FR2474335A1 - Procede de preparation de boue de forage, dispositif pour sa mise en oeuvre et boue de forage ainsi preparee - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE FORAGE DU SOL. LE PROCEDE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPRENANT LES OPERATIONS SUIVANTES: DOSAGE D'UN PRODUIT PULVERULENT DANS UNE ZONE DE DEPRESSION, BRASSAGE DE CE PRODUIT AVEC UN LIQUIDE DE DILUTION DANS UNE CAPACITE ET DISPERSION SIMULTANEE DES PARTICULES DE PHASE SOLIDE DANS UNE ZONE DE DISPERSION, ET EST CARACTERISE EN CE QUE LA ZONE DE DEPRESSION 6A ET LA ZONE DE DISPERSION 7B SONT CREEES PAR DES COUCHES ADHERENTES QUI SONT FORMEES EN FAISANT TOURNER DES SURFACES COURBES SANS FIN 2 ET 3 PLACEES DANS LE LIQUIDE DE DILUTION, LA ZONE DE DEPRESSION 6A ETANT CREEE A L'ENDROIT OU LES COUCHES ADHERENTES 4 ET 5 SE RAPPROCHENT, ET LA ZONE DE DISPERSION 7B, A L'ENDROIT OU ELLES S'ELOIGNENT, LA DEPRESSION ET L'INTENSITE DE L'ACTION DISPERSIVE ETANT REGLEES PAR VARIATION DE LA VITESSE LINEAIRE DES COUCHES ADHERENTES 4 ET 5. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE DANS LA PRODUCTION DE PETROLE ET DE GAZ, AINSI QUE DANS LE GENIE CIVIL ET L'INDUSTRIE CHIMIQUE, POUR LA PREPARATION DE DIVERSES PULPES, SUSPENSIONS, SOLUTIONS.

Description

La présente invention concerne la technique du forage et a notamment pour objet un procédé Ge préparation de boue de forage, un dispositif pour sa mise e. oeuvre, ainsi que la boue de forage ainsi obtenue.

L'application de l'invention est d'une efficacité maximale dans la production de pétrole et de gaz, lors de la préparation des boues de forage.

L'invention peut aussi être appliquée avec succès das le géie civil et l'industrie chimique, pour la préparation de diverses pulpes, suspensions, solutions.

Le succès de l'exécution d'un forage d'une manière économique, avec des frais minimaux et avec des vitesses d'avanceme:.t élevées, dépend dans une large mesure de la qualité de la boue de forage préparée.

Le cycle de préparation de la boue de forage comprend le dosage des produits solides de départ dans le liquide de dilution et leur brassage, suivi de la dispersion de la phase solide dans la phase liquide. L'introduction irrégulière des constituants solides dans le liquide de dilution provoque urie utilisation incomplète des produits à knélanger, un abaissement de l'homogénéité de la boue et, en conséquence, un abaissement de la qualité en résultant. La qualité de la boue de forage préparée est tributaire de la qualité du mélange des phases solide et liquide, de leur homogénéité et de la régularité de préparation des particules de la phase solide dans tout le volume de la phase liquide.

La dispersion de la phase solide, de préférence argileuse, dans la phase liquide est un processus de réduction forcée des particules de la phase solide jusqu'à une finesse colloidale. Les particules colloidales d'argile sont les constituants de base pour la formation de la structure de la boue de forage, et elles déterminent ses principales propriétés structuro-mécaniques, rhéologiques et filtrantes.-C'est pourquoi la qualité de la boue de forage est aussi tributaire de l'efficacité de l'action de dispersion.

Quand ue boue de forage mal préparée circule dans un forage, ses propriétés subissent de fortes fluctuations, ce qui nécessite le recours à diverse méthodes d'amélioration de sa qualité.

La basse qualité de la boue de forage est la cause essestielle des incidents et complications se produidant pendant le forage, liés à l'absorption de la boue, aux blocages du train de sonde et du tubage, aux chutes et éboulements des roches constituant la paroi du forage.

Tout cela abaisse notablement la vitesse de forage et se traduit par une forte augmentation du prix des travaux de forage.

A l'heure actuelle, la boue de forage est préparée par introduction dosée d'une poudre d'argile dans le liquide de dilution, cette poudre étant brassée avec le liquide à l'aide de mélangeurs d'argile ou de broyeurs à fraise et jet (cf. T.I. Kolesnikova, "Les boues de forage et le soutènement des forages", Moscou, "Nedra", 1975, p.

143).

Le procédé le plus répandu de préparation de pulpes, de suspensions, ainsi que de boues de forage, comprenant des opérations de dosage d'un produit pulvérulent dans un liquide de dilution et leur brassage jusqu'à obtention d'un mélange homogène, est le procédé d'éjection hydraulique, dans lequel le dosage du produit pulvérulent s'effectue en exploitant la différence de pression dans une zone de dépression, dans laquelle s'effectue ensuite le brassage.

Ces procédés sont décrits en détail dans la littérature (cf., par exemple, l'ouvrage de Zinger I.A., Sokolov Ya N. 'Les appareils à jet", Nashgiz, Noscou, 1971).

Pour élever la qualité de la boue de forage par stabilisation de ses propriétés, obtenue en rendant col loidale la plus grande partie de la phase solide, on emploie divers procédés d'action dispersive (réductrice) sur la phase solide au sein de la phase liquide (Information de synthèse. L'industrie gazière. Série "Forage des puits de gaz et des puits de gaz à condensat, publi cation I. Technique de préparation des boues de forage dispersées. tsoscou, VNIIEGazprom, 1979, p.48).

La dispersifs de la phase solide dans la phase liquide s'effectue dans divers appareils de dispersion, par exemple dans des broyeurs à micro-éléments ou rotatifs à pulsations. Les broyeurs à micro-éléments se présentent sous la forme d'une chambre dans laquelle est monté un arbre portant des disques et qui est remplie de corps broyants (microbilles de verre ou grenaille de fonte) (certificat d'auteur d'invention nO 447 498, Bulletin des découvertes, inventions et marques de fabrique d'URSS", nO 34, 1977). Les appareils rotatifs à pulsations sont constitués par un stator et un rotor placés dans un corps et dotés de saillies et de fentures.Quand le rotor tourne, ses-fentures sont alternativement masquées par les saillies du stator, ce qui engendre des pulsations de la pression crave dans l'appareil et provoque des phénomènes de cavitation et de turbulence dans le courant de solution. Tous ces phénomènes contribuent à une réduction intensive de la phase solide (certificat d'auteur d'invention nO 127 999, "Bulletin des découvertes, inventions et marques de Shfque d'URSS",n0 3, 1960).

La solution technique la plus proche de la présente invention est celle selon laquelle la boue de forage est préparée par dosage du produit pulvérulent dans une zone de dépression, brassage de ce produit avec le liquide de dilution, se trouvant dans une capacité, et dispersion de la phase solide dans une zone de dispersion (brevet EtatSUnis nO 3 867 195, cl. 301 F du 18.12.75).

Ce procédé connu est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif comprenant une trémie doseuse, mise en communication avec la zone de dépression d'un mélangeur hydraulique à éjecteur.

Le mélangeur hydraulique à éjecteur brasse les produits solides de départ avec le liquide de dilution et prépare une boue de forage, mais de très basse qualité, ce qui nécessite le recours à un équipement supplémentaire pour un brassage de qualité des constituants de la boue de forage. Cela résulte de la forte irrégularité de l'arrivée du produit en poudre dans la zone de brassage de ce fait, de grandes portions de poudre n'ont pas le temps d'être mouillées et de se mélanger au liquide ; elles forment une suspension épaisse qui constitue des bouchons dans la chambre du mélangeur à éjecteur.La dépression engendrée par le jet de liquide issu de la tuyère montée dans la tubulure d'éjecteur provoque l'entrée dans le dispositif, simultanément avec la poudre, de grandes quantités d'air qui entravent le mouillage de la poudre par le liquide, lui confèrent des propriétés hydrophobes, ce qui, à son tour, influe sur la stabilité de la densité et de l'homogéniété de la boue de forage et sur la marche des pompes, et abaisse la qualité des traitements chimiques et autres ultérieurs. La chambre du mélangeur à ejecteur est rapidement bourrée par les grumeaux du produit en poudre n'ayant pas eu le temps de se désagréger, ce qui abaisse la fiabilité du dispositif. Pour éliminer les bouchons qui se forment, il faut une. grande pression de liquide, ce qui entrain des frais supplémentaires.. De tels dispositifs ne permettent pas l'emploi de produits de grandes dimensions granulométriques, ce qui réduit leur champ d'application.

On s'est donc proposé de créer un procédé de préparation - de boue de forage aui permettrait d'obtenir une boue de forage de haute qualité, grace à l'amélioration des conditions de dosage, de brassage de la poudre avec le liquide de dilution et de dispersion de la phase solide dans ce liquide, ainsi que de créer un dispositif pour la préparation de la boue de forage, qui permettrait-de réaliser la préparation d'une boue de forage de haute qualité avec des frais minimaux, grâce à l'accroissement du rendement du dispositif.

Ce problème est résolu grâce à un procédé de préparation de boue de forage par dosage du produit pulvé rulent dans ue zone de dépression, brassage de ce produit avec le liquide de dilution dans une capacité et dispersion simultanée des particules de phase solide dans une zone de dispersion,caractérisé, d'après l'invention, en ce que la zone de dépression et la zone de dispersion sont crées par des couches adhérentes qui sont formées en faisant tourner des surfaces courbes sans fin, placées dans le liquide de dilution, la zone de dépression étant créée à l'endroit ou les couches adhérentes se rapprochent, et la zone de dispersion, à l'endroit o elles s'éloignent la dépression et l'intensité de l'action dispersive sont réglées par variation de la vitesse linéaire des couches adhérentes.

Ur. tel procédé permet de préparr une boue de forage de haute qualité, grâce à la réalisation simultanée d'un dosage précis du produit pulvérulent dans le liquide de dilution, d'un brassage des phases solide et liquide assurant un haut degré dthomogénéité du mélange et d'une dispersion intensive des particules de phase solide dans le liquide.

Il est important de fomer les couches adhérentes sur des surfaces ct1zbes sans fin, partiellement plongées sans le liquide de dilution.

Cela donne la possibilité de créer au-dessus du niveau du liquide une zone de dépression qui, grace à l'aspiration provoquée par la dépression, assure l'arrivée dosée du produit pulvérulent dans le liquide de dilution.

On peut aussi former les couches adhérentes sur des surfaces courbes sans fin entièrement plongées dans le liquide de dilution.

Cela assure la création de zones de dépression et de dispersion dans tout le volume du liquide et, par conséquent, intensifie la préparation de la boue de forage.

Il est avantageux de choisir pour les vitesses linéaires des couches adhérentes des valeurs telles que les forces centrifuges apparaissant dans les couches adhérentes soient égales ou inférieures aux forces d'adhérence. Dans ce cas, les particules de phase solide se trouvant dans les couches adhérentes ne sortent pas des limites des couches adhérentes sous l'effet des forces centrifuges qui les sollicitent.

Il est nécessaire de régler la distance entre les couches adhérentes et l'épaisseur des couches adhérentes prqnrtionnellement à la grosseur des particules du produit pulvérulent à doser, par variation des vitesses de rotation des surfaces courbes sans fin.

Cela permet d'utiliser un produit pulvérulent de différentes compositions granulométriques, contribue à l'augmentation du débit de produit pulvérulent à doser et à l'augmentation des zones de dépression et de dispersion.

Il est avantageux de créer les zones de dépression et les zones de dispersion à l'endroit où les couches adhérentes se rapprochent des parois de la capacité. Cela permet d'améliorer les conditions de brassage et de dis persion de S paffle due dr.s la phase liquide, gracie à la création de zones supplémentaires de dépression et de dispersion.

Pour intensifier l'action dispersive, il est souhaitable de créer les zones de dispersion par des courants de couches adhérentes se déplaçant l'une à la rencontre de l'autre, qui doivent être détachées des surfaces courbes sans fin, plongées dans le liquide de dilution, à l'endroit où leurs vitesses linéaires sont maximales, et dirigées sous un certain angle l'une par rapport à l'autre.

Le fait que les courants de liquide détachés des surfaces courbes soient dirigés sous un certain angle l'un par rapport à l'autre produit un effet camulatif, ce qui intensifie la turbulence des courants après leur réunion, accroît les forces d'impact et de glissement, engendre des phénomènes de cavitation.

L'effet cumulatif, la cavitation, la turbulence, les impacts et l'attrition hydraulique engendre une action dispersive efficace. Pour intensifier l'effet cumulatif, il faut régler l'angle entre les courants des couches adhérentes détachées dans une plage de 15 à 750.

Il est souhaitable de régler le débit de produit pulvérulent à doser par variation de la dépressios. dans la zone de dépression.

Cela permet d'accrottre la précision de dosage, de stabiliser la concentration de la phase solide dans le liquide de dilution et d'abaisser les frais de produits pulvérulents à additionner.

Le problème exposé plus haut est résolu également grace à un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, du type comportant au moins une trémie doseuse pour le produit pulvérulent, l'orifice de sortie de cette trémie, doté d'un obturateur, étant mis en communication avec la zone de dépressiond'm mélangeur hydraulique à effet d'éjection dn < le corps duquel, ayant une entrée pour le liquide de dilution et une sortie pour la boue de forage préparée, est placé le mécanisme pour le brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution,caracté- risé,d'après l'invention, en ce que le mécanisme pour le brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution comprend au moins deux tambours moteurs, formant sur leurs surfaces, quand il sont en rotation, des couches adhérentes de liquide de dilution, les axes de rotation de ces tambours moteurs étant situés dans un plan horizontal commun.

Cela permet de créer des zones de dépression et des zones de dispersion à l'aide des couches adhérentes se formant sur les surfaces des tambours moteurs lors de leur rotation dans le liquide de dilution.

Il est avantageux de doter le dispositif d'au moins deux tambours supplémentaires, dont les axes de rotation sont situés dans un plan horizontal commun, au-dessous des tambours moteurs.

Cela permet de créer des zones upplémentaires de dépression et de dispersion dans tout le volume du liquide de dilution.

Il est nécessaire de monter les tambours dans le corps à une distance suffisante pour former des zones de dépression entre leurs surfaces cylindriques et les parois du corps, ainsi que de m*Er is trémies doseuses supplémentaires, dont les parois des orifices de sortie sont juxtaposées aux parois du corps du mélangeur hydraulique à effet d'éjection du coté des surfaces cylindriques des tambours moteurs.

L'emploi de trémies doseuses supplémentaires permet d'utiliser simultanément plusieurs constituants pulvérulents pour la préparation de la boue de forage.

Il est souhaitable de réaliser le corps du mélangeur hydraulique à effet d'éjection sous la forme de coquilles ou partiels courbes analogues reliées entre elles et disposées coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours.

Une telle réalisation prévient la formation de zones stagnes dans le liquide de dilution, ce qui améliore l'uniformité du brassage de tout le volume du liquide de dilution.

Pour intensifier l'action dispersive sur la phase solide, on monte des plaques du côté intérieur du corps du mélangeur hydraulique à effet d'éjection, aux endroits où ses coquilles sont assemblées entre elles, ces plaques étant disposées parallèlement aux surfaces cylindrique des tambours.

Il est souhaitable de monter un capot strié flottant dans la partie supérieure de i'enceinte du corps du mélangeur hydraulique à effet d'éjection, coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours moteurs.

En contactant la surface extérieure de la couche adhérente, le capot contribue à la dispersion des particules solides qui, sous l'effet des forces centrifuges, se répartissent à la périphérie des couches adhérentes.

La réalisation du capot avec des stries intensifie l'effet de dispersion, grace au fait que, lorsque les couches adhérentes tournent en touchant les sommets des stries, une dépression apparat entre les stries, par suite de ltentraInement de l'air par les couches de liquide en rotation ; il s'ensuit que les bulles d'air se trouvant dans la couche adhérente subissent des expansions et des implosions, provoquant l'apparition de phénomènes de cavitation. En outre, l'intensité de l'action dispersive augmente sous l'effet des oscillations engendrées dans toute la section de la couche adhérente par suite des expansions et contractions alternativement répétées de la couche adhérente, que provoquent les stries du capot.

La réalisation du capot de façon qu'il soit flottant assure le réglage automatique à l'épaisseur de la couche adhérente en fonction de la densité de la boue.

Il est avantageux de monter dans la partie inférieure de la cavité du corps du mélangeur hydraulique à effet d'éjection, sous les tambours, une grille ayant la forme d'une partie de cylindre creux, disposée coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours, sa maille étant égale ou supérieure à la grosseur des particules de la phase solide prescrite par le régime de dispersion. La présence d'une telle grille permet de régler le degré de dispersion de la phase solide, en accord avec les consignes fixées pour la préparation de la boue de forage.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, tails et avantages de celle-ci amaraitront mieux à la lumièrede è description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation dolEs zurEetàtitre d'exem- plesnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 illustre le procédé de préparation de la boue de forage, dans le cas où le produit pulvérulent est chargé dans la zone entre les tambours moteurs, d'après l'invention
- la figure 2 représente une variante du schéma de préparation de boue de forage, dans laquelle est prévu un accroissement de l'intensité de l'action dispersive sur la phase solide, d'après l'invention
- la figure 3 illustre le procédé de préparation de boue de forage, dans le cas où le produit pulvérulent à doser est chargé dans la zone entre les tambours moteurs et les parois de la capacité, d'après l'invention
- la figure 4 représente un dispositif pour la préparation de boue de forage, conforme à l'invention, en coupe transversale
- la figure 5 représente le même dispositif vu enplan
- la figure 6 représente le schéma d'un dispositif pour la préparation de boue de forage, doté de couteaux qui accroissent l'intensité de l'action dispersive sur la phase solide, d'après l'invention
- la figure 7 représente un capot strié conforme à l'invention (vue en plan)
- la figure 8 représente un couteau conforme à l'invention (vue en plan).

Le procédé de préparation de boue de forage faisant l'objet de l'invention est réalisé de la façon suivante.

Dans une capacité 1 (figure i) contenant le liquide de dilution, par exemple de l'eau technique, on place des surface courbes sans fin 2 et 3, que l'on plonge dans le liquide partiellement ou complètement et que l'on anime d'un mouvement de rotation. Le liquide de dilution peut être une solution aqueuse de réactifs chimiques, ainsi qu'une boue de forage initiale dans laquelle on introduit des quantités prédéterminées de divers constituants (alourdissant, réactifs chimiques et autres additions). Quand les surfaces courbes sans fin 2 et 3 tournent à une vitesse déterminée, des couches adhérentes 4 et 5, respectivement, se forment sur elles.En tournant l'une vers l'autre, ces couches adhérentes entraînent l'air ambiant; il s'ensuit la création d'une zone 6A de dépression au-dessus du niveau du liquide de dilution (dans le cas où les surfaces courbes sans fin 2 et 3 sont partiellement immergées), à l'endroit où les couches adhérentes 4 et 5 se rapprochent l'une de l'autre. L'air des couches adjacentes à ladite zone 6A de dépression est aspiré dans cette zone. A l'endroit où les couches adhérentes 4et- s'éloignent l'une de l'autre, il se forme une zone 7B de dispersion. Dans la suite de la présente description, les zones de dispersion seront désignées par l'indice B, et les zones de dépression, par l'indice A.

Une trémie doseuse Es admet dans la zone 6A de dispersion le produit pulvérulent, par exemple la poudre d'argile, qui, grâce à l'effet d'aspiration, arrive uniformément dans la zone 6A de dépression. De la zone 6A de dépression, le produit pulvérulent va à la zone 7B de dispersion, dans laquelle il est énergiquement brassé avec le liquide de dilution et où les particules de la phase solide sont en même temps dispersées (réduites). La forte intensité de ces processus est assurée par l'effet de turbulence qui résulte de la c w osition des vitesses linéaires des couches adhérentes 4 et 5, faisant un angle DC(figure 2) entre elles (effet cumulatif), de la compensation par choc des forces centrifuges et de l'attrition hydraulique.

La valeur de la dépression dans la zone 6A -de dépression et l'intensité de l'action dispersive dans la zone 7B de dispersion sont réglées par variation de la vitesse linéaire des couches adhérentes 4 et 5. La vitesse linéaire des couches adhérentes 4 et 5 est un peu plus petite que la vitesse de rotation des surfaces courbes sans fin 2 et 3, la différence dépendant des propriétés rhéologiques du liquide de dilution et de l'hydrophilité des surfaces courbes sans fin 2 et 3. La vitesse des couches adhérentes 4 et 5 atteint sa valeur maximale au point C, où la direction et le sens de la vitesse du courant et de la pesanteur du liquide constituant la couche adhérente 4 ou 5 sont en coincidence.

De la sorte, plus les vitesses linéaires des couches adhérentes 4 et 5 (c'est-à-dire les vitesses de rotation des surfaces courbes sans fin 2 et 3 respectivement) sont élevées, plus la force de frottement entre les surfaces des couches adhérentes 4, 5 et l'air est grande et plus la dépression dans la zone 6A de dépression est élevée, ce qui conduit au fait que la turbulence des courants de liquide est forte, l'effet cumulatif est intense, l'action dispersive est énergique dans la zone 7B de dépression, et qui se traduit par un accroissement de l'homogénéité du mélange.

Le réglage des vitesses linéaires des couches adhé- rentes 4 et 5 est fait de façon à ne pas dépasser la valeur pour laquelle les forces centrifuges dans les couches adhérentes 4 et 5 deviennent égales ou supérieures aux forces d'adhérence. Si les forces centrifuges deviennent plus grandes que les forces d'adhérence, les couches adhérentes 4 et 5 formées sur les surfaces courbes sans fin 2 et 3 seront arrachées de ces surfaces et les particules de la phase solide à doser dans le liquide de dilution, qui se trouvent dans les couches adhérentes 4 et 5, sont projetées hors de ces couches.

Pour élargir la gamme de grosseurs des particules du produit à doser, il faut changer la distance entre les couches adhérentes 4 et 5 et l'épaisseur de ces couches proportionnellement à la grosseur des particules du produit pulvérulent à doser. Plus la grosseur des particules du produit pulvérulent est grande, plus la distance entre les surfaces courbes sans fin 2 et 3 doit être forte. L'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5, toutes conditions égales par ailleurs (viscosité et tension superficielle constante du liquide de dilution), se règle - par variation de la vitesse de rotation des surfaces courbes sans fin 2 et 3.Plus la vitesse de rotation des surfaces courbes sans fin 2 et 3 est élevée, plus l'-epaisseur des couches adhérentes 4 et 5 est forte, car un plus grand nombre de couches de liquide s'accrochent aux surfaces courbes sans fin 2 et 3 et aux couches de liquide adhérant à cette surface.

De la sorte, la possibilité de régler l'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5 permet aussi de doser des produits pulvérulents de différentes finesses.

Si l'on inverse la rotation des surfaces courbes sans fin 2 et 3, comme montré sur la figure 3, les couches adhérentes 4 et 5 créent des zones 9A et 1OA de dépression aux endroits où elles contactent les parois de la capacité 1. Dans ce cas, on admet dans la zone 9A de dépression un genre de produit pulvérulent, par exemple un alourdissant, et dans la zone 10A de dépression, un autre genre de produit pulvérulent, par exemple des réactifs chimiques.

De la sorte, en inversant la rotation des couches adhérentes 4 et 5, on peut réaliser le dosage selectif de divers constituants nécessaires à la préparation de la boue de forage.

Si l'on inverse la rotation des couches adhérentes 4 et 5 comme montré sur la figure 3, l'emplacement des zones de dépression et de dispersion change. Ainsi, la zone 6A de dépression de la figure 1 devient une zone de dispersion (3) sur la figure 3, et la zone 7B de dispersion de la figure 1 devient une zone de dépression (A) sur la figure 7.

Le procédé de préparation de la boue de forage faisant l'objet de l'invention est expliqué plus en détail dans la description d'un exemple concret de réalisation du dispositif.

Le dispositif pour la préparation de boue de forage comprend une trémie doseuse e (figure 4) pour le produit pulvérulent, un mélangeur hydraulique 11, dans le corps 12 duquel est placé un mécanique 13 pour le brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution. Le corps 12 du mélangeur hydraulique Il comporte une tubulure 14 d'entrée pour le liquide de dilution, réalisé sous la forme d'une rampe, et une tubulure 15 de sortie pour la boue de forage préparée.Le mécanisme 13 de brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution comprend deux tambours moteurs désignés par les mêmes chiffres de référence que les surfaces courbes sans fin 2 et 3 sur lesquelles, lorsqu'elles sont en rotation, se forment les couches adhérentes 4 et 5 de liquide de dilution.Les axes 1 et 02 de rotation des tambours moteurs 2 et 3, respectivement, sont disposés parallèlement, dans un plan horizontal commun. Pour créer des zones (A) de dépression et des zones (B) de dispersion dans tout le volume du liquide de dilution, le dispositif reçoit deux tambours moteurs supplémentaires 16 et 17, qui sont entièrement plongés dans le liquide de dilution. Les tambours moteurs supplémentaires 16 et 17 sont montés de façon que leurs axes 03 et 04 de rotation soient situés dans un plan horizontal commun, sous les tambours moteurs 2 et 3, c'est-à-dire que les points Oî, 02, 03, 04 constituent les sommets d'un rectangle.

Les tambours 2, 3, 16, 17 sont entraînés en rotation par des moteurs 18 et 1a (figure 5) réversibles, qui assurent leur rotation dans un sens ou dans l'autre, indépendamment les uns des autres.

Quand les tambours supplémentaires 16 et 17 tournent, de même que sur les tambours 2 et 3, il se forme sur leurs surfaces des couches adhérentes 20 (figure 4) et 21, quiss en tournant à contresens l'une de l'autre (figure 1) à l'endroit où elles se trouvent en contact, forment une zone 22A de dépression. En outre, aux endroits où les couches adhérentes 20 et 21 contactent les parois du corps 12 du mélangeur hydraulique 11, il se forme des zones 23A et 24A de dépression, et si les couches adhérentes 4 et 20 tournant à contresens l'une de l'autre se touchent,ainsi que les couches adhérentes 5 et 21 tournant elles aussi à contresens l'une de l'autre (comme montré sur la figure 1), il se forme des zones 25A et 26A de dépression.

Les zones (A) de dépression apparaissant au-dessous du niveau du liquide de dilution par suite du fait que les couches de liquide entraînées par les couches adhérentes (sous laction~des forces de frottement interne et de la cchésion moléculaire entre les particules du liquide) engendrent un courant dans lequel les variations de la vitesse font naître des efforts d'extension (de traction) et, par conséquent, des zones de pression abaissée.

L'impact des courants de liquide et des couches adhérentes entre eux et sur les parois du corps 12 du mélangeur hydraulique 11 engendre un accroissement brusque du frottement interne dans le liquide, contribuant à la formation des zones 27B, 28B, 29B, 30B, 31B de dispersion.

Une telle pulsation de la pression du liquide, due à la formation de zones de dépression (de pression abaissée) et de zones de dispersion (de pression accrue) contribue à l'apparition de cavitation dans le liquide de dilution, de zones de forte turbulence, ce qui se traduit par une forte augmentation de l'homogénéité du mélange et une intensification de l'action dispersive sur les particules de la phase solide.

Quand la rotation des tambours supplémentaires 16 et 17 est inversée, comme montré sur la figure 3, l'emplacement des zones de dépression et de dispersion change.

Ainsi les zones 22A, 23A, 24A, 25A, 26A de dépression de la figure 1 deviennent sur la figure 3 des zones (B) de dispersion, et les zones 27B, 28B, 29B, 30B, 31B de dispersion de la figure 1 deviennent sur la figure 3 des zones (A) de dépression.

De la sorte, pendant la préparation de la boue de forage, afin d'accroître l'homogénéité du mélange et l'intensité de l'action dispersive sur la phase solide, on inverse périodiquement le mouvement des couches adhérentes 4, 5, 20, 21.

Pour l'introduction simultanée de plusieurs constituants pulvérulents nécessaires à la préparation de la boue de forage, le dispositif est équipé de trémies doseuses supplémentaires 32 et 33, dont les parois des orifices de sortie sont juxtaposées aux parois du corps 12 du mélangeur hydraulique Il à effet d'éjection, du côté des surfaces cylindriques extérieures (sur le dessin) des tambours moteurs 2 et 3.

Le corps 12 du mélangeur hydraulique Il à effet d'éjection est réalisé sous la forme de coquilles ou parties curvilignes analogues 12a (figure 4), 12b, 12c, 12d, reliées entre elles et disposées coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours 2, 3, 1 et 17. Ceci prévient la formation de zones de stagnation dans le liquide de dilution, en améliorant l'homogénéité du brassage de tout le volume de liquide de dilution.

Dans le procédé faisant l'objet de l'invention, pour intensifier la dispersion, les courants des couches adhérentes 4 et 5, formés sur des tambours 2 et 3 partiellement plongés dans le liquide et tournant à contresens pour créer la zone de dispersion, sont dirigés de façon qu'ils forment entre eux un angle OC (figure 2). Â cet effet, les couches adhérentes 4 et 5 sont détachées des tambours 2 et 3 par des couteaux 34 (figure 6) et 35, aux points C, points où la vitesse linéaire de ces couches est maximale. Comme on l'a dit plus haut, les vitesses des couches adhérentes 4 et 5 atteignent leur valeur maximale au point C, où la direction et le sens de la vitesse linéaire du courant et la direction et le sens de la pesanteur du liquide se trouvant dans les couches adhérentes 4 et 5 coincident.

Lors de l'impact des courants constitués par les couches adhérentes 4 et 5, il se produit un effet cumulatif se traduisant par un augmentation de la vitesse du courant résultant de liquide de six à huit fois comparativement à la vitesse du courant de liquide dans les couches adhérentes. Ceci est accompagné par un accroissement de la turbulence du courant de liquide, l'apparition d'efforts de traction et de glissement dans le courant de liquide, ce qui provoque l'expansion et l'implosion des vides de cavitation. Tout cela augmente fortement l'efficacité du brassage des phases liquide et solide, ainsi que de la dispersion de la phase solide.

Afin d'intensifier l'effet cumulatif, à l'endroit de l'impact entre les courants constitués par les couches adhérentes 4 et 5 détachées des tambours, on monte une plaque élastique 36. La plaque élastique 36 abaisse l'amortissement réciproque de l'énergie de choc des courants et contribue à la transformation de l'énergie cinétique de choc en énergie cinétique de mouvement du courant.

Quand le produit pulvérulent sortant de la trémie doseuse 8 arrive dans la zone 6A de dépression, il est aspiré dans la zone d'impact des courants de liquide, se mélange au liquide, se fragmente en heurtant la plaque élastique 36, étant soumis à des efforts de cisaillage importants, ce qui provoque une attrition et un brassage du produit pulvérulent. En arrivant dans la zone où s'exerce l'action de lacvitation et de la turbulence, la phase solide suèft une action dispersive intense. Vu que les vitesses du courant de liquide sont élevées, il est possible d'utiliser l'énergie en excès. Pour cela, on peut monter dans le dispositif une conduite 37 (figure 2), sur laquelle sont fixés les couteaux 34 et 35.La conduite 37 peut être utilisée pour le transport de la boue de forage préparée à des distances importantes, ainsi que, au besoin, pour le recyclage de la boue de forage via la tubulure 38.

L'effet de dispersion se manifeste dès l'impact des courants entre eux. L'effet est maximal quand les courants de liquide viennent frapper la plaque élastique 36 sous un angle déterminé. Le plus rationnel est d'admettre le produit à disperser non pas dans la zone d'impact des courants de liquide, mais dans la zone où les couches constituant les courants sont détachées des tambours. Dans ce cas, les particules solides reçoivent, en outre, une certaine vitesse initiale, et, en plus de l'effet dispersif dû à la turbulence accrue, on obtient l'effet de choc des particules contre la plaque dure 36.

L'angle X entre les courants constitués par les couches adhérentes 4 et 5 détachées des tambours se règle par variation des angles ss d'attaque ou de coupe des couteaux, ctes-à-fire par variation de l'angle ss formé par les couteaux 34 et 35 avec la surface des tambours moteurs 2 et 3.

L'angle (entre les courants constitués par les couches adhérents 4 et 5 détachées des tambours) le plus rationnel pour l'effet cumulatif se situe entre 15 et 750, selon la densité du liquide de dilution. Plus la densité du liquide de dilution est élevée, plus l'angle Oc doit être grand. Si l'angle OC est supérieur à 750, les forces de choc des courants se compensent, ce qui se traduit par un affaiblissement de l'effet cumulatif. Si l'angle 04 est inférieur à 150, il se produit une simple réunion des courants, la force de choc diminue et l'effet cumulatif s'affaiblit.

La trémie doseuse 8 comporte dans la zone de ses orifices de sortie des obturateurs 39 (figure 4) et 40, liés cinématiquement à des actionneurs (non représentés) assurant leur rotation. La plaque élastique 36 est fixée sur les obturateurs 39 et 40.

Les trémies doseuses supplémentaires 32, 33, respectivement adjacentes aux coquilles 12a et 12b du corps 12 dans la zone de leurs ouverture de sortie, comportant respectivement des obturateurs 41 et 42 accouplés à des actionneurs (non représentés) pour leur rotation. Chaque obturateur 39,4C,4? r 42 comporte une plaque élastique 43 qui le maintient à l'état fermé gr ce à son élasticité.

Pour intensifier l'action dispersive sur la phase solide, il est prévu des plaques 44, 45 et 46, montées du côté intérieur du corps 12, aux points de jonction de ses coquilles 12a, 12b, 12c et 12d, de façon qu'elles soient parallèles aux surfaces cylindriques des tambours 2, 3, 16 et 17.

Dans la partie supérieure du corps 12 du mélangeur hydraulique 11 est placée un capot strié 50 porté par des flotteurs 47 et 48 et se déplaçant dans le plan vertical en fonction des changements de densité du liquide de dilution. Le capot strié 50 est constitué par des éléments courbes 51 et 52 assemblés entre eux et coaxiaux aux surfaces cylindriques des tambours moteurs 2 et 3. Le capot strié 50 a une ouverture centrale 53 (figure 7) et des ouvertures latérales 54 et 55, pour la mise en communication de l'espace entre les tambours moteurs 2 et 3 et le capot strié 50 avec l'espace entre le capot strié 50 et les coquilles 12a et 12b du corps 12 du mélangeur hydraulique 11.

Dans la partie inférieure du corps 12 du mélangeur hydraulique 11, sous les tambours moteurs 16 et 17, est montée une grille 5 (figure 4), ayant la forme d'une partie de cylindre creux. La grille 5 est constituée par des éléments courbes 57 et 58 coaxiaux aux surfaces cylindriques des tambours moteurs supplémentaires 16 et 17.

La dimension des mailles de la grille 56 est égale ou supérieure à la grosseur des particules de phase solide prescrite par le régime de dispersion.

Le dispositif pour la préparation de boue de forage fonctionne de la façon suivante.

On admet dans l'enceinte du corps 12 du mélangeur hydraulique Il à effet d'éjection le liquide de dilution, par exemple de l'eau technique s'il faut préparer directement la boue de forage ; le liquide de dilution arrive par la tubulure 14 d'entrée. On charge, par exemple, de la poudre d'argile dans la trémie doseuse 8, un alourdissant dans la trémie doseuse 32 et des réactifs chimiques dans la trémie doseuse 33, ou inversement. S'il est nécessaire de traiter une boue de forage déjà préparée, on admet la suspension d'argile dans le corps 12 et l'on charge les additions nécessaires dans les trémies doseuses 8, 32 et 33.

Pour mettre le dispositif en marche, on enclenche les moteurs 18 et 19 des tambours 2, 3, 16 et 17. Les tambours 2 et 3 tournant à contresens l'un de l'autre (comme montré à la figure 3), les couches adhérentes 4 et 5 se formant sur leurs surfaces se trovant en contact entre elles créent une zone 6A de dépression. Sous l'effet de la dépression engendrée sous les orifices i sace delatrémie doseuse 8, les obstructeurs 39 et 40 s'entr'ouvrent d'une valeur proportionnelle à la dépression régnant dans la zone Ga de dépression.La poudre d'argile se trouvant dans la trémie doseuse & commence à arriver dans le liquide de dilution et, grâce à la rotation des couches adhérentes 4 et 5, elle se mélange au liquide de dilution, les particules solides étant dispersées par suite de leur choc contre la plaque élastique 36. L'augmentation de la vitesse dans la zone où les couches adhérentes 4 et 5 se joignent provoque l'apparition de phénomènes de turbulence et de cavitation, qui intensifient la dispersion des particules solides.Les tambours 2 et 3 recyclent une partie de la suspension formée dans la zone 6A de dépression, où la suspension est enrichie en phase solide auprès de la trémie doseuse 8, puis la suspension est de nouveau soumise à l'action dispersive produite par les phénomènes décrits plus haut, ainsi que par le capot strié 50, dont les stries engendrent à la surface des couches adhérentes 4 et 5 des oscillations contribuant à la mise en turbulence du courant des couches adhérentes 4 et 5 lui-même. Au fur et à mesure que les particules solides venant de la trémie doseuse 8 arrivent dans le liquide de dilution, la densité de celui-ci augmente et l'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5 croit en conséquence.L'augmentation de la densité du liquide de dilution est suivie d'une augmentation de la poussée d'Archimède sur les flotteurs 47 et 48, qui font remonter le capot 50, en créant ainsi les conditions voulues pour la croissance sans entrave des couches adhérentes 4 et 5.

La partie de la suspension non entraînée par les tambours moteurs 2 et 3 va à la zone supplémentaire 29B de dispersion, qui se forme après la réunion des couches adhérentes 20 et 21 des tambours moteurs supplémentaires 16 et 17, tournant eux aussi à contresens, mais dans des sens respectivement contraires de ceux des tambours 2 et 3, comme montré à la figure 4 par les flèches en trait continu.

De la sorte, tout le volume de boue se trouvant au centre du corps 12 du mélangeur hydraulique Il à effet d'éjection, entre les tambours 2, 3, 16 et 17, se trouve soumis à une action intense de brassage et de dispersion, car les courants ne liquide de sens co-.traires s'y rencontrent avec choc. Grâce aux plaques 44, 45 et 4' et à la réalisation nu corps 12 du mélangeur hydraulique Il à effet d'éjection sous la forme de quatre coquilles 12a, 12b, 12c et 12d assemblées (ce qui prévient la formation de zones de stagnatio ),tout le volume du liquide subit le brassage et la dispersion.

dé obtenude dispersio;. de la boue est déterminé par le choix d'ure grille SE à dimension de mailles appropriée . Si les particules solides ne sont pas réduites jusqu'à la finesse prescrite, la grille SE ne les laisse pas passer vers la tubulure de sortie 15, et elles sont recyclées. Quand la finesse des particules a atteint la valeur prescrite par les consigl,es, on soutire la boue de forage préparé à travers la tubulure 15.

S'il est nécessaire d'augmenter le débit de poudre d'argile à partir de la trémie doseuse 8, on inverse la rotation des tambours suppléentaires 16 et 17 (grace à l'emploi de moteurs réversibles), comme montré sur la figure 4 par les flèches en trait interrompu. La rotation des tambours supplémentaires lé et 17 dans les sens indiqués accroit la dépression dans la zone EA de dépres siop au-dessous de la trémie doseuse 8, ce qui provoque une ouverture plus forte des obturateurs 39 et 40 et, en conséquence, une augmentation du débit de produit pulvérulent admis dans le corps 12.Le débit de produit pulvérulent peut aussi être accru en augmentant la vitesse de rotation des tambours 2, 3, 16 et 17, ce qui augmente également la dépression et, par conséquent, le débit de produit pulvérulent admis. Par variation de la vitesse de rotation des tambours 2, 3, 16 et 17, on peut aussi régler l'épaisseur des couches adhérentes 4, 5, 20, 21.

S'il est nécessaire d'introduire dans la boue d'autres constituants, à partir des trémies doseuses 32 et 33, on inverse le sens de rotation des tambours 16 et 17 (montré par les flèches en traits interrompus sur la figure 4).

Les zones 9A et 1OA de dépressio: sont alors créées sous les trémies doseuses 32 et 33. Il s'ensuit l'ouverture des obturateurs 41 et 42 et l'admission dosée des constituants de ces trémies. Ensuite tous les processus de brassage et de dispersion de la phase solide se déroulent comme décrit plus haut.

S'il est nécessaire de traiter une boue de forage préparée en vue de régler ses paramètres, on l'admet dans la cavité du corps 12 et on charge dans les trémies doseuses 8, 32 et 33 les constituants nécessaires. Ensuite, le traitement constituant à doser et brasser les constituants et à homogénéiser leur distribution, s'effectue de la même manière que la préparation de å boue de forage.

Une autre variante de réalisation du dispositif prévoit l'intensification de l'action dispersive sur la phase solide par création d'un effet cumulatif. Pour cela, on monte sur la plaque élastique 36 des couteaux 34 et 35 servant à détacher les couches adhérentes 4 et 5 des surfaces des tambours 2 et 3. Les couteaux 34 et 35 ont des découpures 59 (figure 8) pour le passage du courant de liquide constitué par les couches adhérentes 4 et 5 détachées des tambours 2 et 3, ainsi que pour le passage du produit pulvérulent débité par la trémie doseuse 8 et allant à la zone 6A de dépression. Les couteaux 34 et 35 sont fixés par des articulations sous un angle par rapport aux surfaces des couches adhérentes 4;et 5, ce qui permet de changer l'angle OL entre les courants formés par les couches détachées 4 et 5. Tous les autres éléments du dispositif représenté par la figure -6 correspondent aux éléments de la variante décrite plus haut, représentée par la figure 4.

Les couches adhérentes 4 et 5 se formant sur les surfaces des tambours 2 et 3 en rotation en sont détachées par les couteaux 34 et 35 aux endroits où les vitesses de ces couches sont maximales. Les courants de liquide constitués par les couches adhérentes~4 et 5 viennent frapper sous un angle aigu la plaque élastique 36. Le choc de rencontre des courants de liquide engendre un effet cumulatif, qui provoque un fort accroissement de la vitesse su courant de liquide, intensifie la turbulence et la cavitation, ce qui se traduit par une intensification du brassage et de la dispersion des phases.

Tous les autres processus liés au dosage des produits pulvérulents, à leur brassage avec le liquide de dilution et à la dispersion de la phase solide sont analogues aux processus se déroulant dans la variante décrite plus haut.

Voici maintenant un exemple de réalisation concret mais non limitatif de l'invention.

Pour préparer la boue de forage on place dans une capacité 1 (figure 1) des tambours 2, 3, 16 et 17, d'un diamètre de 30G mm et d'une longueur de 700 mm. Les tambours 16 et 17 sont immergés dans le liquide de dilution et les tambours 2 et 3 ne sont que partiellement plongés dans le liquide. Le liquide de dilution employé est une solution aqueuse à 3 % de carboxyméthylcellulose. On charge de la poudre d'argile dans la trémie doseuse 8, un alourdissant barytique dans la trémie doseuse 32 et une drêche sulfite-alcoolique concentrée en poudre dans la trémie doseuse 33. Les tambours 2 et 3 tournant dans les sens indiqués sur la figure 1, des couches adhérentes 4 et 5 se forment sur leurs surfaces. La vitesse des tambours 2 et 3 est réglée dans la plage de 300 à 1200tr/mn.

Quand les tambours 2 et 3 tournent à 300 tr/mn, l'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5 de liquide de dilution est de 8 mm, et quand ils tournent à 1200 tr~mn, elle est de 16 mm. Les couches adhérentes 4 et 5 (voir figure 1) tournant à contresens l'une de l'autre, à l'endroit où elles se touchent et dans l'espace attenant à cet endroit au-dessus du niveau du liquide de dilution et au-dessus du niveau des couches adhérentes 4 et 5, il se forme une zone 6Â de dépression, dans laquelle la pression est de 4 7,2.104 Pa quand les tambours 2 et 3 tournent à 300 tr/mn, et de 5,3.104 Pa quand ils tournent à 120C tr/mn.Sous l'effet de cette dépression, la poudre d'argile aspirée de la trémie doseuse 8 arrive dans la zone de brassage et de dispersion entre les couches adhérentes 4 et 5, c'est-à-dire dans la zone-7B. Le débit minimal de poudre d'argile (la pression étant de 6,10.104 à 7,2.104 Pa) est de 2,2 kg/s, et le débit maximal (pour 5,3.104 Pa), de 3 kg/s. Le degré d'homogénéité du mélange d'argile et de liquide de dilution atteint 90 % à l'issue d'un cycle de traitement, et le degré de dispersion des particules de phase solide augmente de 2,5 fois par rapport à sa valeur initiale.

Au fur et à mesure de l'introduction de la poudre d'argile dans le liquide de dilution, la densité de la boue augmente Quand la concentration de la phase solide dans la phase liquide (en poids de produit sec) atteint 30 %, l'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5 est plus forte : elle est de 18 mm si les tambours 2 et 3 tournent à 300 tr/mn, et de 26 mm s'ils tournent à 1200 tr/mn. La baisse de la dépression qui s'ensuit dans la zone 6A de dépression est insignifiante, de 3 à 7 /o.

Ensuite on ferme l'orifice de sortie de la trémie doseuse 8 et l'on inverse la rotation des tambours 2 et 3, pour qu'ils tournent dans les sens indiqués à la figure 3. Ceci fait apparaStre des zones 9A et 10A de dépression dans l'espace entre les parois de la capacité 1 et les couches adhérentes 4 et 5, dans lesquelles la pression est de 8,2.104 Pa quand les tambours 2 et 3 tournent à 300 tr/mn, et de 5,9.104 Pa quand ils tournent à 1200 tr/mn.

Les zones des orifices de sortie des trémies doseuses supplémentaires 32 et 33 deviennent le siège d'une dépression, aussi la barytine et la drFche sulfite-alcoolique concentrée en poudre commencent à arriver dans les zones 9A et îOA.

Le débit de barytine est de 3,5 kg/s quand la pression est de 5,9.104 Pa, et de 1,5 kg/s quand la pression est de 8,2.104 Pa. Le débit de drêche sulfite-alcoolique concentré est de 2,0 kg/s quand la pression est de 5,9.104 Pa et de 0,8 kg/s quand la pression est de 8,2.104 Pa.

La différence entre les débits de barytine et de drêche sulfite-alcoolique, à valeur égale de la dépression, est due à leurs compositions granulométriques différentes, ainsi qu'à leurs densités différentes (4,2 g/cm3 pour la barytine et 1,7 g/cm3 pour la drêche sulfite-alcoolique).

De la sorte, l'exemple considéré fait apparaître que par variation de la vitesse de rotation des tambours 2 et 3 on peut régler l'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5, la valeur de la dépression dans la zone de dépression et le débit de produit pulvérulent. Quand les tambours 2 et 3 tournent en accord avec 23 ligure , les zones 9 et 10 entre les parois de la capacité 1 et les couches adhérentes 4 et 5, ainsi qu'entre les couches adhérentes 4 et 5, deviennent le siège d'un brassage et d'une dispersion *rique (zone B) ; le degré d'homogénéité du mélange atteint 9G c, et le degré de dispersion de la phase solide augmente de deux fois en un cycle de traitement.

Les mêmes essais ont été exFcutés avec rotation simultanée des tambours 2, 3 et 7 17 , tant suivant le schéma de la figure I que suivant Te schéma de la figure 3. Dans ce cas, le degré d'homogénéité du mélange atteint jusqu'à 98 Qv en un cycle de traitement, et le degré de dispersion des particules de la phase solide augmente de 4 fois comparativement à sa valeur initiale. Les essais du procédé proposé ont aussi été exécutés avec les tambours 16 et 17 complètement immergés dans le liquide de dilution, en l'absence des tambours 2 et 3 partiellement plongés dans le liquide, selon les schémas des figures 1 et 3. Ces essais donnent les mêmes résultats quand les orifices de sortie des trémies doseuses 8, 32 et 33 sont plongées dans le liquide (cas non représenté sur les figures 1 et 3), de façon qu'ils soient dans les zones A de dépression.

Pour accroître l'efficacité du brassage et l'intensité de l'action dispersive, les couches adhérentes 4 et 5 (figure 2) sont détachées des tambours 2 et 3 partiellement plongés dans le liquide de dilution, ces couches adhérentes 4 et 5 étant dirigées de façon qu'elles con vergent sous un angle OC . Le liquide de dilution employé pour l'essai est une boue de forage à concentration de la phase solide de 30 I:. . L'épaisseur des couches adhérentes 4 et 5 est de 2t mm, pour une vitesse de rotation des tambours 2 et 3 de 1200 tr/mn. Les couches adhérentes 4 et 5 sont détachées des tambours 2 et 3 aux points C situés à l'endroit où la vitesse linéaire des couches adhérentes 4 et 5 est maximale.Pour un angle = 450 entre les couches adhérentes 4 et 5 détachées des tambours L et 3, la vitesse des courants se rencontrant avec choc augmente de 7 à 8 fois comparativement à la vitesse linéaire des couches adhérentes 4 et 5. Le degré d'homogénéité du mélange des phases liquide et solide atteint 100 % en un seul cycle de traitement, et le degré de dispersion des particules de la phase solide est 8 fois plus grand qu'au départ.

Les essais ont montré que la plage rationnelle des valeurs de l'angle g de rencontre des courants constitués par les couches adhérentes détachées des tambours s'étend de 15 à 750, selon la densité du liquide de dilution.

Plus la densité du liquide est élevée, plus l'angle M de rencontre des courants doit être grand. Si l'angle Oc est supérieur à 750, même Si le liquide de dilution utilisé est l'eau, les forces c'impact des courants se compensent et l'effet cumulatif baisse brusquement. Si l'angle 04 est inférieur à 150, il se produit une simple réunion des courants en un courant résultant et l'effet cumulatif s' atténue.

Le procédé et le dispositif de préparation de boue de forage, faisant l'objet de l'invention, permettent de préparer des boues de forage à faible teneur en argile et à haute colloîdité, stables et de haute qualité, ainsi -ue des boues à l'huile àhait degré d'homogénéisation.

Le procédé et le dispositif faisant l'objet de l'in --ention trouvent des applications dans le génie civil, la pétrochimie, l'industrie alimentaire et d'autres branches de l'industrie, où l'on emploie des systèmes polyphasés requérant un haut degré d'homogénéité et de dispersion.

Bien entendu, I'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.

En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons,
Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation de boue de forage par dosage d'un produit pulvérulent dans une zone de dépression, brassage de ce produit avec un liquide-de dilution dans une capacité et dispersion simultanée des particules de phase solide dans une zone de dispersion, caractérisé en ce que la zone de dépression (6A) et la zone de dispersion (7B) sont créées par des couches adhérentes qui sont formées en faisant tourner des surfaces sas fin (2 et 3) placées dans le liquide de dilution, la zone de dépression (GA) étant créée à l'endroit où les couches adhérentes (4 et 5) se rapprochent, et la zone de dispersion (7B),à l'endroit où elles s'éloignent, la dépression et l'intensité de l'action dispersive étant réglées par variation de la vitesse linéaire des couches adhérentes (4 et 5).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches adhérentes (4 et 5) se forment sur des surfaces courbes sans fin (2 et 3) partiellement plongées dans le liquide de dilution.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches adhérentes (4 et 5 se forment sur des surfaces courbes sans-fin (2 et 3) entièrement plongées dans le liquide de dilution.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 > caractérisé en ce que les vitesses linéaires des couches adhérentes (4 et 5) sont choisies de telle manière que les forces centrifuges apparaissant dans les couches adhérentes (4 et 5) soient égales ou inférieures aux forces d'adhérence.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé, en ce que la distance entre les couches adhérentes (4 et 5)et l'épaisseur des couches adhérentes (4 et 5) sont réglées proportionneilement à la grosseur des particules de produit pulvérulent à doser, par variation des vitesses de rotation des surfaces courbes sans fin (2 et 3).

E. Procédé selon l'use des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les zones de dépression (A) et les zones de dispersion (B) sont criées à l'endroit où les couches adhérentes (4 et 5) se rapprochent des parois de la capacité (1).

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les zones de dispersions (B) sont créées par les courants de couches adhérentes se déplaçant l'une à la rencontre de l'autre, les couches adhérentes (4 et 5) étant détachées par des couteaux (34 et 35) des surfaces courbes sans fin (2 et 3) plongées dans le liquide de dilution, et dirigées sous un certain angle OC l'une par rapport à l'autre.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les couches adhérentes (4 et 5) sont détachées des surfaces courbes (2 et 3) à l'endroit où leurs vitesses linéaires sont maximales, et en ce que l'angle OC entre les courants constitués par les couches adhérentes détachées des surfaces courbes (2 et 3) est réglé par variation de l'angle ss sous lequel elles sont détachées par les couteaux (34 et 35).

9. Procédé selon la revendication b, caractérisé en ce que ?'angle entre les courants constitués par les couches adhérentes détachées des surfaces courbes est réglé dans la plage de 15 à 75 .

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit de produit pulvérulent à doser est réglé par variation de la dépression dans la zone de dépression.

11. Dispositif pour la préparation de boue de forage conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1, du type comportant au moins une trémie doseuse pour le produit pulvérulent, l'orifice de sortie de cette trémie, doté d'un obturateur, étant mis en comunication avec la zone de dépression (A) d'un mélangeur hydraulique à effet d'éjection (11), dans le corps (12) duquel, ayant une entrée pour le liquide de dilution et une sortie pour la boue de forage préparée, est placé un mécanisme pour le brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution, caractérisé en ce que le mécanisme (13) pour le brassage du produit pulvérulent avec le liquide de dilution comprend au moins deux tambours moteurs (2 et 3), formant sur leurs surfaces, quand ils sont en rotation, des couches adhérentes (4 et 5) de liquide de dilution, les axes de rotation de ces tambours moteurs étant situés dans un plan horizontal commun.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est doté d'au moins deux tambours supplémentaires (16 et 17), dont les axes de rotation sont situés dans un plan horizontal commun, au-dessous des tambours moteurs (2 et 3).

13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les tambours moteurs (2 et 3) sont montés dans le corps (12) à une distance suffisante pour former des zones de dépression (A) entre leurs surfaces cylindriques et les parois dudit corps, et qu'il est prévu des trémies doseuses supplémentaires (32 et 33), dont les parois des orifices de sortie sont juxtaposées aux parois du corps (12) du mélangeur (Il) hydraulique à effet d'éjection, du caté des surfaces cylindriques des tambours moteurs (2 et 3).

14. Dispositif selon l'une des revendications 11, 12, et 13Jcaractérisé en ce que le corps (12) du mélangeur hydraulique à effet d'éjection (11) est réalisé sous la forme de coquilles (12a, 12b, 12c, 12d reliées entre elles et disposées coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours (2, 3, 1c et 17).

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte des plaques (44, 45 et 46) placées du caté intérieur du corps (12) du mélangeur hydraulique à effet d'éjection (11), de façon qu'elles soient parallèles aux surfaces cylindriques des tambours (2, 3, 16 et 17).

16. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un capot strié flottant (50), monté dans la partie supérieure de l'enceinte du corps (12) du mélangeur hydraulique à effet d'éjection (11), coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours moteurs (2, 3, 16 et 17).

17. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte une grille (5t) montée dans la partie inférieure du corps (12) du mélangeur hydraulique à effet d'éjection (11), sous les tambours (16 et cette grille ayant la forme d'une portion de cylindre creux disposée coaxialement aux surfaces cylindriques des tambours (16 et 17), la dimension des mailles de ladite grille étant égale ou supérieure à la grosseur des particules de phase solide prescrite par le régime de dispersion.

18. Boue de forage caractériséeen ce qu'elle est préparée par le procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 10.