Приготовление и коррекция показателей бурового раствора технологией и оборудованием ВСМА

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки высокоэффективного и ресурсосберегающего оборудования, используемого для приготовления и коррекции бурового раствора в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Одним из путей решения данной проблемы является использование новой технологии виброструйной магнитной активации растворов и жидкостей. Указанная технология реализуется погружным электромагнитным преобразовательным устройством колебательного типа, работающим в резонансном или близких к нему режимах. Резонансный режим работы такого устройства обеспечивает высокое энергетическое воздействие на структуру бурового раствора в локальной зоне активации, что приводит к более высокой степени диспергации частиц дисперсной фазы. При этом резонансный режим работы электромагнитного преобразовательного устройства характеризуется наименьшим уровнем потребления электрической энергии. Цель работы: получение и сравнение результатов исследований основных показателей качества буровых растворов, приготовленных на традиционных механических центробежных мешалках и на оборудовании виброструйной магнитной активации. Методы исследований. Исследования проводились в лабораторных и натурных условиях с использованием экспериментального лабораторного и промышленно выпускаемого оборудования. Оценка дисперсности приготовленных буровых растворовпроводилась седиментационным методом. Энергосбережение оценивалось расчётным методом по длительности работы оборудования с установленной электрической мощностью. Результаты. Основные показатели качества бурового раствора, приготовленного на оборудовании виброструйной магнитной активации, существенно выше, чем качество бурового раствора, приготовленного на традиционно применяемом оборудовании, что подтверждается меньшими размерами частиц дисперсной фазы. Время приготовления и коррекции бурового раствора при использовании оборудования виброструйной магнитной активации в несколько раз меньше по сравнению с традиционными механическими центробежными мешалками.

Relevance of the research is caused by the need to develop high-performance and resource-saving equipment, used to prepare and to correct drilling mud for well-drilling. One of techniques to solve the problem is using new technology of vibro-jet-magnetic activation of muds. The technology is realized by submersible electromagnetic vibrational device, operating in resonance mode. Resonance operation mode of such device ensures high energy impact on drilling mud structure in local activation area, which results in higher dispersion degree of dispersed particles. At the same time the resonance operation mode of the device is characterized by the lowest energy consumption level. The aim of the research is to get and to compare the quality factors of drilling muds prepared on traditional mechanical centrifugal stirrers and on equipment of vibro-jet-magnetic activation. Research methods. The studies were carried out in laboratory and in the field by means of pilot laboratory and industrial equipment. Dispersion of the prepared drilling muds was estimated by sedimentation method. Energy saving was evaluated by calculation according to operation time of the equipment with the set electric capacity. The results. Quality of drilling mud prepared using equipment of vibro-jet-magnetic activation is considerably higher than the quality of drilling mud prepared using traditional equipment, which was confirmed by smaller sizes of dispersed particles. Preparation and correction time of drilling mud by means of equipment of vibro-jet-magnetic activation are 3-6 times smaller as compared to traditional mechanical centrifugal stirrers.