SU1046200A1 - Способ приготовлени бурового раствора и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ приготовлени  буро вого раствора путем элел трообработки с использованием электродов в виде криволинейной движущейс  поверхности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и интенсификации процесса путем образовани  на поверхности электрода адгезионного сло , используют частично погруженный в обрабатываемую жидкость катод, в качестве анода используют электропроводную жидкость с частично погру хенной в нее криволинейной замкнутой поверхностью из диэлектрического материала, причем обрабатываема  и электропроводна  жидкости разделены диафрагмой и процесс ведут при скорости сл вращени  поверхностей 20-3000 об/мин. f 4; о ю Фиг.1

Description

2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее электроды , разделенные диафрагмой, отличающеес  тем, что катод и анод выполнены в виде барабанов или бесконечных лент, установленных вертикально на роликовых опорах.

3. Устройство по п. 2, отличаю щ е е с   тем, что ролики опоры установлены с возможностью перемещени  в горизонтальной плоскости.

Изобретение относитс  к горной промышленности, а именно нефтегазо добывающей, и может быть использовано йл  приготовлени  буровых рас воров, а также пульп, суспензий. Известны способы электрообработ водных растворов в диафрагменном электролизере, когда, в зависимости от необходимости получени  в водном растворе щелочных или кислотных свойств, его обрабатывают соответственно в зонах положительного или отрицательного электродов 13Недостатками известных способов  вл ютс  увеличение энергетических затрат и снижение производитель-: ности процесса. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ электрообработки растворов в аппарате, содержащем бесконечную ленту, нат нутую ва ведущий и ведомый ролики, поверхность которойпокрыта электропровод ным материалом и подключена к источ нику посто нного тока. Бесконечна  лента полностью погружена в обрабатываемую жидкость и, выполн   роль катода или анода, оказывает электрическое воздействие на раствор 2 Недостатком известного решени   вл етс  невысока  производительность , так как положительный электрод , выполненный из металла, быстро выходит из стро  в процессе электролиза и дл  замены его приходитс  останавливать процесс. Цель изобретени  - повышение производительности и интенсификации процесса путем образовани  на поверхности электрода адгезионного сло . Поставленна  цель достигаетс  тем, что при осуществлении электрообработки с использованием электродов в виде криволинейной движущейс  поверхности используют частично погруженный в обрабатываемую жидкость катод, в качестве анода используют электропроводную жидкость с частично погруженной в нее криволинейной замкнутой поверхностью из диэлектри -ческого материала, причем обрабатываема  и электропроводна  жидкости разделены диафрагмой и процесс ведут при скорости вращени  поверхностей 20-3000 об/мин. Устройство дл  осуществлени  способа включает катод и анод, выполненные в видебарабанов или бесконечных лент, установленных вертикально на роликовых опорах, а ролики опоры установлены с возможностью перемещени  в горизонтальной плоскости . Электрообработке жидкости в зоне . .отрицательного электрода подвергают адгезионный слой этой жидкости, который образуетс  на криволинейной поверхности, если часть этой поверхности погрузить в жидкость и вращать. Чем тоньше адгезионный слой, тем более интенсивно проход т в нем электрохимические разложени  солей и металлов, присутствующих в жидкости даже при малых плотност х тока. Толщину адгезионного сло  можно регулировать диаметром криволинейной поверхности и скоростью ее вращени . Чем больше скорость вра- . щени , тем больше толщина.адгезионного сло . В качестве положительно зар женного электрода - анода используют адгезионный слой электропровод щей жидкости, например воды с порошкообразным графитом или другими ферромагнитными телами, наход щимис  в жидкости во взвешенном состо нии. При соприкосновении двух адгезионных слоев: анода и обрабатываемрй жидкости, наход щейс  на криволинейной поверхности - катоде, между электропровод щей жидкостью и катодом через адгезионный слой жидкости затворени  возникает, электрическа  цепь, котора  приводит к возникновению электрохимических окислительно-восстановительных реакций . Регулированием скорости вращени  сщгезионных слоев и площади контакта этих слоев можно измен ть нтенсивность электрохимического воздействи  на обрабатываемый слой идкости. Чем меньше скорость двиени  адгезионных слоев и больше лощадь контакта между ними, тем олее и нтенсивно проход т ионнообменные процессы в обрабатываемой жидкости.

Применение в качестве анода элект ропровод щей жидкости резко снижает материальные затраты, повышает надежность анода и позвол ет регенерировать его, освобожда  от продуктов кислых реакций и вновь направл   на обработку.

На фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема устройства дл  его осуществлени .

При вращении металлического барабана 1, частично помещенного в жидкость 2 затворени , в емкости 3 на его поверхности образуетс  адгезионный слой 4, толщина которого зависит от скорости вращени  барабана 1 и его диаметра.

Адгезионный слой 4 соприкасают через диафрагму 5 с другим адгезионным слоем б, образованным.на поверхности неэлектропроводного барабана 7, частично помещенного в электропровод щую жидкость 8, наход щуюс  в емкости 9.

Электропровод ща  жидкость, приготовленна  из смеси жидкости (воды/ с ферромагнитными телами (графитовый порошок, подключена к положительному полюсу источника 10 посто нного тока и выполн ет роль анода.

Отрицательный полюс источника 10 посто нного тока подключен к барабану 1, который выполн ет роль катода.

В адгезионном слое 6 - аноде образуютс  продукты окислительных, а в слое 4 - восстановительных реакций. Обработанный адгезионный слой 4 жидкости затворени  полностью или частично снимаетс  с поверхности барабана 1 скребком 11 и направл етс  в емкость 12 дл  дальнейшего испо )ьзовани .

Устройство состоит из бесконечной ленты 13, покрытой электропровод щим слоем 14 и нат нутой на ролики 15 19 , из которых 15  вл етс  приводным а остальные - ведомые. Бесконечна  лента 13 частично погружена в жидкость 20, предназначенную дл  электрообработки , и своим электропроводным слоем 14 соединена с отрицательным полюсом источника 21 посто нного тока. Устройство содержит дополнительную бесконечную неэлектропроводную ленту 22, нат нутую на ролики 23 (приводной ), 24 - 27 (ведомые) и частично погруженную в электропровод щую жидкость 28, например смесь воды с графитовым порошком, наход щуюс  в емкости 29. Жидкость 20 затворени  находитс  в смежной емкости 30. Емкости 29 и 30 выполнены из незлектропроводного материала , а часть смежных стенок 31, наход ща с  выше уровней жидкостей 20 к 2Q, перфорирована и выполн ет

роль диафрагмы 32. Последн   предотвращает . переток .продуктов окислительно-восстановительных реакций из адгезионного сло  33, образованного на поверхности ленты 13 при ее вращении, в адгезионный слой 34, образованный на поверхности бесконечной ленты 22 при ее вращении . Адгезионный слой 33 из жидкости 20 затворени  срезаетс  скребком 35 с поверхности бесконечной ленты 13 (катода ) и направл етс  в приемную емкость 36. Электропровод ща  жидкость 28 соединена с положительным полюсом источника 21 посто нного тока, а ее адгезионный слой 34 выполн ет роль анода. Устройство работает следующим образом.

При вращении бесконечных лент 13 и 22 на их поверхност х образуютс  адгезионные слои 33 и 3.4. Чем быстрее вращаютс  ленты, тем толще адгезионные слои, так как в этом случае жидкости не успевают стекать. Кроме того, чем быстрее вращение ленты 13, тем больше производительность устройства.

Между адгезионным слоем 34, ;Быполн ющим роль жидкого анода, и лентой 13, покрытой электропроводным слоем 14, выполн ющим роль ка0 тЪда, протекает электрический ток. В результате в адгезионном слое 33 обрабатываемой жидкости 20 затворени  возникают электрохимические реакции .

Устройство позвол ет измен ть площадь контакта адгезионных слоев 33 и 34 за счет возможности перемещени  ведомых роликов 16-19 и 24-27 в горизонтальной плоскости в положении . а, 5 и в, 1 Перемещение роликов в горизонтальной плоскости позвол ет раздвинуть часть лент 13 и 22 друг от друга в сторону от вертикального положени , что приводит к уменьшению площади контакта адгези5 онных слоев 33 и 34. Это позвол ет регулировать интенсивность воздействи  на адгезионный слой 33 жидкости 20 затворени (в зависимости от необходимости получени  заданно0 го значени  рН ) в обрабатываемой жидкости.

Интенсивность электрохимического воздействи  можно регулировать также скоростью вращени  лент 13 и 22. Чем

5 больше скорость движени  адгезионных слоев 33 и 34, тем меньше эффективность воздействи  и наоборот.

Использование в качестве анода электропровод щей жидкости 28

0 резко увеличивает надежность и долговечность устройства и снижает его затраты, так как замен ть анод можно не прерыва  процесс обработки . Кроме того, жидкий анод доста точно легко восстанавливать, осво5

божда  его от продуктов кислых реакций .

Пример. В качестве криволинейных поверхностей используют металлический и полиуретановый барабаны диаметрами по 30 см, которые помещают: металлический - в техническую воду, имеющую первоначальную величину рН 6,9 а полиуретановый - в смесь воды с графит.овым порошком, наход щимс  в воде во взвешенном состо нии.

Число оборотов барабанов регулируют от 20 до 3000 об/мин. Металлический барабан через коллектор подключают к отрицательному полюсу источника тока, а паложител1  ый полюс (в виде стержн  ) опускают в электропровод щую жидкость. При вращении барабанов на них образуетс  ёщг зионный слой, тол1дана которого мен етс  от 1,5 до 20 мм в зависимости от скорости вращени  барабанов. Наиболее оптимальный предел скоростей 60 - 800-1000 об/мин. При болэе высоких скорост х адгезионные слои срываютс  под. действием высоких центробежных сил, а при более низких слой жидкости стекает в емкость Напр жение между электродами 4Ъ В. В качестве псзлупроницаемой перегородки используют тонкую шелковую ткань

предварительно намоченную в жидкости затворени  и нат нутую на раму, продолжающую стену емкости дл  жидкости затворени .

При числе оборотов барабанов 200 Об/мин и толщинах адгезионных слоев 10 мм рН обработанной жидкости затворени  составл ет 11,2. При более высоких числах оборотов барабанов производительность по 1жидкости повышаетс  до 30 л/с при 1000 об/мин, рН падает до 9,4. Вес объем обработанной в адгезионном слое жидкости затаорени  имеет высокую восстановительную характеристику .

Изобретение просто в реализации и имеет высокую технико-экономическую эффективность, котора  складываетс : из снижени  затрат на останоЬку процесса и на замену анода до 12-15%; снижени  онергетических saTpiaT на 5-8% за счет повышени  площади обработки без увеличени  мощности,- повышени  производительности на 50-60%; повышени  надежности и долговечности. Экономическа  эффективность составл ет 160 170 тыс.руб. в год при использовании обработанной воды дл  охлаждени  дизелей.

Claims (3)

1. ι(57 ) 1. Способ приготовления буро^!вого раствора путем электрообработки с использованием электродов в виде криволинейной движущейся •поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и интенсификации процесса путем образования на поверхности электрода адгезионного слоя, используют частично погруженный в обрабатываемую жидкость катод, в качестве анода используют электропроводную жидкость с частично погруженной в нее криволинейной замкнутой поверхностью из диэлектрического материала, причем обрабатываемая и электропроводная жидкости разделены § диафрагмой и процесс ведут при скорости'* вращения поверхностей 20-3000 об/мин. Г з

   8 3
2. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содер?кащее электроды, разделенные диафрагмой, отличающееся тем, что катод и анод выполнены в виде барабанов или бесконечных лент, уста новленных вертикально на роликовых опорах.
3. 3. Устройство поп. 2, о т л и чающееся тем, что ролики опоры установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.