SU1728283A1

SU1728283A1 - Method of obtaining borax solution stabilizer

Info

Publication number: SU1728283A1
Application number: SU894650510A
Authority: SU
Inventors: Леонид Александрович Шиц; Марк Исаакович Липкес; Галина Николаевна Шварева; Юлия Дмитриевна Тимощук; Валентина Борисовна Аникина; Владимир Юрьевич Румер; Юрий Евгеньевич Ковалев; Валентин Иосифович Томащук
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к технологии получени реагентов дл химической обработки буровых растворов на водной основе. Цель - придание полимеру растворимости. Дл этого ведут обработку акрилового полимера, например, щелочным раствором. Акриловый полимер с влажностью не ниже 5% по массе выдерживают в парах аммиака при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 0.5-24 ч. Исходный акриловый полимер берут с влажностью не более 30% по массе. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.This invention relates to a process for the preparation of reagents for the chemical treatment of water-based drilling fluids. The goal is to give the polymer solubility. For this, acrylic polymer is treated, for example, with an alkaline solution. Acrylic polymer with a moisture content of at least 5% by weight is kept in ammonia vapors at room temperature and atmospheric pressure for 0.5-24 hours. The initial acrylic polymer is taken with a moisture content of no more than 30% by weight. 1 hp ff, 3 tab.

Description

Изобретение относитс к технологии получени реагентов дл химической обработки буровых растворов на водной основе, в частности к получению полимерных стабилизаторов-понизителей фильтрации из группы высокомолекул рных соединений акрилового р да.The invention relates to the technology of producing reagents for the chemical treatment of water-based drilling fluids, in particular the production of polymeric stabilizers-filter reducers from the group of high molecular weight acrylic compounds.

Известно получение (1) и применение дл стабилизации буровых растворов (2) гидролизованного полиакрилонитрила (гипана). выпускаемого промышленностью в виде 10-15%-ного водного раствора с запахом аммиака. Известно также получение прлимерных стабилизаторов акрилового р да в твердой товарной форме , например сополимеров метакриловой кислоты метакриламидом(метас) или метилметакрилатом(метакрил-14 или сополимер М-14ВВ). Метас выпускают в виде мелкозернистой крошки (порошка).It is known to produce (1) and use hydrolyzed polyacrylonitrile (hypana) to stabilize drilling fluids (2). manufactured by the industry in the form of a 10-15% aqueous solution with the smell of ammonia. It is also known to obtain acrylic-type polymer stabilizers in solid commercial form, for example, methacrylic acid copolymers with methacrylamide (metas) or methyl methacrylate (methacryl-14 or copolymer M-14BB). Metas produced in the form of fine-grained chips (powder).

метакрил-14 - в виде мелкогранулированного порошка. Основной недостаток o5o.ix реагентов - нерастворимость в воде (3-5). На месте потреблени метас или метакрил-14 подвергают химической обработке щелочью с целью перевода карбоксильных (кислотных ) групп в карбоксилатные (солевые). Солева форма сополимера в отличие от кислотной хорошо раствор етс в воде. Однакочтобы осуществить приготовление водного раствора метаса в производственных услови х, на каждый килограмм сополимера необходимо израсходовать 0.35-0.45 кг гидроокиси натри или 0.5-0,65 кг гидроксида кали . Примерно Столько же щелочи расходуетс дл приготовлени раствора метакрила-14 .methacryl-14 - in the form of finely granulated powder. The main disadvantage of o5o.ix reagents is water insolubility (3-5). At the place of consumption, metas or methacryl-14 is subjected to chemical treatment with alkali in order to convert carboxyl (acid) groups to carboxylate (salt) groups. The salt form of the copolymer, in contrast to the acidic form, is well soluble in water. However, in order to make the preparation of an aqueous solution of metas under production conditions, for each kilogram of copolymer it is necessary to use 0.35-0.45 kg of sodium hydroxide or 0.5-0.65 kg of potassium hydroxide. Approximately the same amount of alkali is consumed to prepare the solution of methacryl-14.

перемешивающим устройством заливают 2/3 расчетного количества воды, загружают товарный сополимер (метас или метакрил-14 ) и перемешивают до полного распада комков материала на первичные частицы (гранулы). Затем загружают расчетное количество щелочи и остальное количество воды. Смесь перемешивают до полного растворени сополимера. Из-за высокой в зкости концентраци раствора не должна превышать 5-10%; продолжительность растворени при этом составл ет от 1 до 6 ч в зависимости от температуры и интенсивности перемешивани .mixing device pour 2/3 of the calculated amount of water, load commodity copolymer (metas or methacryl-14) and mix until complete disintegration of lumps of material on the primary particles (granules). Then load the calculated amount of alkali and the rest of the water. The mixture is stirred until the copolymer is completely dissolved. Due to the high viscosity, the concentration of the solution should not exceed 5-10%; the duration of dissolution is from 1 to 6 hours, depending on the temperature and intensity of stirring.

Таким образом, перевод нерастворимого сополимера в раствор св зан с использованием приемов химической технологии и специального оборудовани , дополнительным расходом реагентов и энергии. Не всегда о услови х бурени скважин потребитель может выполнить оптимальные услови приготовлени раствора и получить высококачественный конечный продукт . Сложность процедуры растворени ограничивает возможности применени нерастворимых сополимеров. Получать по описанной технологии раствор метаса или метакрила-14 на предпри тии-изготовителе нецелесообразно: жидка товарна форма не находит широкого применени , а сушка раствора технологически сложна и требует существенных энергетических затрат.Thus, the transfer of an insoluble copolymer into a solution is associated with the use of chemical technology techniques and special equipment, additional consumption of reagents and energy. It is not always about the conditions of well drilling that the consumer can fulfill the optimal conditions for the preparation of the solution and obtain a high-quality final product. The complexity of the dissolution procedure limits the use of insoluble copolymers. It is inexpedient to obtain the solution of metas or methacryl-14 at the manufacturing enterprise according to the described technology: the liquid commodity form is not widely used, and drying the solution is technologically difficult and requires substantial energy costs.

Цель изобретени - придание полимеру растворимости в воде при сохранении твердого агрегатного состо ни и снижение энергозатрат и затрат времени при получении бурового раствора. Кроме того, цель заключаетс в предохранении частиц полимера от самослипани .The purpose of the invention is to give the polymer solubility in water while maintaining the solid state of aggregation and to reduce energy and time costs in obtaining the drilling fluid. In addition, the goal is to prevent polymer particles from self-sticking.

Цель достигаетс тем, что акриловый полимер, например метас в виде гранул (зерен), или метакрил-14 в виде порошка с влажностью не ниже 5% по массе выдерживают в парах аммиака при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 0,5-24 ч. Кроме того, цель достигаетс тем, что исходный акри/юоый полимер берут с влажностью не более 30% по массе.The goal is achieved by the fact that an acrylic polymer, for example, metas in the form of granules (grains), or methacryl-14 in the form of a powder with a moisture content not lower than 5% by weight, is kept in ammonia vapors at room temperature and atmospheric pressure for 0.5 to 24 hours In addition, the goal is achieved in that the initial acry / polymer polymer is taken with a moisture content of no more than 30% by weight.

Пример. Промышленный образец метаса высушивают на воздухе при комнатной температуре до насто щего веса. Навеску (10 г) воздушно-сухого (влажность 16%) метаса помещают в открытой чашке Петри в эксикатор над 25%-ным раствором (100 мл) гидроокиси аммони . После выдержки в эксикаторе при комнатной температуре (20--22°С) через различные промежуткиExample. The metas' industrial design is air dried at room temperature to a true weight. A weighed portion (10 g) of air-dry (16% moisture) metas is placed in an open Petri dish in a desiccator over a 25% solution (100 ml) of ammonium hydroxide. After keeping in a desiccator at room temperature (20--22 ° C) at various intervals

времени отбирают пробы метаса по 0.5 г. Каждую из проб после выдержки на воздухе в течение 30 мин помещают в химический стакан, запивают туда же 100 мл дистиллированной воды и при легком перемешивании жидкости круговыми движени ми стакана оценивают полноту растворени реагента через 30 мин.time, samples of 0.5 metas were taken. Each of the samples, after exposure to air for 30 minutes, was placed in a beaker, washed down with 100 ml of distilled water there and with slight stirring of the liquid using circular movements of the glass after 30 minutes.

Описанную выше процедуру повтор ютThe procedure described above is repeated.

с тем же образцом метаса, предварительно увлажненного до 20,30,40.50 и 65%-ного содержани воды, а также подсушенного до 10 и 5%-ной влажности.with the same sample metas, pre-moistened to 20,30,40.50 and 65% water content, as well as dried to 10 and 5% moisture.

Промышленный образец метакрила-14,Industrial design of methacryl-14,

воздушно-сухой (влажность 17%) и увлажненный до 25%-ного содержани воды подвергают такой же обработке и испы та ни нэ Mil растворимость, как и метас.air-dry (humidity 17%) and moistened to 25% water content are subjected to the same treatment and tests with ne ne Mil solubility as metas.

Порошок метаса с 50 и 65%-ной влажностью при выдержке в эксикаторе набуает , слипа етс а затем расплываетс по чашке Петри соответственно в течение 24 и 12ч; порошок метаса при 40 и 30%-ной влажности не расплываетс , но слипаетс . или спексивзетс соответственно через 12-24 и 24-36 ч. При 20%-ной и более низкой влажности порошок метаса не тер ет сыпучести при выдержке в парах аммиака до 5 сут. Порошок метакрпла-14 при 17 и 25%-ной влажности также сохран ет сыпучесть при нахождении в парах аммиака в течение 3-х сут.Metas powder with 50% and 65% humidity on a desiccator extracts, slips and then spreads on a Petri dish, respectively, for 24 and 12 hours; Metas powder at 40 and 30% moisture does not bleed, but coalesces. or speksivzets, respectively, after 12-24 and 24-36 hours. At 20% and lower humidity, the metas powder does not lose flowability when exposed to ammonia in pairs up to 5 days. Metacrpla-14 powder at 17 and 25% humidity also retains flowability when it is in ammonia vapors for 3 days.

Результаты испытани на растворимость проб порошка метаса и метакрила-14.The results of testing the solubility of samples of powder metas and methacryl-14.

выдержанных в парах аммиака и сохранивших сыпучесть, приведены в табл.1.aged in vapors of ammonia and preserved flowability, are given in table 1.

Из приведенных данных следует, что оптимальна влажность исходного реагента находитс в пределах 10-30% по массе. ПриFrom the above data, it follows that the optimum moisture content of the starting reagent is in the range of 10-30% by weight. With

обработке аммиаком продукта с более высокой влажностью он тер ет свойства сыпучего порошка, при более низкой влажности процесс перехода сополимера в растворимую солевую форму замедл етс , а приtreatment with ammonia of a product with a higher moisture content, it loses the properties of a free-flowing powder; at lower humidity, the transition process of the copolymer to a soluble salt form is slowed down, and at

влажности ниже 5% не завершаетс в течение 3-х сут.humidity below 5% is not completed within 3 days.

В табл.2 приведены составы буровых растворов, стабилизированных метасом и метакрилом-14, приготовленных в виде раствора известным способом, и буровых растворов , стабилизированных теми же реагентами, приготовленных в виде порошка предлагаем.ым способом: в табл.3 - свойства этих буровых растворов.Table 2 shows the compositions of drilling fluids stabilized by metasome and methacryl-14, prepared as a solution in a known manner, and drilling fluids stabilized by the same reagents, prepared as a powder, are suggested. .

При сопоставлении этих данных видно,When comparing this data, you can see

Claims

Claim 1. The method of obtaining stabilizer mud, including the processing of acrylic polymer, such as metas. in the form of a crumb or methacryl in the form of a powder, an alkaline reagent, characterized in that. in order to give the polymer solubility in water while maintaining the solid state of aggregation and reduce energy consumption and time spent in obtaining drilling mud, an acrylic polymer with a moisture content not lower than 5% by weight is kept in ammonia vapors at room temperature and atmospheric pressure in

for 0.5-24 hours

2. The method according to claim 1, in connection with the fact that, in order to protect the stabilizer particles from self-adhesion, the initial acrylic polymer is not taken with moisture

more than 30% by weight.

Table 1

H - insolubility, CR - partially soluble or incomplete soluble, p - fully Table 2