способ приготовления бентонитовых глинопорошков

Формула изобретения

1. Способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, отличающийся тем, что осуществляют активирование увлажненной до 23-27% бентонитовой глины или ее смеси с суббентонитовой глиной 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляют на вылеживание от 300 до 670 ч и после перемешивания осуществляют пластификацию в грануляторе с последующей сушкой полученных гранул до влажности 4-5% и смешением после их помола с 3,5-4,5% оксида магния.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместно с оксидом магния дозируют 3-4% (на сухое) термосолестойкого реагента КМЦ-ТС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства глинопорошков для буровых растворов.

Целью данного изобретения является получение глинопорошков высокого качества на основе кальциевых бентонитовых глин (марок Б-8, Б-9 по ГОСТ 25795-83) и смесей кальциевых бентонитовых и суббентонитовых глин (марки Б-6 по ГОСТ 25795-83).

Известен способ получения глинопорошка для буровых растворов путем предварительного помола глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение при введении карбоната натрия сбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0% (авт. свид. 2191794). Недостатком данного способа является необходимость введения в технологическую цепочку дополнительного оборудования для растворения карбоната натрия и подачи под напором раствора реагента, а также недостаточно высокий выход раствора.

Наиболее близким способом является способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование бентонитовой глины, увлажненной до 20-45%, кальцинированной содой в количестве 25-33,33% от ее массы, перемешивание, выдерживание при нагреве, сушку до влажности 10%, помол (RU 2199504, 27.02.2003). Недостатком данного способа является недостаточно высокий выход бурового раствора.

Техническим результатом данного изобретения является возможность производства всего ассортимента марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93 с регулируемыми реологическими параметрами.

Сущность данного изобретения заключается в том, что увлажненная до 23-27% бентонитовая глина активируется 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляется на вылеживание на период от 300 до 670 часов, перемешивается и отправляется на пластификацию в грануляторе (диаметр отверстий от 14 до 20 мм), табл.1. Полученные гранулы сушат в сушильном барабане в режиме «мягкой сушки» до остаточной влажности 4-5%, диапазон температур входящих газов определяется по данным термического анализа исходной глины и активированного сырья. Дальнейший помол осуществляется в шаровых, роликово-маятниковых мельницах и молотковых дробилках. На выходе из помольных агрегатов глинопорошок дополнительно обогащается 3,5-4,5% оксида магния, полноценное смешивание которого достигается при транспортировке в продуктопроводах посредством сжатого воздуха. При необходимости уменьшения показателя водоотдачи суспензий, приготовленных на основе глинопорошков предложенного состава, вместе с оксидом магния дозируют термосолестойкий реагент КМЦ-ТС, представляющий собой продукт реакции этерификации целлюлозы с дополнительным введением модифицирующих добавок по ТУ 2231-009-32957739-99 (3-4% в пересчете на сухое вещество), табл.3.

В целях регулирования реологических параметров (повышения прочности тиксотропной структуры, характеризуемой показателем статистического напряжения сдвига (СНС)) суспензий на основе глинопорошков предложенного состава предлагается смешивание пластификата активированных кальциевых бентонитовых глин с пластификатом активированного суббентонита Биклянского месторождения в соотношении 6:1 на стадии глиноподготовки, табл.2. Таким же образом предлагается производить весь ассортимент марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93, вводя в бентонитовую глину марок Б-8, Б-9 суббентонит марки Б-6 по ГОСТ 25795-83 в различных соотношениях.

Таблица № 1
Влияние процесса пластификации на параметр выхода раствора производимых глинопорошков*
Исходное сырье	Модифицирующие добавки, %	Выход глинистого раствора, м3/т
Na2СО3	MgO
Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2,0	-	14,6-15,9
Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2,0	3,5-4,5	17,0-18,5
Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2.0	-	12,0-14,1
Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2,0	3,5-4,5	16,0-17,5
Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2.0	-	13,0-14,5
Активированная глина Сарайбашского о месторождения, марка Б-9	1,8-2.0	3,5-4,5	15,4-18.0
Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2.0	-	14,6-19,0
Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9	1,8-2.0	3,5-4,5	20,1-25,3
Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-8	1,8-2.0	3,5-4,5	24,5-33,0
Активированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6	1,8-2.0	3,5-4,5	4,0-5,5
Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6	1,8-2.0	-	4,5-6,5
Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марки Б-6	1,8-2.0	3,5-4,5	8,2-12,6
* Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента.
Таблица № 2
Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемой технологии переработки в зависимости от состава используемых глин*.
№ п/п	Сырье глинистое, %, марка по ГОСТ 25795-83	Выход глинистого раствора с вязкостью 20 мПа, м3/т	Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93
Б-6	Б-8	Б-9	Показатель фильтрации, см3	Толщина корки, мм	Коэффициент пластичности, с-1	Статистическое напряжение сдвига, Па
1	100	-	-	9,1	17	2	22,1	15,646
2	100	-	-	12,9	21	2	26,4	11,424
3	100	-	-	9,9	19	1,5	20,25	14,28
4	-	100	-	29,0	40	2	9,15	6,6
5	-	100	-	33,7	26	1,5	8,468	7,56
6	-	100	-	32,2	27	1,5-2	13,7	8,928
7	-	-	100	20,3	17	1	-	2,74
8	-	-	100	22,0	31,5	2	3,13	4,872
9	-	-	100	25,3	24,5	1	1,877	6,216
10	50	-	50	13,9-14,3	22,5	4	31,5	7,56
11	50	-	50	15,1-17,0	21,0	3	18,3	9,4
12	14	86		20,0	25	2	6,48	10,752
13	14	-	86	17,9	22	2	28,5	11,928
* Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента.

Таблица № 3
Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемому способу приготовления с добавлением термосолестойкого реагента.*
№ п/п	Состав, %	Угол закручивания спирали вискозиметра при 600 об/мин (навеска 34 г)	Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93
Базовый г/п	КМЦ-ТС	Показатель фильтрации, см3	Толщина корки, мм	Коэффициент пластичности, с-1	Статистическое напряжение сдвига, Па
1	100	-	97	30	4	4,25	10,248
2	99	1	100	26	1	1,66	6,048
3	98	2	128	22	1	8,948	9,408
4	97	3	117	16	1	5,198	8,064
5	96	4	99	12	1	3,591	6,552
*Базовый глинопорошок произведен по предлагаемому способу, отбраковка по причине пересушки, Wг/п=3,40%, цеховой вариант.