×
01.11.2019
219.017.dc43

Результат интеллектуальной деятельности: Буровой раствор для строительства скважин в неустойчивых глинистых и несцементированных грунтах и способ его получения

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Группа изобретений относится к буровому раствору для строительства скважин в неустойчивых глинистых и несцементированных грунтах и способу его получения и может быть использована в области трубопроводного транспорта, в частности, при строительстве подводных переходов трубопроводов в неустойчивых грунтах, таких как песок, гравийно-галечниковые грунты, глины. Технический результат – возможность получения скважины с устойчивыми стенками в зоне залегания неустойчивых глинистых и несцементированных грунтов. Буровой раствор для строительства скважин в неустойчивых глинистых и несцементированных грунтах включает, мас.%: монтмориллонитовый глинопорошок 6; полианнионную целлюлозу 0,4; водку остальное, при этом величина коэффициента пластичности раствора равна 2677 с при динамическом напряжении сдвига 830 дПа. В способе получения указанного выше бурового раствора готовят глинистую суспензию путем перемешивания воды и монтмориллонитового глинопорошка в течение 1 ч, затем добавляют полианнионную целлюлозу и перемешивают в течение 30 мин. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Группа изобретений относится к буровому раствору для строительства скважин в неустойчивых глинистых и несцементированных грунтах и способу его получения.

Группа изобретений может быть использована в области трубопроводного транспорта, в частности, при строительстве подводных переходов трубопроводов в неустойчивых грунтах (песок, гравийно-галечниковые грунты, глины).

Известен буровой раствор на основе водомасляной эмульсии, включающий бентонитовый глинопорошок, каустическую соду, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), многофункциональные поверхностно-активные вещества ПАВ, пеногаситель, полимер и воду (заявка 2002112790/032002112790/03 от 26.08.2002). Буровой раствор содержит КМЦ низкой вязкости, в качестве многофункциональных ПАВ - ИКЛУБ и ИКД, в качестве пеногасителя - ИКДЕФОМ, в качестве полимера - акриламидсодержащий полимер, анионный полиэлектролит ИКСТАБ или амфолитный полиэлектролит ГТИНДРИЛ и дополнительно - кальцинированную соду при следующем соотношении ингредиентов, кг на 1 м3 бурового раствора: бентонитовый глинопорошок - 30-75, кальцинированная сода - 1-2,5, каустическая сода - 0,2-0,7, КМЦ низкой вязкости - 2,5-6,8, ИКЛУБ - 3-9, ИКД - 0,5-3, ИКДЕФОМ - 0,1-0,25, указанный акриламидсодержащий полимер - 2,6-4,5, вода - остальное.

К недостаткам известного раствора относится большой расход химреагентов, обусловленная этим его высокая стоимость и низкая мобильность управления свойствами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому раствору является буровой раствор (заявка: 2005137762/03, опубл. 10.06.2007) для строительства переходов под естественными и искусственными преградами методом горизонтально-направленного бурения, включающий глину, понизитель фильтрации, модифицирующую добавку и воду, отличающийся тем, что, в качестве модифицирующей добавки он содержит реагент ФК-1 при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина 1,0-2,9; понизитель фильтрации 0,2-0,4; реагент ФК-1 3,1-5,0; вода - остальное. Недостатком известного состава является большое содержание модифицирующей добавки реагента ФК-1, что сказывается на стоимости бурового раствора.

Техническим результатом группы изобретений является получение состава бурового раствора, фильтрационные свойства которого позволяют получить скважину с устойчивыми стенками в зоне залегания неустойчивых глинистых и несцементированных грунтов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что буровой раствор для строительства скважин в неустойчивых глинистых и несцементированных грунтах, согласно техническому решению, включает бентонитовый глинопорошок, водорастворимый полимер или водорастворимые полимеры и воду, при этом величина коэффициента пластичности раствора находится в диапазоне от 800 с-1 до 3000 с-1 при динамическом напряжении сдвига более 300 дПа и следующем соотношении компонентов, мас.%:

- бентонитовый глинопорошок - 3-8;

- водорастворимые полимеры - 0,3- 0,5;

- вода - остальное.

В части способа получения указанного бурового раствора технический результат достигается за счет того, что готовят глинистую суспензию путем перемешивания воды и бентонитового глинопорошка в течение 1 часа, затем добавляют водорастворимый полимер или водорастворимые полимеры и перемешивают в течение 30 мин.

Заявляемый качественный и количественный состав компонентов бурового раствора со следующими реологическими параметрами: коэффициент пластичности в диапазоне от 800 до 3000 с-1, динамическое напряжение сдвига (далее - ДНС) более 300 дПа, позволяет выносить шлам разбуренных грунтов, способен обеспечить устойчивость ствола скважины в условиях залегания глиносодержащих грунтов и управлять фильтрационными свойствами несцементированных грунтов.

В составе бурового раствора используются следующие соединения:

- в качестве глины используют бентонитовый глинопорошок марки Б-1 - Б-3 по ГОСТ 25795-83 «Сырье глинистое в производстве глинопорошков для производства буровых растворов».

- в качестве регулятора реологических свойств используют водорастворимые полимеры - биополимеры и синтетические полимеры, например, полимер полианнионная целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза (далее - КМЦ), ксантановая смола, гидролизованный полиакрил амид и др.

Буровой раствор получают механическим смешиванием компонентов в заявленных пределах содержания. Сначала готовят глинистую суспензию путем перемешивания воды и бентонитового глинопорошка (5-8%) в течение 1 часа. Добавляют водорастворимые полимеры, например, гидролизованный полиакриламид (0,3-0,5%), перемешивают 30 мин. После получения однородного раствора определяют его свойства. Параметры, полученных буровых растворов, приведены в табл.1.

Система обладает малокомпонентным составом, поэтому отличается мобильностью управления ее свойствами.

Все измерения параметров буровых растворов допускается проводить по методикам ISO 10414-1:2008 [1].

В практической деятельности для обеспечения кольматации проницаемых грунтов нередко применяются буровые растворы, состоящие из модифицированного глинопорошка низкого качества на основе гидрослюдистых глин с меньшим выходом раствора.

При одинаковой концентрации в зависимости от вида глинопорошка, применяемого для получения бурового раствора, вязкость раствора меняется в широких пределах. Диапазон изменения свойств бурового раствора зависит от качества применяемой глины, ее коллоидных свойств, длительности гидратации, степени перемешивания, наличия электролитов, органических добавок. Влияние этих факторов затрудняет определение критериев фильтрации бурового раствора в пористую среду.

Основными реологическими параметрами, которые характеризуют буровой раствор, являются динамическое напряжение сдвига, пластическая вязкость и их производная - коэффициент пластичности.

Динамическое напряжение сдвига характеризует прочностное сопротивление бурового раствора течению и обусловлено прочностью водородных связей и индукционным периодом их образования. Величина пластической вязкости характеризует способность дискретной среды уплотняться. Коэффициент пластичности представляет собой отношение предельного динамического напряжения сдвига к пластической вязкости. Поэтому коэффициент пластичности отражает прочность взаимосвязей между компонентами раствора в процессе движения и является физической характеристикой прочности и скорости восстановления связей в структуре раствора.

Изобретение поясняется с помощью табл. 2, в которой приведены реологические параметры буровых растворов и состояние образцов мелкого песка после фильтрации глинистых суспензий. Составы растворов приведены в прилагаемой табл. 2. Состав растворов приведен в мас. %, что соответствует количеству реагентов в граммах, необходимых для приготовления 100 г раствора.

В табл. 2 приняты следующие сокращения и обозначения: КП - коэффициент пластичности; ПВ - пластическая вязкость; ДНС - динамическое напряжение сдвига; ПФ - показатель фильтрации; ПБР - полимерный бентонитовый раствор.

Пример 1. Из 93,65 г воды (93,65%) и 6 г глины (6%) (Серпуховского глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. Добавляют водорастворимый полимер, например, карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,2 г (0,2%) перемешивают 30 мин, затем вводят гидролизованный полиакриламид в количестве 0,15 г (0,15%) и перемешивают 15 мин. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 2. Из 95 г воды (95%) и 5 г глины (5%) (Серпуховского глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 3. Из 96 г воды (96%) и 4 г глины (4%) (Монтмориллонитового глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 4. Из 96 г воды (96%) и 4 г глины (4%) (Серпуховского глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 5. Из 95 г воды (95%) и 5 г глины (5%) (Монтмориллонитового глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 6. Из 94,85 г воды (94,85%) и 6 г глины (6%) (Монтмориллонитового глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. Добавляют водорастворимый полимер, например, ксантановую смолу в количестве 0,15 г (0,15%) перемешивают 30 мин. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 7. Из 93,7 г воды (93,7%) и 6 г глины (6%) (Серпуховского глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. Добавляют водорастворимый полимер, например, ксантановую смолу в количестве 0,3 г (0,3%) перемешивают 30 мин. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 8. Из 93,65 г воды (93,65%) и 6 г глины (6%) (Монтмориллонитового глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. Добавляют водорастворимый полимер, например, карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,2 г (0,2%) перемешивают 30 мин, затем вводят гидролизованный полиакриламид в количестве 0,15 г (0,15%) и перемешивают 15 мин. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Пример 9. Из 93,6 г воды (93,6%) и 6 г глины (6%) (Монтмориллонитового глинопорошка в расчете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 часа готовят глинистую суспензию. Добавляют водорастворимый полимер, например, полимер полианнионную целлюлозу в количестве 0,4 г (0,4%) перемешивают 30 мин. После чего замеряют все параметры полученной суспензии. Результаты полученных параметров приведены в табл. 2.

Результаты проведенных исследований показали, что значение коэффициента пластичности в границах от 800 с-1 до 2677 с-1 (п. 6-9 табл. 2) обеспечивает прохождение процесса фильтрации в проницаемые каналы грунта с сохранением сплошности структуры бурового раствора и насыщением порового пространства глинистой составляющей с закреплением образцом из мелкого песка. Поддержание высоких значений коэффициента пластичности увеличивает транспортирующую способность потока, а также гидродинамическое давление струй бурового раствора, выходящих из насадок долота, что обеспечивает более эффективное разрушение грунта на забое и рост механической скорости бурения.

При значениях коэффициента пластичности в границах от 333 до 800 с-1 (п. 2-5 табл. 2) фильтрация бурового раствора происходила на не полную длину образца из мелкого песка, образцы при этом обладали малой прочностью.

При значениях коэффициента пластичности 289 с-1 (п. 1 табл. 2) фильтрация бурового раствора в образцы из мелкого песка не происходила, образец был разрушен.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 150.
12.04.2023
№223.018.456e

Способ получения противотурбулентных присадок для применения в условиях низких температур транспортируемой среды

Изобретение относится к области перекачки нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам. Способ включает получение сополимера с высокой молекулярной массой путем сополимеризации альфа-олефинов в среде фторированных алканов на титанмагниевом катализаторе Циглера-Натта в инертной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002754173
Дата охранного документа: 30.08.2021
12.04.2023
№223.018.45f3

Способ калибровки системы контроля напряженно-деформированного состояния заглубленного трубопровода

Изобретение относится к способам мониторинга состояния заглубленных трубопроводов. Для учета начальных напряжений, возникающих при сборке трубопровода путем сварки из отдельных труб из-за неровностей поверхности земли и приводящих к изгибным деформациям и соответствующим напряжениям в теле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741185
Дата охранного документа: 22.01.2021
20.04.2023
№223.018.4e9a

Способ получения депрессорно-диспергирующей присадки и депрессорно-диспергирующая присадка

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии. Предложен способ получения депрессорно-диспергирующей присадки к нефти и дизельному топливу, характеризующийся тем, что проводят терполимеризацию стирола, алкил(мет)акрилата и винилацетата в одну стадию в среде ароматического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793326
Дата охранного документа: 31.03.2023
20.04.2023
№223.018.4edf

Способ выявления растущих дефектов стенки трубы и сварных швов трубопроводов и ремонтных конструкций, установленных на трубопроводы

Изобретение относится к области внутритрубной диагностики трубопроводов и может быть использовано для выявления опасных дефектов, растущих в межинспекционный период. Сущность изобретения заключается в том, что критерий выявления растущих дефектов определяют путем сопоставления амплитуд сигналов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793369
Дата охранного документа: 31.03.2023
21.04.2023
№223.018.5071

Способ получения депрессора и ингибитора асфальтосмолопарафиновых отложений аспо, используемого в депрессорно-диспергирующих присадках к нефти

Изобретение относится к нефтехимии и нефтепереработке, а именно к полимерам, используемым в качестве депрессоров и ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений АСПО. Технический результат - увеличение пропускной способности трубопровода при транспортировке сырой нефти различного состава. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794111
Дата охранного документа: 11.04.2023
21.04.2023
№223.018.5072

Способ получения депрессора и ингибитора асфальтосмолопарафиновых отложений аспо, используемого в депрессорно-диспергирующих присадках к нефти

Изобретение относится к нефтехимии и нефтепереработке, а именно к полимерам, используемым в качестве депрессоров и ингибиторов асфальтосмолопарафиновых отложений АСПО. Технический результат - увеличение пропускной способности трубопровода при транспортировке сырой нефти различного состава. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794111
Дата охранного документа: 11.04.2023
10.05.2023
№223.018.53af

Устройство управления аппаратами для перемешивания жидкости в резервуарах

Изобретение относится к средствам мониторинга состояния и управления аппаратами для перемешивания жидкости в резервуарах и может использоваться в нефтегазовой, химической и пищевой отраслях промышленности. Устройство управления аппаратами для перемешивания жидкости в резервуарах содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795334
Дата охранного документа: 02.05.2023
14.05.2023
№223.018.5676

Способ определения фактических напряжений изгиба трубопровода

Изобретение относится к области мониторинга трубопроводных систем, эксплуатируемых в сложных климатических условиях, в частности к способам оценки технического состояния трубопроводов надземной и подземной прокладки при проведении обследований, ремонте трубопровода, а также для оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739869
Дата охранного документа: 29.12.2020
15.05.2023
№223.018.5a0a

Носитель датчиков для контроля трубопроводов с использованием дифракционно-временного метода tofd

Использование: для проведения внутритрубного контроля трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что носитель датчиков выполнен с возможностью установки на внутритрубном инспекционном приборе и имеет множество датчиков, распределенных по его окружности. Указанное множество датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002761415
Дата охранного документа: 08.12.2021
15.05.2023
№223.018.5a0b

Носитель датчиков для контроля трубопроводов с использованием дифракционно-временного метода tofd

Использование: для проведения внутритрубного контроля трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что носитель датчиков выполнен с возможностью установки на внутритрубном инспекционном приборе и имеет множество датчиков, распределенных по его окружности. Указанное множество датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002761415
Дата охранного документа: 08.12.2021
Показаны записи 1-3 из 3.
09.11.2018
№218.016.9c0b

Способ укрепления несцементированных грунтов при строительстве методом наклонно-направленного бурения

Изобретение относится к области строительства переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия методом наклонно-направленного бурения в несцементированных грунтах. Технический результат - увеличение прочности стенки скважины, необходимое для протаскивания трубопровода в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671882
Дата охранного документа: 07.11.2018
02.10.2019
№219.017.cf4e

Полимерсодержащий реагент для цементно-полимерного раствора

Изобретение относится к реагентам для получения цементно-полимерного раствора. Реагент для полимерцементного раствора содержит, мас.%: эпоксидная смола - 11-20 и триэтиленгликоль - 80-89. Полимерсодержащий реагент на основе эпоксидной смолы обеспечивает повышение прочности получаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700125
Дата охранного документа: 12.09.2019
31.07.2020
№220.018.39f9

Раствор для строительства подводных переходов трубопроводов методом горизонтально-направленного бурения щитом с использованием тоннелепроходческого комплекса в глинистых грунтах (варианты)

Группа изобретений относится к растворам, применяемым в качестве промывочных жидкостей для строительства подводных переходов трубопроводов в глинистых грунтах методом горизонтально-направленного бурения щитом с использованием тоннелепроходческого комплекса. Раствор включает капсулирующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728426
Дата охранного документа: 29.07.2020
+ добавить свой РИД