Улучшение триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей применением добавок комплексного действия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.15, кандидат наук Яхин, Артур Рамилевич

• Яхин, Артур Рамилевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Яхин, Артур Рамилевич

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор исследований в области регулирования триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей

1.1. Особенности условий работы бурильного инструмента на современном этапе технологии бурения

1.2. Характерные особенности изнашивания бурильного инструмента

1.3. Средства улучшения износостойкости бурильного инструмента и методы оценки его абразивного изнашивания

1.4. Влияние среды на процесс изнашивания бурильного инструмента

1.5. Выводы к главе 1

Глава 2. Обоснование выбора методов исследований

2.1. Выбор методов исследований

2.2. Методика изучения антифрикционных и противоизносных свойств буровых промывочных жидкостей

2.2.1. Совершенствование методики изучения триботехнических свойств промывочных жидкостей пары трения «металл-горная порода»

2.2.2. Обоснование выбора режимов работы пары трения

2.2.3. Моделирование трения и абразивного изнашивания применительно к бурильному инструменту

2.2.4 Описание модифицированной установки АИ-ЗМ

2.2.5. Обоснование выбора образцов металла и горных пород

2.2.6 Методика проведения экспериментов на установке АИ-ЗМ

2.3. Методика изучения антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей

2.4. Методика изучения коркообразующих свойств буровых промывочных жидкостей

2.5. Выводы к главе 2

Глава 3. Разработка добавок комплексного действия для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей

3.1. Обоснование выбора базовых рецептур буровых промывочных жидкостей и смазочных добавок

3.1.1. Обоснование выбора применяемых в бурении реагентов и смазочных добавок в качестве базовых объектов сравнения

3.1.2. Влияние полимерных добавок различной природы на противоизносные и антифрикционные свойства буровых промывочных жидкостей

3.2. Теоретические предпосылки и обоснование выбора состава добавок комплексного действия

3.3. Экспериментальное изучение влияния различных добавок комплексного действия на триботехнические и антикоррозионные свойства буровых промывочных жидкостей

3.4. Экспериментальные исследования с целью определения оптимального соотношения ингредиентов реагента БКР-5М

3.5. Влияние базовых добавок и реагента БКР-5М на триботехнические свойства промывочных жидкостей в широком диапазоне работы бурильного инструмента

3.5.1. Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к замкам стальных бурильных труб

3.5.2. Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к легкосплавным бурильным трубам

3.5.3. Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к породоразрушающему инструменту

3.6. Выводы к главе 3

Глава 4. Опытно-промысловые испытания реагента

комплексного действия БКР-5М

4.1. Методика проведения опытно-промысловых испытаний

4.2 Результаты опытно-промысловых испытаний

4.2 Выводы к главе 4

Основные выводы и результаты

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1. ТУ 2458-007-50780546-2014 «Реагент комплексного

действия БКР-5М для буровых промывочных жидкостей»

Приложение 2. Акт о проведении опытно-промысловых испытаний

реагента комплексного действия БКР-5М

Приложение 3. Инструкция по применению реагента БКР-5М

Приложение 4. Справка о внедрении материалов диссертации в

учебный процесс ФГБОУ ВПО УГНТУ

Приложение 5. Результаты статистической обработки полученных данных

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ББР - безглинистый буровой раствор;

БИ- бурильный инструмент;

БПЖ - буровая промывочная жидкость;

БР - буровой раствор;

БТ - бурильные трубы;

ГДВА -вольтам перограмма, полученная методом ГДП;

ГДП - гапьванодинамическая поляризация;

ГП - горная порода;

ДКД - добавка комплексного действия;

КНБК - компоновка низа бурильной колонны;

ЛБТ - легкосплавные бурильные трубы;

ОК - обсадная колонна;

ПАВ — поверхностно-активные вещества;

ИГР — полимерглинистый буровой раствор;

ПРИ - породоразрушающий инструмент;

ПФ - показатель фильтрации;

РКД - реагент комплексного действия;

СБТ - стальные бурильные трубы;

СД - смазочная добавка;

СОЖ - смазачно-охлаждающая жидкость;

СПО - спускоподъемные операции;

УВ - условная вязкость;

УР - углеводородные растворители;

ЦВА - цикловольтамперограмма.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей применением добавок комплексного действия»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Повышение эффективности труда и снижение себестоимости метра проходки в бурении непосредственно связаны с производительностью и долговечностью работы бурильного инструмента (БИ). В процессе бурения скважин со сложным, многоинтервальным профилем в тяжелых геологических условиях возникает проблема изнашивания БИ, особенно при современных глубинах, отходах и термобарических условиях. Одним из путей повышения работоспособности бурильного инструмента в этих условиях является совершенствование состава смазочно-охлаждающей жидкости, в качестве которой в бурении применяется промывочная жидкость (БПЖ), состав и общетехнологические свойства которой существенно варьируются.

Свойства промывочных жидкостей, в среде которых работают колонна бурильных труб и породоразрушающий инструмент (ПРИ), определяются во многом специфическими взаимодействиями между компонентами жидкости, частицами выбуренного шлама и металлом, включая виды физической и химической адсорбции, химические реакции. Различные коррозионно-активные примеси в пластовых флюидах и БПЖ усиливают абразивный, усталостный, тепловой виды изнашивания бурильного инструмента, в том числе вооружения породоразрушающего инструмента. Поэтому вопросам защиты БИ от коррозии также уделяется большое внимание.

Износостойкость и антикоррозионная защита узлов трения во многом зависит от смазочного материала, специально вводимого в промывочную жидкость. Применение соответствующих химических соединений в качестве добавок комплексного действия (ДКД) является наиболее доступным, легко реализуемым и эффективным способом улучшения технико-экономических показателей бурения. Поэтому научные исследования, направленные на разработку различных ДКД, изучение их физико-химических свойств, способов эффективного экспрессного выбора, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является разработка эффективной добавки комплексного действия к буровым промывочным жидкостям на водной основе, улучшающей противоизносные и антифрикционные свойства пары трения «металл - горная порода».

Основные задачи:

1. Модернизация машины трения АИ-3, с целью совершенствования систем нагружения и измерения силы трения применительно к абразивному изнашиванию элементов бурильного инструмента в среде различных БПЖ.

2. Анализ эффективности применяемых в современной практике бурения промывочных жидкостей, смазочных добавок и реагентов комплексного действия для снижения интенсивности абразивного изнашивания и коэффициента трения бурильного инструмента о горные породы.

3. Обоснование выбора эффективных компонентов ДКД, улучшающих триботехнические и антикоррозионные свойства БПЖ с привлечением методов нестационарного электрохимического анализа и триботехнических испытаний.

4. Обоснование выбора эффективных добавок комплексного действия методами многомерного статистического анализа данных триботехнических и нестационарных электрохимических исследований.

5. Опытно-промысловые испытания разработанной добавки комплексного действия в условиях бурения нефтегазовых скважин.

Методы решения задач включают теоретические и экспериментальные исследования противоизносных, антифрикционных, антикоррозионных и общетехнологических свойств БПЖ с применением методов планирования эксперимента и статистической обработки результатов опытов.

Научная новизна

1. Разработаны диагностические критерии для выбора компонентов, входящих в состав ДКД к безглинистым биополимерным растворам, по соотношению величин площадей под кривыми восходящей и нисходящей ветвей цикловольтамперограммы и значению максимального смещения

потенциала рабочего электрода при гальванодинамической поляризации в анодную сторону.

2. Установлено, что при испытаниях на абразивное изнашивание стали 40ХН в среде безглинистых биополимерных растворов использование добавки БКР-5М приводит к расширению области работы с минимальным значением коэффициента трения на 22% и улучшению смазочной способности в 1,4 раза по сравнению с исходным раствором.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований триботехнических и антикоррозионных свойств различных БПЖ, обработанных базовыми и опытными ДКД, полученными на основе побочных продуктов, отходов производств, возобновляемого растительного сырья и некоторых целевых продуктов нефтехимии.

2. Рецептура реагента БКР-5М и технология применения опытных добавок комплексного действия.

3. Методический подход к подбору и разработке ДКД, заключающийся в сочетании методов определения показателей триботехнических свойств различных БПЖ и нестационарных электрохимических исследований с привлечением многомерного статистического анализа обработки экспериментальных данных.

Практическая ценность работы

1. Разработан реагент комплексного действия БКР-5М для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей, успешно прошедший промысловые испытания при бурении скважины № 2769 Арланского месторождения ООО «Таргин-Бурение».

2. Технология получения реагента БКР-5М освоена опытным производством ООО «Башхимпром» г. Уфа (согласно ТУ 2458-007-507805462014). Разработана и утверждена в ООО «Башхимпром» инструкция по технологии применения реагента комплексного действия БКР-5М.

3. Разработанная методика определения триботехничееких свойств промывочных жидкостей на установке АИ-ЗМ и материалы диссертационной работы используются в учебном процессе в виде электронного учебно-методического пособия «Изучение триботехничееких свойств промывочных жидкостей применительно к паре трения «буровой инструмент - стенка скважины», при чтении лекций по дисциплинам «Буровые промывочные жидкости», «Промывочные жидкости и промывка скважин сложного профиля», при выполнении научно-исследовательских, дипломных работ бакалавров, обучающихся по профилю «Бурение нефтяных и газовых скважин», и диссертаций магистрантов направления 131000 «Нефтегазовое дело».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы представлены в материалах: VII Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (г. Тюмень, 2011 г.); XIII Международной научной конференции «Трибология и надежность» (г. Санкт-Петербург, 2013 г.); 64-ой научно-технической конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2013 г.); XV Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2014» (г.Ухта, 2014 г.); Открытой молодежной научно-практической конференции ООО «Татнефть-РемСервис» (г. Альметьевск, 2014 г.); VII Конкурсе молодежных разработок по актуальным вопросам производственно-экономической деятельности ООО «Аргос» (г. Самара, 2014 г.).

Публикации по результатам исследований

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, патент на полезную модель.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 145 листах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, библиографического списка

литературы из 118 наименований, содержит 49 рисунков, 42 таблицы и 5 приложений.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь сотрудникам кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», научному руководителю д.т.н., профессору Исмакову P.A., д.т.н., профессору Конесеву Г.В. и начальнику отдела №5 ОАО НПП «Азимут» Асфандиарову Л.Х.

Глава 1. Обзор исследований в области регулирования триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей

1.1. Особенности условий работы бурильного инструмента на современном этапе технологии бурения

В настоящее время значительная доля объемов бурения приходится на глубокие, наклонно направленные, горизонтальные скважины в сложных горно-геологических условиях, а также на строительство боковых стволов. Высокая напряженность работы, обусловленная значительной энергоемкостью процесса разрушения горных пород, наряду с высокой абразивноегью последних, приводят к быстрому изнашиванию и в дальнейшем к снижению или потере работоспособности БИ. На рисунке 1.1 представлены фотографии типичного износа и последующего разрушения некоторых элементов бурильного инструмента.

а) б) в)

а слом муфты стальной бурильной грубы; б износ шарошечного долота; в износ долота РОС

Рисунок 1.1 - Внешний вид износа и последующею разрушения некоторых элементов бурильного инструмента

В процессе механического бурения скважины бурильный инструмент находится в контакте с горными породами и, как следствие, постепенно изнашивается. Конфигурация современных сложнопрофильных скважин во

многом способствует изнашиванию БИ, преимущественно вследствие абразивно-коррозионного изнашивания, которое в ряде случаев может сопровождаться усталостным разрушением [10]. Поверхностное изнашивание, возникающее в результате трения инструмента о горные породы, называют абразивным [83, 97]. До сих пор нет достаточно строгой терминологии, связанной с изнашиванием твёрдых тел, и под абразивным изнашиванием понимается такое разрушение, которое является следствием микрорезания или царапания. В процессе абразивного изнашивания БИ постепенно изменяются его формы и размеры. Это происходит в результате съёма металла с поверхности изнашивания при взаимодействии с твёрдыми абразивными частицами горной породы [20].

Бурильные трубы, замки бурильных труб и породоразрушающий инструмент являются типичными элементами БИ, работающими в условиях сложного комплексного воздействия высоких статических и динамических нагрузок в присутствии абразива и промывочного агента при высоком давлении. Сложное силовое воздействие на бурильную колонну, связанное с большими осевыми нагрузками и крутящим моментом, приводит к тому, что в конечном итоге, в результате упругой деформации, колонна приобретает сложную форму, напоминающую вид винтовой линии [49, 104, 83]. При такой форме неизбежно возникновение радиальных нагрузок, действующих на колонну со стороны стенки скважины, и взаимодействие колонны бурильных труб со стенкой скважины в результате трения скольжения. В таких условиях работы происходит прерывистый, а иногда и непрерывный контакт бурильных труб со стенкой скважины. При этом энергетика трения в условиях пространственного спирального изгиба бурильной колонны определяет интенсивность её изнашивания. Трение скольжения прижатой части колонны к стенке скважины сопровождается высокими удельными давлениями в зоне контакта и является основной схемой силового воздействия при изнашивании взаимодействующих пар трения. При трении бурильной колонны о стенки скважины в местах контакта замка или тела трубы с породой проявляется

абразивный износ, вызванный действием частиц монолитного абразива, стенки скважины и частиц, движущихся в затрубном пространстве вместе с промывочной жидкостью. Особенно интенсивно этот процесс происходит в зонах, прилегающих к замковому соединению и утолщенным концам бурильных груб, что объясняется турбулизацией потока промывочной жидкости. При СПО, особенно в скважинах сложного профиля, колонна (замок БТ, тело трубы) взаимодействует со стенкой скважины и вследствие этого также изнашивается. В открытом стволе скважины интенсивность изнашивания кратно выше, чем в обсадной колонне [88, 60]. При высокой и средней абразивности слагающих стенки скважины горных пород заметным становится износ не только соединительных замков БТ, но и наружной поверхности бурильных труб.

Согласно исследованиям, проведенным специалистами компаний ООО «ПромТехСервис» и ОАО «Татнефть», от 42% до 58% бурильных груб отбраковываются по причине износа наружного диаметра замка (рисунок 1.2), при этом тело грубы соответствует допустимым нормам [23].

Рисунок 1.2 - Основные причины отбраковки бурильных труб

Анализ энергетической загрузки пар трения БИ показывает [48, 28. 91], что в наиболее тяжелых условиях работают элементы вооружения породоразрушающего инструмента. Это объясняется тем, что высокая

Основные причины отбраковки бурильных труб:

по длине замка

■ по телу трубы (У ЗК) по кривизне грубы

■ по диаметру замка

энергоемкость процесса разрушения горных пород требует подведения к рабочей поверхности вооружения долота значительной мощности. Основной объем проходки при бурении нефтяных и газовых скважин в настоящее время приходится на долота РБС и шарошечные долота. Кинематические особенности работы последних обуславливают реализацию подводимой энергии в основном по схемам циклического удара и циклического проскальзывания. При этом износ вооружения долота при проскальзывании является абразивным и в большинстве случаев определяет долговечность вооружения. Основной причиной износа и разрушения вооружения долот большинство исследователей считают именно абразивный износ, а также скалывание, выкрашивание, поломки и смятия под действием циклических ударных нагрузок и проскальзывания [46, 47]. При этом на интенсивность изнашивания значительное влияние оказывает температура рабочей металлической поверхности трения бурильного инструмента.

Таким образом, низкая долговечность БИ приводит к тому, что из общего баланса времени, затрачиваемого на бурение одной скважины, часть расходуется на СПО, связанные с заменой изношенного инструмента. Исследованию причин, характера и форм износа элементов БИ уделяется большое внимание, поскольку без знания последних невозможен успешный поиск путей повышения долговечности и работоспособности бурильного инструмента. Не меньший интерес вызывают вопросы, связанные с влиянием режимов работы и промывочной жидкости на процесс изнашивания бурильного инструмента.

1.2. Характерные особенности изнашивания бурильного инструмента

На основе современных представлений взаимодействие материалов в парах трения в общих чертах можно представить следующим образом. Так как контактное давление часто превышает предел текучести стали, то в поверхностных слоях возникает пластическая деформация, которая распространяется как в глубину от эпицентра приложения нагрузки, так и на

поверхности металла. При выходе участка поверхности из контакта происходит упругопластическое восстановление вмятины [28] (рисунок 1.3). Параметры взаимодействия нар трения зависят от физико-механических свойств материалов, геометрических размеров конструкционных узлов, шероховатости поверхностей, среднего давления в контакте, а также относительного перемещения трущихся тел. В зоне непосредственного контакта глубиной порядка 103 нм возникает особая, так называемая вторичная структура, а под ней располагается деформированная зона глубиной до нескольких микрометров. В этой подповерхностной зоне наблюдаются дислокационные структуры, характерные для сильно деформированного металла [51, 93].

Рисунок 1.3 Взаимодействие материалов в паре [рения «диск-плоскость»

Работа сил трения в основном затрачивается на выделение тепла, часть ее идет на разрушение поверхностного слоя и образование дефектов. При скольжении с малыми скоростями на участках контакта материалы свариваются и разрушаются с отделением частиц металла или их налипанием на поверхность контакта (холодный задир или схватывание 1-го рода). При увеличении скоростей и нагрузок повышается температура и пластичность контактируемых материалов. Образование локальных связей ведет к появлению трещин, намазыванию, переносу металла и отделению частиц от поверхности трения (схватывание 2-го рода) [53, 21, 52]. При наличии абразива его частицы

внедряются в металл, разрушают поверхностные слои, иногда со снятием микростружки.

При взаимодействии с закрепленным абразивом в условиях скольжения поверхность трения представляет собой систему деформационных канавок следов взаимодействия металла с отдельными абразивными частицами (рисунок 1.4). Поверхностный слой имеет значительный градиент деформации в направлении сдвигающей силы [93, 108].

Рисунок 1.4 Схема формирования контакта абразивной частицы и металлической поверхности в условиях трения скольжения

Процесс зрения активизирует кавитационное, коррозионное, эрозионное и другие виды разрушения. Согласно И.В. Крагельскому, каждое из них можно рассматривать как результат многократного нагружения зон контакта, то есть как результат усталости материала [53, 52]. В результате этих процессов

г.

происходит усиление взаимодействия рабочих поверхностей материалов с химически активными компонентами промежуточного вещества (смазки, буровой промывочной жидкости) [28, 108, 1 1, 50].

Сложный, многогранный характер связи между свойствами материалов и средой БИЖ, в которой находится БИ, условиями и характеристиками процесса трения и изнашивания требует дальнейшего изучения. Взаимосвязь изменений этих параметров в процессе изнашивания БИ исследована недостаточно.

Г

прежде всего, в связи с появлением новых растворов, реагентов и добавок к БПЖ.

1.3. Средства улучшения износостойкости бурильного инструмента и методы оценки его абразивного изнашивания

Долговечность элементов и узлов различных систем трения зависит от многих факторов конструкторского, технологического и эксплуатационного характера. Определяющими считаются факторы, относящиеся к эксплуатационным: режим работы, смазка и охлаждение узлов трения. Специфической особенностью буровой технологии в процессе проводки скважин является осуществление охлаждения и смазки, различных по своему существу систем трения одной и той же промывочной жидкостью. Буровая промывочная жидкость, являясь одной из взаимодействующих сред в процессе бурения скважины, оказывает существенное влияние как на изнашивание БИ, так и на процесс разрушения горной породы. В решении задачи увеличения долговечности и износостойкости БИ состав и свойства среды играют значительную роль, особенно при строительстве наклонно направленных и горизонтальных скважин большой протяженности. При проводке таких скважин высока величина силы прижатия бурильной колонны к стенкам скважины, что, в свою очередь, вызывает значительное сопротивление движению бурильной колонны, увеличению крутящего момента и энергозатрат на трение. Достигнуть минимизации сил трения в скважине и значительно понизить интенсивность изнашивания БИ можно, используя ряд мероприятий, таких как [67]:

- применение смазочных добавок и улучшение очистки БПЖ (благодаря этому понижается коэффициент трения БИ о стенки скважины и обсадную колонну);

- замена части СБТ на ЛБТ и снижение интенсивности локального искривления на отдельных участках ствола скважины (таким образом

достигается уменьшение сил прижатия замков к стенке скважины и обсадной колонны);

- целенаправленная комбинация бурения ротором и забойными двигателями;

- использование ряда других технико-технологических решений.

В основном, работы по повышению износостойкости пар трения проводятся в трех взаимосвязанных направлениях:

- конструкторско-технологическом;

- металловедческом, включающем вопросы о составе, структуре и свойствах материалов;

- физико-химическом (создание новых и совершенствование существующих смазочных добавок и материалов).

В настоящее время в основном все исследовательские работы по повышению износостойкости БИ направлены на создание новых материалов, обладающих необходимыми объемными и поверхностными свойствами [15, 62, 36, 27, 85, 12, 61 и др.], создание смазочных композиций, способствующих формированию износостойких поверхностей трения [107, 98, 26, 74, 66 и др.].

На сегодняшний день с целью повышения ресурса работы БИ применяют такие методы, как нанесение на поверхность защитных или упрочняющих покрытий (в частности, твердосплавных наплавок), нанесение износостойкого напыления, упрочнение металла по специальной технологии.

Также распространенной практикой стала отправка отбракованных замковых соединений бурильных труб на процедуру восстановления, заключающуюся в наплавке дополнительного наружного слоя - доведения геометрических размеров замков по наружному диаметру до номинального значения [15, 57]. Восстановление бурильных труб в 2-3 раза дешевле покупки новых, однако далеко не все компании допускают эксплуатацию восстановленного БИ. Поэтому вопрос о защите замкового соединения бурильных труб остается актуальным.

В результате анализа, применительно к обеспечению износостойкости БИ и заданной долговечности их эксплуатации, выделяются два направления:

1) упрочнение детали за счет модифицирования ее поверхности технологическими методами (изменение структуры или изменение химического состава поверхностного слоя);

2) нанесение защитных или упрочняющих покрытий.

Эти два направления представляют быстро развивающуюся и весьма перспективную область материаловедения, которая привлекает ученых и инженеров различных отраслей промышленности. Ее достижения позволяют решать разнообразные проблемы защиты деталей машин и механизмов от износа, коррозии, термического воздействия, увеличивая срок их эксплуатации, в машиностроении, металлургии, энергетике, авиастроении. В бурении наибольшее распространение получил метод нанесения защитных и упрочняющих покрытий, в частности наплавок. Как отечественные, так и зарубежные фирмы активно осваивают технологию наплавки твердосплавного износостойкого материала для увеличения срока службы ответственных и высоконагруженных деталей и узлов.

Проведенный анализ развития твердосплавных наплавок для защиты наружной поверхности замка бурильной трубы показал, что толщина наплавляемого слоя карбида вольфрама колеблется от 1 до 3 мм, а положительным эффектом от применения подобной технологии является увеличение ресурса бурильных труб до 3 раз [77, 100]. Однако применение карбида вольфрама имеет и свои недостатки: прежде, всего это высокая стоимость способа и дефицитность материала. К тому же наплавки карбида вольфрама, обеспечивая хорошую защиту от износа замка, катастрофически изнашивают обсадную колонну изнутри [57, 15]. Альтернативным решением является использование менее износостойких, но более оптимальных для целостности обсадной колонны материалов на основе, например, карбида титана [63] или карбида ниобия [77].

Применение смазочных композиций, способствующих формированию износостойких поверхностей трения, на наш взгляд, является наиболее легко реализуемым и требующим минимальных материальных и временных затрат по сравнению с наплавками и упрочнением. Известно, что покрытия обеспечивают защиту только отдельных элементов БИ, тогда как применение соответствующих добавок к БПЖ позволяет не только улучшить триботехнические свойства раствора, но и, например, антикоррозионные свойства. Расчеты показывают, что доля снижения величины сопротивлений движению инструмента в колонне, обусловленная смазочным эффектом, составляет более 60% [16]. Как показывают исследования, улучшение показателей триботехнических свойств промывочных жидкостей -эффективное средство снижения износа БИ и энергетических затрат на бурение, профилактику и ликвидацию аварий, связанных с прихватами бурильной колонны. Смазочное действие БПЖ проявляется также и на работоспособности породоразрушающего инструмента, которая, в свою очередь, непосредственно отражается на технико-экономических показателях бурения. Применение смазочных добавок в БПЖ улучшает технологию промывки скважин, способствует сокращению расхода химических реагентов. Для бурения особенно ценными считаются смазочные добавки многоцелевого действия: антикоррозионные, пеногасящие, нейтрализующие сероводород, избирательно флокулирующие или стабилизирующие частицы твердой фазы и при этом на высоком уровне выполняющие свое основное целевое назначение. Таким образом, одним из важнейших направлений совершенствования технологии бурения скважин является применение высокоэффективных смазочных добавок.

В зависимости от абразивности разбуриваемых пород износ БИ варьирутся в широких пределах. Оценка противоизносных свойств БПЖ должна производиться на участках, наиболее однородных по физико-механическим свойствам горных пород, с целью получения наиболее достоверных данных о смазывающих способностях добавки. К сожалению,

результаты определения абразивной способности пород и других показателей по промысловым данным зависят от большого числа природных и технологических факторов и не поддаются обобщениям. Поэтому основные усилия исследователей направлены на разработку простых и быстрых методов определения противоизносных свойств БПЖ в лабораторных условиях с применением специально подготовленных образцов горных пород или керна. Чтобы выяснить основные закономерности изнашивания, достаточно схематизировать условия трения на лабораторном образце, форма и размеры которого значительно упрощены и уменьшены по сравнению с натурными деталями. Однако создание установок для таких испытаний на абразивное изнашивание остается проблемой, не получившей еще той степени методического решения, какую имеют методы испытания металлов на прочность, твердость, усталость, ползучесть.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Яхин, Артур Рамилевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. A.c. 19356760 РФ. Буровой раствор / Соломченко Н.Я., Следков В.В. и др. // Бюл. - 1990. - №12. - С.46.

2. Захаров А.Ю. Определение минимального количества измерений -Кемерово: КузГТУ, 2012. - 12 с.

3. Абдуллин И.Г. Коррозия нефтегазового и нефтепромыслового оборудования. - Уфа: Гилем, 1990. - 72 с.

4. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Мостовой A.B. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем. - Уфа: Гилем, 1997.- 177 с.

5. Абрамзон A.A. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение. - Л.:Химия, 1981.- 304с.

6. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 280 с.

7. Андресон Б.А. Применение смазочной добавки ДСБ-4ТТ при бурении сверхглубокой скважины №299 - Таркосалинская в осложненных условиях / Б.А. Андресон, Р.Г. Абдрахманов и др. // Труды БашНИПИнефти. -Уфа, 1992. - С.74-80.

8. Андресон Б.А., Абдрахманов Р.Г., Шарипов А.У., Бочкарев Г.П. Экологически чистые смазочные добавки для приготовления буровых растворов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -М.: ВНИИОЭНГ, 1991.-71 с.

9. Багоцкий B.C. Основы электрохимии. - М.: Химия, 1988. - 400 с.

10. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. - М.: Недра, 1975. - 378 с.

11. Беркович H.H., Громаковский Д.Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. - Самара: СГТУ, 2000. - 268 с.

12. Билан С.И., Быков А.П., Емельянов A.B. Бурильные трубы: без права на разрыв // Бурение и нефть. - 2010. - № 9. - http://burneft.ru.

13. Браун Э.Д. Современная триболлогия: Итоги и перспективы / Э.Д. Браун, И.А. Буяновский и др. - М.: ЛКИ, 2008. - 480 с.

14. Андресон Б.А. Буровые растворы на полигликолевой основе для бурения горизонтальных скважин в карбонатных и заклинизированных коллекторах / Андресон Б.А., Гилязов P.M., Кузнецов В.А. и др. // Труды БашНИПИнефть. - Уфа, 2000. - Вып. 100, Т.2. - С. 131-144.

15. Бруно Лефевр Технология за круглым столом: бурильные трубы и вспомогательная продукция // ROGTEC Российские нефтегазовые технологии. -2010.-№12.-С. 60-85.

16. Булатов А.И. Теория и практика заканчивания скважин / А.И. Булатов, Макаренко П.П., Будников В.Ф. и др. -М.: Недра, 1997.-Том 1.-395с.

17. Вадецкий Ю.В. Справочник бурильщика. - М.: Академия, 2008. -

198 с.

18. Вальд А. Последовательный анализ. - М.: Физматлит, 1960. - 328 с.

19. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Износостойкость сталей и сплавов. - М.: Нефть и газ, 1994. - 417 с.

20. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механизм абразивного изнашивания // Нефть и газ. - 1977. - №11. - С. 51-56.

21. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. - М.: Недра, 1996. - 361 с.

22. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. - М: Химия, 1972.-272с.

23. Восстановление геометрических параметров замков бурильных труб [Электронный ресурс] // ОАО «Татнефть» [Офиц. сайт]. URL: http://old.tatneft.ru/wps/wcm/connect/tatneft/ttd_tn/produktsiya/trubnaya_produktsiy a/burilnie_trubi (дата обращения: 21.08.14).

24. Галюс 3. Теоретические основы электрохимического анализа.- М.: Мир, 1974.-552 с.

25. Гарьян С.А. и др. Опыт примеиения экологически безопасной смазочной добавки ФК-1 в буровых растворах при бурении нефтяных и

газовых скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, - 1998.-№ 10.-С. 11-14.

26. Гноевых А.Н. Разработка новых смазочных добавок к буровым растворам и результаты их использования / Гноевых А.Н., Коновалов Е.А., Вяхирев В.И. и др. // Нефтяное хозяйство. - 1998. - №4 - С. 18-19.

27. Говорун Т.П. Ионно-плазменное азотирование как один из современных методов поверхностного упрочнения материалов / Говорун Т.П., Шарков С.Л., Беловоленко И.Н. и др. [Электронный ресурс] // Электронный архив СумГУ. URL: http://essuir.sumdu.edu.ua. (дата обращения: 21.08.14)

28. Голованов А.И. Улучшение показателей работы долот применением смазочных материалов и упрочняющих технологий: дис. канд. техн. наук. -Уфа: УНИ, 1988.- 197 с.

29. Городнов В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. - М.:Недра,1994. - 229 с.

30. Дерягин Б.В., Снитковский М.М., Юрьев В.Н. Вольт-амперная характеристика тонких слоев и ее применение к оценке смазочной способности // Поверхностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов. - М.: Наука. - 1974.-С. 35-38.

31. Дерягин В.В., Титов В.И., Гарейшина А.З., Чижова И.Н. Биополимеры для нефтяной промышленности. - М.:ВНИИОЭНГ,1990. - 150 с.

32. Дихтярь Т.Д. Разработка реагентов для предупреждения прихватов и повышения показателей отработки долот: дис. канд. техн. наук. - Уфа, 1997. -196с.

33. Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. - М.: Статистика, 1977. -

128 с.

34. Евдокимов АЛО., Фукс И.Г., Шабалина Т.П. Смазочные материалы и проблемы экологии. - М.: Нефть и газ, 2000. - 424 с.

35. Захарченко A.B. Толщина смазочного слоя в трибосопряжениях как характеристика параметров процесса // Вестник НТУ ХПИ: Сб. науч. тр. -Харьков, 2012. - №36. - С. 38^12.

36. Зенин, Б.С., Овечкин Б.Б. Современные технологии модифицирования поверхности и нанесения покрытий: уч. пос. - Томск: ТПУ, 2008. - 75 с.

37. Зозуля Т.П. О необходимости применения поликомплексных реагентов при бурении скважин в Западной Сибири / Зозуля Г.П., Зозуля В.П., Паршукова JI.A. и др. // Нефть и газ. - 1997. - № 1. - С. 59-64.

38. Иогансен К.В. Спутник буровика: Справочник. - М.: Недра, 1990. -

303 с.

39. Кацов К.Б., Карпенко Г.В. К вопросу о влиянии ПАВ на зарождение первичной контактно-усталостной трещины // Доклад РАН, 1968. - №1 - С. 69.

40. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. - М.: Недра, 1972.-392 с.

41. Колесников А.И., Шарипов А.У. Гидромеханические способы повышения технико-экономических показателей бурения. - М.: Недра, 1989. -50 с.

42. Колесников H.A., Курумов J1.C. О смазывающих и противоизносных свойствах промывочных агентов в условиях, приближенных к забойным. / Технология бурения нефтяных и газовых скважин. - Уфа, 1975. -№2. - С.129-134.

43. Колонских C.B., Жуйков Е.П., Николаева Л.В. Метод экспрессной оценки противоизносных свойств среды // Технология бурения нефтяных и газовых скважин. - Уфа: УНИ, 1985. - С. 32-35.

44. Конесев В.Г. Совершенствование качества технологических жидкостей для первичного вскрытия продуктивных пластов и глушения скважин: дис. канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2012. - 189 с.

45. Конесев Г.В. Триботехнические свойства промывочных жидкостей и смазочных материалов и их совершенствование для улучшения показателей бурения скважин: дис. докт. техн. наук. - Уфа, 1987. - 399 с.

46. Конесев Г.В. Влияние среды на абразивный износ долотной стали и твёрдого сплава при разрушении горных пород: дис. канд. техн. наук. - Уфа: УНИ, 1969.- 148 с.

47. Конесев Г.В. Смазоное действие сред в буровой технологии / Конесев Г.В., Мавлютов М.Р., Спивак А.И., Мулюков P.A. - М.: Недра, 1993. -272 с.

48. Конесев Г.В., Мавлютов М.Р., Спивак А.И. Противоизносные и смазочные свойства буровых растворов. - М.: Недра, 1980. - 144 с.

49. Коршак A.A., Шаммазов A.M. Основы нефтегазового дела. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. - 337 с.

50. Костецкий Б.И. Поверхностная прочность материалов при трении. -Киев: Техника, 1976. - 296 с.

51. Костецкий Б.Н., Натенсон М.Э., Вернадский Л.И. Механико-химические процессы при граничном трении. - М.: Недра, 1972. - 169 с.

52. Крагельский И.В. Трение и износ. - М.: Машиностроение, 1968. -

480 с.

53. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

54. Крапивина Т.Н. Повышение качества заканчивания скважин совершенствованием технологии вторичного вскрытия: Автореф... дис. канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2005. - 24 с.

55. Круткина Т.Г., Клешнина Е.Г. Электрохимические исследования локальной коррозии стали 40X13 в условиях различного анионного состава среды // Вестник удмуртского университета. -2011. - №1 - С. 77-84.

56. Кузнецов М.В. Коррозия и защита нефтегазового и нефтепромыслового оборудования. - Уфа: Реактив, 2004. - 108 с.

57. Кулезнев П.А. Берегите ваши трубы // Бурение и нефть. - 2012. -№4.-С. 42-43.

58. Куприенко H.B. Статистические методы изучения связей. Корреляционно-регрессионный анализ / Н. В. Куприенко, О. А. Пономарева, Д.В. Тихонов. - СПб.: Политехи, ун-т, 2008. - 116 с.

59. Тихомиров В.П., Горленко O.A., Порошин В.В. Методы моделирования процессов в триботехнических системах. - М.: МГИУ, 2004. -292 с.

60. Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны. - М.: Недра, 1992. - 212

с.

61. Яхин А.Р., Исмаков P.A., Гарифуллин P.P., Янгиров Ф.Н. Упрочнение поверхностей для повышения ресурса работы бурильных труб // Нефтегазовое дело: электрон, науч. журнал.. - Уфа. №4, 2014. - С. 381-399. URL: http://ogbus.ru/issues/4_2014/ogbus_4_2014_p381-399_YakhinAR_ru.pdf

62. Литвинов A.A. Современные материалы для упрочнения бурового инструмента: наплавка замков бурильных труб // Территория нефтегаз. - 2013. -№ 3. - С. 19-20.

63. Литвинов A.A. Современные материалы для упрочнения бурового инструмента: наплавка замков бурильных труб // Территория нефтегаз. - 2013. -№ 3. - С. 19-20.

64. Лялина Н.В., Сюгаев A.B., Ляхович A.M., Решетников С.М. Применение циклической вольтамперометрии при моделировании долговременной эксплуатации системы «металл - полимерное покрытие // Вестник удмуртского университета. - 2007. - №8 - С. 35^12.

65. Мавлютов М.Р., Конесев Г.В., Крысин H.H., Ягофаров Р.Г. Временная инструкция по применению Т-66 для пеногашения, повышения смазывающих свойств и нейтрализации сероводорода в буровых растворах. -Пермь: ПермНИПИнефть, 1977. - 12 с.

66. Мамаева О.Г. Улучшение технологических свойств фильтрационной корки буровых растворов применеием реагентов комплексного действия: дис. канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2007. - 139 с.

67. Мандель А.Я. Совершенствование профилактики осложнений при бурении скважин на шельфе северных морей: дис. канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2002.- 196 с.

68. Мандель И.Д. Кластерный анализ. - М.: Финансы и статистика, 1988.- 176 с.

69. Мойса Ю.Н. Опыт применения смазочной добавки серии «Спринт» в гранулированной товарной форме / Мойса Ю.Н., Фролова Н.В. и др. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 1999. - №7-8. -С. 23-27.

70. Мойса Ю.Н., Касирум П.В., Фролова Н.В. Эффективность смазочных и поверхностно-активных свойств отечественных и зарубежных смазочных добавок для буровых растворов // Нефтяное хозяйство. - 1999. - №7. -С. 12-14.

71. Мойса Ю.Н., Плотников П.П. Экологически безопасная смазочная добавка ФК-2000 для бурения горизонтальных скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 1998. - №3-4. - С. 28-29.

72. Мотылёва Г.А. Разработка технологии утилизации жировых отходов рыбоперерабатывающих производств в смазочный компонент бурового раствора: Автореф... дис. канд. техн. наук. - Мурманск: МГТУ, 2006. -21 с.

73. Мотылева Т.А., Шаляпин М.М., Ковешников В.И. Легкое таловое масло - добавка к буровым растворам // Газ. Промышленность. - 1988. - №6. — С. 28-29.

74. Мулюков P.A. Разработка смазочных добавок комплексного действия к буровым растворам / Прогрессивные технологии в добыче нефти: Сб. науч. тр. - Уфа: Изд.УГНТУ, 2000. - С. 124 - 131.

75. Набутовский З.А., Антонов В.Г., Филиппов А.Г. Практика противокоррозионной защиты // Актуальные инновационные исследования: наука и практика. - 2000. - № 3 (17). - С. 53-59.

76. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 340 с.

77. Нанесение износостойкого покрытия замковых соединений [Электронный ресурс] / ООО «ПромТехСервис» [Офиц. сайт]. URL: http://ptstmn.ru (дата обращения: 11.08.2014).

78. Пат. 2170243 РФ. Смазочная добавка на водной основе / В.Н. Умутбаев, Б.А. Андресон и др. // Бюл. - 2001. - №21.

79. Пат. на пол. мод. 128717 РФ. Прибор для контроля статического и динамического коэффициента трения пары «металл-фильтрационная корка» / Конесев В.Г., Трушкин О.Б., Салихов И.Ф., Яхин А.Р. // Бюл. - 2013. - №15.

80. Пенкин Н.С., Пенкин А.Н., Сербии В.М. Основы трибологии и триботехники. - М: Машиностроение, 2008. - 206 с.

81. Петров H.A. Эмульсионные растворы в нефтегазовых процессах / H.A. Петров, А.Я. Соловьев, В.Г. Султанов и др. - М.: Химия, 2008. - 439 с.

82. Подгорнов В.В., Черный В.В. Корреляционный анализ: уч. пос. -Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2010. - 80 с.

83. Попов А.Н., Спивак А.И., Акбулатов Т.О. Технология бурения нефтяных и газовых скважин / Под общ. ред. А.И. Спивака и J1.A. Алексеева. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2007. - 508 с.

84. Потапов O.A., Потапов А.Г. Определение эффективного времени работы долота // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2000. - № 8-9. - С. 8-11.

85. Радченко, М.В. Защитные и упрочняющие покрытия. Краткий конспект лекций. - Барнаул: АЛГТУ, 2010. - 113 с.

86. РД 39-00147001-773 Методика контроля параметров буровых растворов. - 2004. - 137 с.

87. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. - М.: Наука, 1979. - 384 с.

88. Рекин С.А. Исследование и разработка методов прогнозирования износа элементов бурильных и обсадных колонн при строительстве скважин: дис. д-ра техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2005. - 248 с.

89. Рязанов Я.Л. Энциклопедия по буровым растворам. - Оренбург: Летопись, 2005. - 651 с.

90. Саакинян Л.С. Защита нефтегазопромыслового оборудования от коррозии. - М.:Недра,1982. - 232 с.

91. Садыков Ю.В. Исследование затрат энергии при разрушении горных пород на забое скважин // Азербайджанское нефтяное хозяйство. -1983.-№4.-С. 22-26.

92. Самотой А.К., Серенко H.A. Исследование причин возникновения прихватов, совершенствование способов их предупреждения и ликвидации. -М.: ВНИИОЭНГ, 1977. - 111 с.

93. Сафонов Б.П., Бегова A.B. Количественный анализ взаимосвязи механических и триботехнических свойств сталей для условий абразивного изнашивания // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2009. - №9. - С. 29-34.

94. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов A.B. Коррозия и защита от коррозии. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 413 с.

95. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. - Л.: Химия, 1974.-568 с.

96. Спивак А.И. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Недра, 1979.-239 с.

97. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Недра, 1986. - 208 с.

98. Стадухин A.B. Исследования и разработка технологии применения смазочных реагентов для бурении наклонно-направленных скважин с горизонтальным окончанием: Автореф...дис. канд. техн. наук. - Тюмень, ТюмГНГУ, 2006.-24 с.

99. Тарчигина Н.Ф., Русин В.Н., Галкина Ю.М. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. - М.: МГОУ, 2012 г. - 154 с.

100. Техническое руководство ARNCO по наплавке твердосплавных покрытий [Электронный ресурс] // Arnco Technology Trust Ltd. [Офиц. сайт]. URL: http://arncotech.com (дата обращения: 11.08.2013).

101. Токунов В.И., Саушин А.З. Технологические жидкости и составы для повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - 711 с.

102. Токунов В.И., Хейфец И.Б. Гидрофобно-эмульсионные буровые растворы. - М.: Недра, 1983. - 167 с.

103. Рахматулина Г.В. Улучшение антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей / Рахматулина Г.В., Конесев Г.В, Исмаков P.A. и др. // Научно-технический вестник Поволжья. - 2013. - №4. - С. 226 - 231;

104. Файн, Г.М., Неймарк A.C. Проектирование и эксплуатация бурильных колонн для глубоких скважин. - М.: Недра, 1985. - 237 с.

105. Халафян A.A. STATISTICA 6.0. Математическая статистика с элементами теории вероятностей. - М.: Бином, 2011.- 496 с.

106. Четвертнева H.A. Многофункциональная смазочная добавка ДСБ-4ТМП - перспективный реагент для буровых растворов / И.А. Четвертнева, Б.А. Андресон и др. // Материалы 2-го Международного симпозиума «Наука и технология углеводородных систем». - Уфа, 2000. - №2. - С. 130-131.

107. Четвертнева И.А. Разработка многофункциональных смазочных добавок для повышения эффективности бурения и заканчивания скважин: дис. канд. техн. наук. - Уфа: УГНТУ, 2003. - 183 с.

108. Чичинадзе A.B. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше и др. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

109. Шерстнев Н.М., Расидзе Я.М., Ширинзаде С.А. Предупреждение и ликвидация осложнений в бурении. - М.: Недра, 1979. - 304 с.

110. Шехтер Ю.Н., Крейн С.Э., Тетерина JI.H. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества. - М.: Химия, 1978. - 304 с.

111. Шрейнер JI.A. Механические и абразивные свойства горных пород. - М.: ВНИИОНГ, 1966. - 239 с.

112. Ялунин М.Д. Улучшение смазывающей способности буровых растворов с целью повышения показателей работы долот: Автореф... дис. канд. техн. - Грозный, 1985. - 24 с.

113. Яров А.Н., Жидовцев H.A., Гильман Г.М., Кендис М.Ш. Буровые растворы с улучшенными смазывающими свойствами. - М.: Недра, 1975. -143 с.

114. Яхин А.Р., Асфандияров JI.X. Применение метода кластерного анализа в задачах связанных с подбором и разработкой добавок комплексного действия к буровым промывочным жидкостям // Нефтегазовое дело: электрон, науч. журнал.. - 2014. - №5. - С. 14-27. URL: http://ogbus.ru/issues/5_2014/ogbus_5_2014_pl4-27_YakhinAR_ru.pdf

115. Яхин А.Р., Конесев Г.В., Янгиров Ф.Н., Фролов A.M. Исследование износостойкости замков бурильных труб при трении о горную породу в различных средах // Территория Нефтегаз. - 2014. - №6 - С. 28-32.

116. Яхин А.Р., Салихов И.Ф., Исмаков P.A., Гимаев Р.Г. Совершенствование методики регистрации силовых параметров работы системы «металл-горная порода» при бурении скважин // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журнал.. - 2013. - №4 - С. 30-40. URL: http://ogbus.ru/authors/Yakhin/Yakhin_2.pdf

117. Friedheim J.E. and R.M. Pantermuehl. Superior performance with minimal environmental impact: a novelnonaq ueous drilling fluid. SPE / JADC 25753. // 1993 SPE JADC Drilling Conference. Amsterdam, 23-25 Febrary 1993. Society of Petroleum Engineers, Inc. Richarson, TX. - P. 713-726.

118. Smith M. Rate of Penetration Enhancers for Water-Rased Fluids // Journal of Petroleum Tehnology, Febrary, 1997. - p. 17.

Приложение 1. ТУ 2458-007-50780546-2014 «Реагент комплексного действия БКР-5М для буровых промывочных жидкостей»

I

I

ОКП 24 5861 I р> ппл Д21 \

I

I

УI ВЬРЖДАЮ |

Директор ООО «£аш\импром»,

канд. гехи/наук. /Г

/ Ф.11. Янгиров

« 2 А'/Ь Я 2014 г.

РПАГЕНТ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ БКР-5М ДЛЯ БУРОВЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Технические условии ТУ 2458-007-50780546-2014 Ч

Введены впервые

Дата введения

РАЗРАБОТАНО

ФГКОУ ВПО Уфимский госу, (арс гве н н ы й неф I я ной ге \ н и чес ки и у 11 и вере т е I профессор каф. БНГ'С

, ,/с '' 1.В. Конесев « Ц » о5" 2014!

Р> ководтель пл>чно-иссле швлгельемш кшораюрии «Физикп-чимпчеекие свор^гч ^ре л» Уфимско'о Iое> длр(.тье»"-п с

нефтичо учпическо!

ЛФ И'"-: пин

. - . х -Г

и

I. Уфл-2014

Настоящие технические условия распространяются на реагент комплексного действия БКР-5М для буровых промывочных жидкостей (далее реагент БКР-5М), предназначенный для обработки промывочных жидкостей на водной основе с целью улучшения их триботехническнх и антикоррозионных свойств при бурении наклонно-направленных скважин различного профиля и скважин с горизонтальным окончанием.

Реагент БКР-5М представляет собой продукт взаимодействия органических кислородосодержаших соединений с гидроксильной и карбоксильной функциональными группами растительных масел в углеводородных растворителях.

Реагент БКР-5М улучшает антифрикционные, противоизносные и антикоррозионные свойства буровых промывочных жидкостей, уменьшает затяжки и вероятность прихватов инструментов в скважинах, обладает практически неограниченной растворимостью в воде различной минерализации.

Пример записи продукта при заказе: Реагент комплексного действия БКР-5М для буровых промывочных жидкостей по ТУ 2458-007-50780546-2014.

Требования настоящих технических условий являются обязательными,

1. Технические требования

1.1 Реагент БКР-5М должен соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготавливаться по технической документации, утвержденной в установленном порядке. Реагент БКР-5М, предназначенный для предприятий нефтедобычи, должен иметь допуск к применению согласно РД 153-39-026-97.

1.2 По физико-химическим показателям регент БКР-5М должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели реагента БКР-5М

Наименование показателя Норма Метод анализа

1. Внешний вид Маслянистая вязкая жидкость от светло-коричневого до темного цвета Поп 5.2 ТУ

2. Плотность при 20°С, г/см1, в пределах 0,9-1,02 ГОСТ 3900

3. Условная вязкость при 20°С, условный 1радус, не менее 12 ГОСТ 6258

4. Температура застывания, °С, не выше Минус 20 ГОС Т 20287

5. Кислотное число, мг. КОН/г, не более 10 ГОСТ 5985

1.3 Упаковка

1.3.1 Упаковку реагента БКР-5М производят согласно ГОСТ 1510 в стальные сварные бочки поГОСТ 13950.

1.3.2 По согласованию с потребителем допускается упаковывать продукт в герметичную тару потребителя, железнодорожные цистерны или автоцистерны.

1.4 Маркировка

1.4.1 Транспортную маркировку бочек производят по ГОСТ 14192 с нанесением следующей информации на этикетку, защищенную полиэтиленовой пленкой.

- наименование продукта;

- обозначение настоящих технических условий;

- наименование предприятия изготовителя, его юридический адрес;

- масса (брутто и нетто);

- дата (месяц, год) изготовления;

- номер партии;

- гарантийный срок хранения;

Маркировка, характеризующая транспортную опасность груза - по ГОСТ 19433 с нанесением знака опасности (класс 9, подкласс 9.1, чертеж 9), классификационный шифр 9153.

Маркировка железнодорожных цистерн- в соответствии с Правилами перевозок грузов, часть 2, раздел 41 и ГОСТ 51659.

При транспортировке продукта в стальных бочках на тару наносятся следующие манипуляционные знаки:

- 5 ГОСТ 14192; «Ограничение температуры 30 °С» ГОСТ 14192;

- 7 ГОСТ 14192; «Герметичная упаковка» ГОСТ 14192;

- 11 ГОСТ 14192; «Верх» ГОСТ 14192;

- 19 ГОСТ 14192; «Штабелирование ограничено» ГОСТ 14192;

Места и способы нанесения маркировки по ГОСТ 14192, ГОСТ 19433.

2. Требования безопасности

2.1 Реагент БКР-5М является горючим веществом с температурой вспышки не ниже 130°С.

В помещениях, предназначенных для работы с реагентом БКР-5М, запрещается применение открытого огня.

22 В случае загорания реагента БКР-5М необходимо применять для тушения следующие составы: углекислоту, порошковые составы, мелко распыленную воду, химическую и воздушно-механическую пену.

В помещениях для хранения реагента БКР-5М запрещается обращение с открытым огнем. Электрооборудование, электрические сети и арматура искусственного освещения должны быть во взрывопожаробезопасном исполнении.

При работе с реагентом БКР-5М не допускается использовать инструменты, дающие при ударе искру.

Во избежание образования взрывоопасных смесей паров запрещается слив и перекачка реагента БКР-5М с помощью сжатого воздуха.

Емкости для хранения и транспортирования реагента БКР-5М должны быть защищены от статического электричества в соответствии с ГОСТ 12.1.018.

2.3 Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности оборудования необходимо предусмотреть отвод зарядов статического электричества путем заземления оборудования, транспортной тары и коммуникаций в соответствии с установленными правилами.

2.4 При производстве и применении реагента БКР-5М следует осуществлять лабораторный контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны согласно ГН 2.2.5.1313-03:

За ПДК реагента БКР-5М в воздухе рабочей зоны следует считать по концентрату головных примесей и промежуточной фракции этилового спирта из пищевого сырья -300 мг/м3 в связи с чем он относится к малоопасным веществам 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007.

2.5 Реагент БКР-5М не обладает кумулятивными свойствами. При попадании на кожу может вызвать раздражение, при попадании в организм оказывает общетоксическое действие. При попадании на кожу её нужно вымыть теплой водой с мылом, при попадании в глаза их необходимо промыть большим количеством проточной воды.

2.6 Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны осуществляется по методикам, утвержденном в установленном порядке. Периодичность контроля в воздухе рабочей зоны осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005, СП 1.1.105801.

2.7 Помещения, в которых проводят работы с реагентом БКР-5М, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией с механическим побуждением, отвечающей требованиям ГОСТ 12.4.021.

2.8 Организация технологических процессов при производстве и применении реагента БКР-5М, должна соответствовать требованиям СП 2.2.2.1327-03 и СП № 3935-85.

Все производственные помещения, в которых при работе применяют реагента БКР-5М, должны быть оборудованы общеобменной, приточно-вытяжной вентиляцией, места локального выделения вредных веществ - местной вытяжной вентиляцией.

2.9 Работающие с реагентом БКР-5М, должны быть обеспечены спецодеждой согласно типовым отраслевым нормам и средствами индивидуальной защиты, а именно: костюм по ГОСТ 12.4.111, ГОСТ 12.4.112, спец обувь по ГОСТ 12.4.137, защитные очки по ГОСТ 12.4.013, средства дерматологические защитные по ГОСТ 12.4.068.

В случае превышения ПДК вредных веществ необходимо использовать фильтрующие противогазы по ГОСТ 12.4.121 марки А либо соответствующими ему противогазами пли комбинированными фильтрами.

2.10 При попадании реагента БКР-5М на открытые участки тела их необходимо удалить ветошью и обильно промыть кожу горячей водой с мылом.

При попадании на слизистые оболочки глаз - обильно промыть теплой водой.

2.11 Все работающие с реагентом БКР-5Мдолжны проходить предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры (в процессе трудовой деятельности) в соответствии с действующими приказами Минздрава РФ.

ту 2458-007-50780546-2014 3. Требования охраны окружающей среды.

3.1. Основными мероприятиями охраны окружающей среды от вредных воздействий при производстве и применении реагента БКР-5М являются:

- соблюдение технологического режима;

- герметизация оборудования и трубопроводов;

- совершенствование оборудования, условий хранения и транспортирования, исключение розливов.

- уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

3.2. При производстве, хранении, применении и утилизации реагента БКР-5М не допускается её попадание в системы бытовой и ливневой канализации, а также в открытые водоёмы.

3.3 При разливе реагента БКР-5М необходимо собрать их в отдельную тару, место разлива промыть мыльным раствором или моющим средством, затем промыть горячей водой и протереть сухой ветошью.

Обезвреживание и утилизация отходов должна осуществляться в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1322-03.

3.4 С целью охраны атмосферного воздуха от загрязнения выбросами вредных веществ, должен быть организован постоянный контроль за содержанием предельно допустимых выбросов в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02, СанПиН 2.1.6.1032-01.

3.5 Предельно допустимая концентрация (ПДК) для углеводородов в атмосферном воздухе 0,1 мг/м3 (ГН 2.1.6.1338).

3.6 Специальные меры по утилизации и уничтожению реагента БКР-5М не предусматриваются в связи с малым его расходом.

4. Правила приёмки

4.1 Реагент БКР-5М принимается партиями. За партию принимают количество продукта однородного по своим качественным показателям, сопровождаемое одним документом о качестве. При поставке продукта в цистернах за партию принимают каждую цистерну.

Документ о качестве должен содержать следующие данные:

-наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

-наименование продукта, марку;

-массу нетто;

-номер партии;

-дату изготовления;

-результаты проведенных испытании [¡ли подтверждение о соответствии качества продукта требованиям технических условий, -обозначение настоящих технических условий.

4.2 Объем выборки реагента БКР-5М - по ГОСТ 2517

4.3 Продукт подвергается приемно-сдаточным испытаниям на соответствии требованиям таблицы 1

4.4 При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторные испытания вновь отобранной пробы из удвоенной выборки.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

5. Методы испытаний

При проведении испытаний допускается применение аналогичных приборов, посуды, оборудования и реактивов отечественного и импортного изготовления с техническими и метрологическими характеристиками, обеспечивающими точность измерения в соответствии с требованиями настоящих технических условий. Применяемые методики измерений показателей качества должны быть аттестованы в установленном порядке.

5.1 Отбор проб

5.1 1 Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 2517.

Пробы отбирают от 5 тарных мест партии, но не менее чем от трех мест. Если число мест партии меньше трех, пробу отбирают от каждого тарного места.

5.1.2 Точечные пробы из любой ёмкости отбирают при температуре продукта не ниже 15°С. Пробу из бочек отбирают сухой чистой стеклянной трубкой или трубкой из стали 12x18 НЮ Т. Длина трубки должна быть такой, чтобы возможно было отбирать пробу по всей высот емкости.

5.1.3 Объем точечной пробы не менее 200 см \ Точечные пробы соединяют вместе, хорошо перемешивают и отбирают среднюю пробу в количестве не менее 500 см3. Среднюю пробу делят на две равные части, одну из которьпч передают для проведения анализа, другую сохраняют в течение трех месяцев на случай проведения контрольного испытания.

5 2 Определение внешнего вида производят путем визуального осмотра в проходящем свете в пробирке из прозрачного стекла диаметром (10-20) мм и высотой заполнения (50-60) мм, или стакане вместимостью (50-100) см'1 по ГОСТ 25336.

б.Транспортирование и хранение

6.1 Транспортирование реагента БКР-5М производится в автоцистернах, железнодорожных крытых вагонах и вагон- цистернах и грузовых автомобильных пла1формах. Упакованная в бочки реагента БКР-5М может быть пакетирована в соответствии с ГОСТ 26663, ГОСТ 216506, ГОСТ 21140 на поддонах по ГОСТ 9557.

6.2 Реагент БКР-5М должен храниться в сухих складских помещениях в герметично закрытой таре при температуре от + 5°С до +30°С и защищен от действия прямых солнечных лучей.

7. Гарантии изготовителя

7.1 Изготовитель гарантирует соответствие качества реагент БКР-5М требованиям настоящих технических условий при соблюдении потребителем условий транспортирования и хранения

7 2 Гарантийный срок хранения реагента БКР-5М 6 месяцев со дня изготовления. По истечении гарантийного срока хранения продукт анализируется перед каждым применением на соответствие требованиям настоящих технических условий, и при условии соответствия может быть использован потребителем по назначению.