Циркуляционная система буровой установки

 

Изобретение относится к горной пром. и предназначено для бурения скважин. Цель - упрощение конструкции системы очистки. Для этого система содержит кожух 9, две вытяжные 19 и газоотводную 15 трубы, ротор 12 центрифуги, выполненный в виде цилиндрического полого перфорированного корпуса и конического участка со шнековыми лопастями 14 на наружной поверхности. Центрифуга имеет входной патрубок 8, размещенный на начальном участке корпуса. Между последним и трубой 15 образован сепаратор. Труба 15 установлена наклонно в патрубке 8. Один конец трубы 15 размещен на конечном участке корпуса, а другой ее конец соединен с трубой 19. Полость между кожухом 9 и частью корпуса, расположенного над коническим участков ротора 12 соединена трубой 19. Для увеличения вытяжки вокруг каждой трубы 19 размещен нагреватель 17. Для аэрирования бурового раствора с трубой 19, связанной с трубой 15 соединен эжектор 18. Буровой раствор поступает в патрубок 8, обтекает трубу 15 и изливается во вращающийся ротор 12. Раствор ротором 12 вовлекается во вращательное движение и очищается под действием центробежной силы. Под действием последней из раствора выделяется газ. Он поступает в трубу 15 и удаляется на безопасное расстояние от места работы обслуживающего персонала. При наличии ветра используют дефлектор 16, а в безветренную погоду-нагреватель 17. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ц1) 4 E 21 В 21/06

8ЛИВРМ в." Ь г1 Д (:,-, А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н0МНТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4047604/23-03 .(2?) 31.03.86 (46) 15.04.89. Бюл. Р 14 (71) Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В.Ф.Буслаев, А.С.Гуменюк, H.Ñ.Ãàäæèåâ и Г.Г.Зарипов (53) 622.243 ° 144 ° 2(088.8) (56) Булатов А.И. и др. Справочник по промывке скважин. М.: Недра, 1984, с. 184-194.

Патент США - 3713499,êë.175-66, опублик. 1973. (54) ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА БУРОВ9Й

УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения скважин. Цель — упрощение конструкции системы очистки. Для этого система содержит кожух 9, две вытяжные 19 и газоотводную 15 трубы, ротор 12 центрифуги, выполненный в виде цилиндрического полого перфорированного корпуса и коническогр участка со шнековыми лопастями 14 на .наружной поверхности. Центрифуга имеет входной патрубок 8, размещен1D

„„Я0„„14726Ы ный на начальном участке корпуса.

Между последним и трубой 15 образован сепаратор. Труба 15 установлена наклонно в патрубке 8. Один конец трубы 15 размещен на конечном участке корпуса, а другой ее конец соединен с, трубой 19. Полость между кожухом 9 и,частью корпуса, расположенного над коническим участком ротора

12, соединена с трубой 19. Для увеличения вытяжки вокруг каждой трубы

19 размещен нагреватель 17. Для аэрирования бурового раствора с трубой 19, связанной с трубой 15, соединен эжектор 18. Буровой 1 аствор поступает в патрубок 8,обтекает трубу 15 и изливается во вращающийся ротор 12. Раствор ротором 12 вовлекается во вращательное движение и очищается под действием центробежной силы, Под действием последней иэ раствора выделяется газ.Он поступает в трубу 15 и удаляется на безопасное расстояние от места работы обслуживающего персонала. При наличии ветра используют дефлектор 16, а в безветренную погоду — нагреватель 17.

2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1472632

Изобретение относится к горной промышленности а. точнее к бурению скважин, в частности к циркуляционным системам буровой установки, обеспечивающих очистку бурового раствора от выбуренной породы, воздуха и газа.

Цель изобретения — упрощение конструкции системы очистки и увеличе- 10 ние вытяжки.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Циркуляционная система включает приемную емкость 1, заполненную бу- 15 ровым раствором, буровой насос 2, манифольд 3, соединяющий насос 2 с бурильной колонной 4, спущенной в скважину 5. Последняя имеет устьевое герметизирующее устройство 6 и эакры- 20 тый канал-отвод 7 от устья до входного патрубка 8 центрифуги. Центрифуга состоит из кожуха 9, в котором размещен цилиндрический корпус 10 с конусной частью 11 и ротор 12, выполненный в вид@ цилиндрического полого перфорированного корпуса и конического участка с отверстиями

13 на цилиндрическом корпусе и шнековыми лопастями 14 на,конической.

На начальном участке цилиндрического полого перфорированного корпуса установлен входной патрубок 8. Сепаратор образован цилиндрическим полым перфорированным корпусом и га- З5 эоотводной трубой 15, которая наклонно установлена во входном патрубке (на 5-10 м ниже оси ротора 12), один конец которой перфорирован и размещен на конечном участке ци- 40 линдрического корпуса, а другой конец соединен с вытяжной трубой, например,дефлектором 16 или нагревате лем 17.

IIpH необходимости на манифольде 45

3 устанавливают эжектор 18, который соединен с вытяжной трубой, связанной с газоотводной трубой 15. На кожухе 9 центрифуги напротив конусной части 11 корпуса 10 устанавливают вытяжную трубу 19 с дефлектором 16 и нагревателем 17„ который устанавливают вокруг вытяжной трубы, и полость между кожухом 9 и частью корпуса, расположенного над коническим участком ротора, соединяют со второй вытяжной трубой.

В корпусе 9 и корпусе 10 выполнены отверстия 20 для выгрузки шлама и отверстия 21 для слива очищенного бурового раствора в приемную емкость 1, Циркуляционная система работает следующим образом.

Очищенный буровой раствор из приемной емкости 1 поступает с помощью бурового насоса 2 по бурильной колон. не 4 в скважину 5. По кольцевому пространству из скважины 5 поднимается буровой раствор, насыщенный шламом и газом, поступает во входной патрубок 8, обтекает наклонную газоотводную трубу 15 и изливается во вращающий ротор 12, Раствор, вовлекаясь ротором во вращательное движение, очищается под действием центробежной силы. При этом в центре ротора образуется близкое к ци" линдрическому воздушное пространство с давлением ниже атмосферного.

Под действием центробежной силы из раствора за счет сжатия пузырьков происходит выделение газа, как более легкого и поступающего в центральное (разреженное) пространство ротора 12.

Газ поступает в газоотводную трубу 15 и удаляется на безопасное расстояние от места работы обслуживающего персонала с помощью вытяжного устройства. При наличии ветра в качестве последнего используют дефлектор 16, который обеспечивает разрежение в верхней части трубы 15 и удаление газа из ротора. В безветренную погоду автоматически или дискретно включают нагреватель 17,подогревающий газ внутри трубы 15 до температуры, превышающей температуру в полости ротора 12. В результатЕ нагрева плотность газа уменьшается. Газ, поднимаясь вверх, создает разрежение, обеспечивая тем самым вытяжку и конвективное движение газа, В то же время под действием центробежных сил тяжелые частички твердой фазы (шлама) через отверстия

13,поступают в кольцевую полость между цилиндрическими поверхностями ротора 12 и барабана 10 и шнеком 14 транспортируются вправо до выноса их через отверстие 20 в корпусе 9. Очищенный и отжатый раствор с меньшей плотностью передается конусной частью 11 и ротором 12, а затем че1472632

25 рез сливные отверстия 21 в приемную емкость 1.

При работе системы и выгрузке шлама шнеком возможны утечки газа из.ротора 12 в полость между кожухом 9 и корпусом 10. 3а счет вращения шнековых .лопастей 14 и движения шлама к отверстию 20 газ будет накапливаться в полости между кожухом 9 и корпусом 10, расположен" ным над: коническим участком ротора.

Для предупреждения утечек газа в ат мосферу эту полость сообщают с вы; тяжной трубой 19, которая пс анало- . гии в верхней части может быть снабжена дефлектором 16 и нагревателем, позволяющими удалять газ на безопасное расстояние, регламентируемое нормами по технике безопасности. 20

При работе и остановках системы возможен случай попадания и замерзания раствора в трубе 15 с перекрытием канала. Для предупреждения этого явления труба 15 во входном патрубке 8 установлена наклонно с возможностью самоизлива и освобождения трубы от раствора, При бурении на аэрированных жидкостях и пенах, например при прохож- 30 дении зон поглощений или для вскрытия пластов низкого давления, необходимо обеспечить деаэрацию раствора, поступающего в приемную . емкость 1 и насос 2. Отделение воздуха в центрифуге происходит аналогичным образом как списано вьнпе, но при этом воздух вовлекается в многократное использование за счет подсасывания эжектором 18. При циркуляции 4 бурового раствора через сопло эжектора 18 создается разрежение, обеспечивающее удаление воздуха из ротора. При этом достигается благодаря закрытой системе постоянство коэффициента аэрации бурового агента.

Эжектор 18 можно использовать совместно с дефлектором и нагревателем.

В случае остановки центрифуги отключают буровой насос 2 и прекращается циркуляция бурового раствора.

Пример. При содержании сероводорода до 67 необходимая плотность бурового раствора 1,3 г/см

Циркуляционная система содержит буровой насос У8-6 м с производи55 тельностью 30 л/с, герметизирующее устройство — вращающийся превентор, центрифугу ОГШ-132 непрерывного действия со шнековой выгрузкой производительностью до 40 л/с с возможностью

I очистки бурового раствора дс плот1 ности равной 1,05 г/см, Б приемный патрубок центрифуги устанавливают газоствод уь> грубу диаметром 14 мм с наклоном отквытогс

1 конца относительно це.ггра . а расстояние 10-15 мм, т.е, под у|лом 5-7

Другой открытый конец уда.: .". ст буровой на расстояние 50 и, «ысстой 30 м и снабжен дефлектсром на раccòa>Iнии 10 м от буровой на трубе установлен электрическн нагреватель мощностью 1 кВт, включение которого связано с анеометром. TlpI скорости ветра менее 5 м/с (измеренной аиеометром) осуществляется включение нагревателя. Па корпусе центрифуги напротив конусной части барабана установлена вытяжная труба диаметром

114 мм с дефлектором и нагревателем.

Прн бурении включают центрифугу и буровой насос подает на забой раствор с плотностью 1, 3 .г/см, котоз рый насыщается газом из пласта и выбуренной породой до плотности

1,47 г/см, поднимается, наверх IIO

3 закрытому каналу в центриФугу, Путем регулирования частоты вращения ротора за счет применения тиристорного привода и центрифуги раствор очищается от шлама и газа до плотности з

1,3 г/см и вовлекается в следующий цикл. Выделенный из раствора газ по вытяжнйм удаляется в атмосферу.

Формула изобретения

1. Циркуляционная система буровой установки, включающая буровой насос, приемную емкость, связанную с центрифугой,, имеющей входной патрубок, и сепаратор с газоатводной трубой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструк" ции системы очистки, она снабжена кожухом, двумя вытяжными и газоотводной трубами, а ротор центрифуги выполнен в виде цилиндрического "Ioлого перфорированного корпуса и конического участка со шнековымн JIQпастями ° на наружной поверхности, причем входной патрубок центрифуги размещен на начальном участке цилиндрического полого перфорированного корпуса, а сепаратор образован цилиндрическим полым перфорированным

1472632

Составитель Е.Молчанова

Техред M.Õîäàíè÷

Корректор 11.3аицева

Редактор А.Долинич

Заказ 1684/34 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 корпусом и газоотводной трубой, которая наклонно установлена во входном патрубке, один конец которой размещен на конечном участке цилиндрического полого перфорированного корпуса, а другой конец соединен с вытяжной трубой, при этом полость между кожухом и частью корпуса, расположенного над коническим участком ротора соединена с второй вытяжной трубой.

2. Циркуляционная система по и.1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения вытяжки, она снабжена нагревателем, установленным вокруг вытяжной трубы.

3. Циркуляционная система по п.1, отличающаяся тем, что, с целью аэрирования бурового раство", 10 ра, она снабжена эжектором, вход которого соединен с вытяжной трубой, связанной с газоотводной трубой,