Регулирование смазочных свойств буровых растворов

Лекция 2 (доп.) Регулирование смазочных свойств буровых растворов Задачи, решаемые при улучшении смазочных свойств: Задача 1 – уменьшение трения между бурильной колонной и стенками скважины: 1. уменьшение крутящего момента на вращение бурильной колонны (Мкр. ) 2. снижение нагрузки на крюке при подъеме бурильной колонны. 3. увеличение фактической осевой нагрузки на долото. 4. улучшение показателей работы долота. 5. уменьшение силы сцепления между бурильной колонной и фильтрационной коркой (устраняется адгезия, прилипания, прихваты). 6. уменьшается сальникообразование (нет желобов, сальников). 7. снижается вероятность затяжек и прихватов бурильных труб. Задача 2 – образование прочного слоя на контакте металл –металл (контактирующие поверхности в долотах,забойных устройствах ) и смазки в условиях высоких контактных давлений, в результате чего: 1. увеличивается долговечность опор долота. 2. увеличивается долговечность его рабочих элементов. 3. повышение показателей отработки долот. Смазочные добавки 1. нефть. 2. серебристый графит. 3. смазочная добавка – СМАД (смесь окисленного петролатума и дизельного топлива). 4. смесь гудронов масложировых комбинатов – СГ (ОСГ). 5. ГКЖ – гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость. 6. Другие смазочные добавки фирм – изготовителей см. товарные марки добавок. Действие вводимых в раствор добавок: 1) нефть – ввод нефти решает только задачу 1 – уменьшение трения, содержание не более 15 %. Если нефть хорошо эмульгирована в глинистом растворе, то он приобретает хорошие смазочные свойства. В результате ввода нефти отмечается понижение статической водоотдачи и происходит некоторое загущение раствора (Т↑), т.к. появляется дополнительная дисперсная фаза – углеводородная (Т↑) вводится до 15%. 2) серебристый графит – решает те же задачи, что нефть, хорошо совмещается с нефтью. Содержание до 1 % (по массе и объему)- 10 кг на 1 м3 раствора, несколько разжижает раствор. 3) СМАД-1 - смесь окисленного петролатума и дизельного топлива – решает 2 задачу в соотношении 1:1 до 2:3. Дизельное топливо необходимо для растворения пастообразного СМАД и получения СМАД-1. Его ввод решает задачу 2 - образование прочного слоя – при концентрации в глинистом растворе от 1 до 5 % (образует прочные слои при высоком контактном давлении трущихся металлических поверхностей элементов долот и бурового инструмента). СМАД-1 эффективен при рН глинистого раствора до 10. Он становится неэффективным в присутствии ионов Са+2, поэтому их содержание не более 20 г/л. СМАД загущает раствор (Т↑), но улучшает смазочные свойства (2 задача). 4) СГ – решает 2 задачу – концентрация в растворе 1-2 %, оптимально рН= 7 -10 %, несколько загущает (Т↑) раствор, но снижает показатель фильтрации (Ф30↓). 5) ГКЖ-10 – это 10 %-ый водно-спиртовый раствор этилсиликата Na – – гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость, от желтого цвета до тёмно-коричневого со щелочной реакцией. На поверхности алюминиевых труб образуется окисная пленка, которая уничтожается за счет щелочной реакции самой ГКЖ. *ГКЖ решает задачу 1, кроме того, является ингибитором глин,она замедляет гидратацию и диспергирование разбуриваемых глин, что сохраняет текучесть бурового раствора (не обогащенного глиной). ГКЖ содержится в растворе до 1 %. Современные смазочные добавки : 6) Фирменные смазочные добавки. – Бурфлоб; – Бурфлоб – БТ – Бурфоб – БТ – Детергент – Синтон – БТ Регулирование смазочных свойств буровых растворов № п/п Вид смазывающей добавки Решаемые задачи Рациональная концентрация Особенности 1 – Уменьшение трения 2 – Прочный слой на контакте метал - метал 1 2 3 4 5 6 1 Нефть + - 15 % Ф30↓, Т↑ 2 Серебристый графит + - до 1 % Т↓, совместим с нефтью 3 СМАД-1 (смесь окисленного петролатума и дизельного топлива) - + 1 – 5 % при рН = 7-10 эффективен при рН до 10, Са+2 до 20 г/л, Т↑ 4 СГ (смесь гудронов масложировых отходов) - + 1 – 2 % рН = 7-10, Ф30↓, Т↑ 5 ГКЖ (гидрофобизирущая кремний-органическая жидкость – водный спиртовой раствор этилсиликата Na) + - до 1 % замедляет гидратацию глин, Т↓ (ингибирование)