Проект строительства скважины на Мало-Балыкском месторождении

 

4.5.4 Применение электрофоретического  отделения

Чтобы определить влияние электрофореза на свойства буровой жидкости, а также определение эксплуатационных параметров было построено опытное устройство, рисунок 4.10.

Рисунок 4.10 – Опытная установка

Металлическая ванна, вмещающая 40 л бурового раствора была использована в качестве внешнего цилиндра. В качестве внутреннего цилиндра использовался барабан из нержавеющей стали. Буровая жидкость перекачивается из емкости для хранения в ванну. Напряжение применяемое к внутреннему электроду подводилось от генератора высокого напряжения. После обработки барабан вращается со скоростью 1-20 об/мин, с помощью мотора мощностью 0,5 л.с., коробки передач и системы ременных шкивов. Скребок удаляет собранный осадок с барабана. Затем восстановленный раствор подается из системы.

Экспериментальная установка была использована для определения влияния нескольких параметров и определения оптимальных условий работы для восстановления инвертно-эмульсионных растворов.

4.5.4.1 Влияние увеличения интервалов сбора осадка на очистку

При работе устройства электрофореза, концентрированный осадок может быть собран с барабана в любой момент цикла очистки.

Результаты изменения интервала сбора представлены на рисунке 4.11

Рисунок 4.11 - Влияние интервала сбора по объему осадка и составу

С увеличением интервала с 30 мин до 4 ч объем сбора осадка уменьшился. Однако большой объем сбора осадка с использованием коротких интервалов не показывает повышенную концентрацию твердых веществ и воды. С увеличением интервала сбора, объем твердых частиц и воды увеличился, с уменьшением объема энергозатрат. Таким образом, больший интервал сбора осадка обеспечивает быстрее очистку раствора от твердых примесей и капель воды.

4.5.4.2 Влияние повышения  напряжения на очистку

С увеличением напряжения на собирающем электроде должна увеличиться скорость заряженных частиц, что даст быстрое восстановление раствора и больше осадка на барабане.

Результаты увеличения напряжения представлены на рисунке 4.12

 

 

Рисунок 4.12 - Влияние повышения напряжения на очистку

Из графика видно, что чем выше напряжение, тем лучше происходит удаление твердых частичек и капель воды, производительность очистки раствора повышается.

4.5.4.3 Влияние времени обработки  на очистку

Увеличение продолжительности времени, в течение которого подается напряжение, должно увеличить концентрацию твердых частиц и воды на собирающий электрод.

Влияние времени обработки на очистку показано на рисунке 4.13

Рисунок 4.13 - Влияние времени обработки на очистку

С увеличением времени обработки раствора с 1 до 8 ч, объем осадка и соответственно объем твердых частиц и капель воды увеличился. Оптимальная продолжительность обработки должна обеспечивать не большое удаление углеводородной фазы, и большое удаление твердых частиц и капель воды. После восьми часов восстановления раствора было собранно 9,5л осадка, который составляет 30% от общего объема. Около 50% твердых частиц из промывочной жидкости были собраны и только 14% имеющихся углеводородов удалено. Осадок собранный после 8 часов обработки, при напряжение 3000 В был глубже и имел густую и липкую структуру на барабане.

4.5.4.4 Свойства обработанного  раствора

Произвели тестирование в оптимальных условиях, для определения влияния на свойства обработанного бурового раствора, таких как плотность, вязкость. Результаты измерений представлены в таблицах 4.2 и 4.3

Таблица 4.2 – Массовый баланс обработанного раствора

Составной компонент	Обработанный раствор(%)	осадок(%)
Общий	70	30
Твердая фаза	54	46
Вода	52	48
Нефть	80	20

 

 

Таблица 4.3 – Свойства бурового раствора до и после обработки

Параметр	До обработки	После обработки
Плотность	1440	1092
пластическая вязкость, сР	28	7
ДНС, дПа	16	3
содержание твердой фазы, %	23	13,5
содержание воды, %	18	10
содержание углеводородов, %	59	76,5
нефть/вода	77:23	88:12

 

 

 

 

4.5.5 Полномасштабная электрофоретическая  обработка раствора

Для обработки больших объемов раствора в промышленном масштабе был разработан комплект оборудования. Устройство может обработать около 650 л жидкости в партии. Устройство изображено на рисунке 4.14.

 

Рисунок 4.14 - Полномасштабное устройство для электрофоретической очистки

Устройство комплектуется также необходимыми трубопроводами, элементами управления, выдвижные скребки, шнек для удаления твердых шлама и интегрированной системы очистки ванны. Весь процесс от начала до конца осуществляется с программируемого логического контроллера, расположенного в пределах панели управления.

Лабораторные и экспериментальные данные показали что различные химические добавки и примеси влияют на электрофоретическое разделение твердых тел и воды. Таким образом, для каждой жидкости необходимо провести оптимизацию, для обеспечения максимальной производительности. Восстановление на данном устройстве было продемонстрировано на жидкости содержащей 14% сухих веществ. Она обрабатывалась в течение 8 ч при 900 В.результаты обработки представлены на рисунке 4.15

Рисунок 4.15 - Результаты обработки

 

4.6 Заключение

 

Экономическое преимущество электрофореза в очистке раствора состоит в том что он не требует дорогостоящих химических добавок и имеет низкое потребление энергии. Жидкости, которые были предназначены для утилизации теперь можно рассматривать повторное использование, только часть будет отправляться на захоронение и без чрезмерного разбавления. Это позволит снизить стоимость, энергопотребление, объем утилизации.