Работы по исследованию электроимпульсного воздействия на торфорастворы позволили сделать вывод, что степень диспергирования торфа с увеличением энергии единичного импульса и их количества растет, а с увеличением количества твердой фазы - падает. Установлено, что существует оптимальное значение длины рабочего промежутка, обеспечивающее максимальное диспергирование сырья при данной энергии импульса. Это связано с тем, что основным воздействующим фактором при диспергировании торфа являются кавитационные процессы, формирующиеся в фазе растяжения за фронтом ударной волны. Количество, размер и время жизни кавитационных пузырьков зависят от свойств суспензии, энергии импульса и его длительности. Значительную роль на процесс диспергирования торфа оказывает турбулентное движение суспензии в рабочей камере, связанное с динамикой парогазовой полости, в которую вырождается канал разряда в завершающей стадии развития. Средние скорости движения суспензии между парогазовой полостью и стенкой рабочей камеры могут регулироваться размерами рабочей камеры при заданной энергии импульса. Такой подход позволяет на одной установке диспергировать торфа различного генетического типа и состава до необходимой для приготовленного бурового раствора крупности, обеспечивая его нормальное течение во всех звеньях циркуляционной системы. Количество щелочи, минимально необходимое для регулирования свойств торфорастворов, зависит от типа торфа и легко определяется по характеру формирования разряда в обрабатываемой суспензии по мере добавления реагента. Однако электроимпульсная обработка смеси торфа с водой не всегда позволяет добиться желательных технологических свойств бурового раствора, поэтому была исследована возможность дополнительного улучшения технологических свойств торфосуспензий после электроимпульсной обработки. В результате проведенных исследований установлено, что дополнительная обработка торфощелочных суспензий КМЦ эффективно снижает показатель фильтрации и способствует усилению ингибирующей и консолидирующей способности при некотором росте значений их реологических свойств. Сравнительный анализ свойств торфорастворов с аналогично приготовленными промывочными жидкостями из глин марки ПБГ (выход раствора 6,5 м3/т) показал, что торфорастворы по качеству превосходят глинистые растворы с высоким содержанием твердой фазы. Так, ингибирующая и консолидирующая способность торфорастворов из верхового торфа с содержанием дисперсной фазы 4% (по массе на сухое вещество) в два раза выше, чем глинистых растворов, содержащим 16% глины марки ПБГ. Буровые растворы из торфа значительно дешевле глинистых растворов, имеющих близкие значения технологических свойств. Эта разница еще более возрастает при учете транспортных расходов по доставке глин в северные районы ведения буровых работ, связь с которыми осуществляется преимущественно воздушным или водным транспортом. Торф же в этих районах находится практически повсеместно и в неограниченных количествах. Химическая обработка электроактивированных торфощелочных суспензий экологически чистыми полимерными реагентами позволяет улучшать их технологические свойства и тем самым получать высококачественные буровые растворы из любых генетических типов торфа. Таким образом, выполненные исследования свидетельствуют, что применение торфорастворов вместо глинистых промывочных жидкостей обеспечивает существенное снижение не только себестоимости буровых работ, но и экологической нагрузки на окружающую среду. Это обстоятельство еще раз убедительно доказывает, что в Западной Сибири перспективность использования торфа в качестве сырья для получения буровых растворов очевидна. При этом проведенные исследования создают реальную научно технологическую базу для их широкого внедрения и использования.
Источник: Торфяные месторождения |