В последние десятилетия на промыслах все более широко применяются эмульсионные буровые и технологические растворы, жидкую основу которых составляет прямая или обратная эмульсия воды и углеводородной жидкости. Несмотря на важность процедуры механического диспергирования эмульсии, этой стадии приготовления эмульсионных растворов как в литературе, так и в промысловой практике уделяется недостаточно внимания. За рубежом для приготовления эмульсионных растворов используют различные гидродинамические устройства. В данной работе выполнена комплексная оценка характеристик зарубежного оборудования для приготовления эмульсионных промывочных жидкостей и рассмотрены варианты замены его отечественными образцами. Показано, что гидродинамические установки фирм Halliburton, Jagtech, Silverson имеют низкий к.п.д., для их работы необходимы высокопроизводительные насосы высокого давления. В России серийно изготавливается и поставляется на все промыслы диспергатор ДГ-40. В ходе экспериментальных исследований были выявлены его недостатки и обозначены направления для создания нового оборудования. Авторами были разработаны и испытаны роторный пульсационный аппарат, аналог роторных смесителей фирмы Silverson и проточный кавитационный диспергатор, не имеющий аналогов в зарубежной промышленности – они менее требовательны к насосному оборудованию и более эффективны по сравнению с ДГ-40 и зарубежными образцами. Приведены экспериментальные и расчетные характеристики диспергаторов, представлено краткое описание устройства и работы роторно-пульсационного аппарата и кавитационного диспергатора. Интенсифицировать рабочий процесс диспергирования за счет кавитационных явлений возможно также за счет применения струйных аппаратов (эжекторов). Проектирование конструкции с многоствольным соплом позволит увеличить кавитационный коэффициент инжекции примерно в 1,3 раза, по сравнению с эжектором, имеющим одноствольное сопло.
Список литературы
1. An alternative method to enhance w/o emulsionstability using modified dimer acid and its application in oil based drilling fluids / Xianbin Huang [et al.] // RSC Adv. – 2018. – № 8. – P. 26318–26324. – https://doi.org/10.1039/C8RA02293C
2. Попов С.Г. Исследование и разработка технологии применения реверсивно-инвертируемых эмульсионных промывочных жидкостей при бурении скважин: дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2016. – 157 с..
3. Invert drilling fluids with high internal phase content / S. Blaz, G. Zima, B. Jasinski, M. Kremieniewski // Energies. – 2021. – № 14. – 4532. – 14 p. – https://doi.org/10.3390/en14154532
4. Пат. 2255105 РФ. Способ приготовления эмульсионного бурового раствора на основе полисахаридного полимера / Ю.В. Фефелов, А.М. Нацепинская, О.В. Гаршина, Н.В. Шахарова, Ф.Н. Гребнева, Н.В. Чижова; заявитель и патентообладатель ООО "ПермНИПИнефть". - № 2004100994/03; заявл. 12.01.2004; опубл. 27.06.2005.
5. Пат. 2490293 РФ. Способ приготовления гидрофобного эмульсионного бурового раствора методом инверсии фаз для бурения пологих и горизонтальных скважин / А.М. Нацепинская, С.Г. Попов, И.Л. Некрасова, О.В. Гаршина, Ф.Н. Гребнева, П.А. Хвощин, Г.В. Окромелидзе, С.Е. Ильясов; заявитель и патентообладатель ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг". - № 2012104952/03; заявл. 13.02.2012; опубл. 20.08.2013.
6. Drozdov A.N., Drozdov N.A. Prospects of development of jet pump’s well operation technology in Russia // SPE-176676-MS – 2015. – doi.org/10.2118/176676-MS
7. Harvey T., Istre R. Imparting hydraulic shear in invert emulsion drilling fluids // AADE-12-FTCE-03, 2012. – 5 p.
8. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. – М.: Химия, 1977. – 368 с.
9. Cooke M., Rodgers T.L., Kowalski A.J. Power consumption characteristics of an in-line silverson high shear mixer // AIChE Journal. – 2012. – V. 58. – Is. 6. – P. 1683-1692.– https://doi.org/10.1002/aic.12703
10. Дроздов А.Н., Териков В.А. Применение установок погружных гидроструйных насосов с двухрядным лифтом для эксплуатации осложненных скважин // Нефтяное хозяйство. – 2009. – № 6. – С. 68-72.
11. Экспресс-методика расчета характеристики гидроструйного насоса для эксплуатации скважин / А.Н. Дроздов, Д.О. Выходцев, К.А. Горидько, В.С. Вербицкий // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 2. – С. 76-79. – https://10.24887/0028-2448-2018-2-76-79
12. Дроздов Н.А. Повышение кавитационного коэффициента инжекции струйного аппарата для реализации экологически чистых технологий // SOCAR Proceedings Special Issue. – 2022. – No. 2. – P. 013-018. – https://doi.org/10.5510/OGP2022SI200733
