Устройство для приготовления буровых растворов

 

Изобретение относится к горной промышленности , а точнее к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для приготовления буровых растворов из зернистого материала. Цель изобретения - ускорение приготовления раствора из зернистого материала. Устройство для приготовления буровых растворов включает Изобретение относится к горной промышленности , а точнее к нефтегазодобывающей , в частности к устройствам для приготовления буровых растворов из зернистого и порошкообразного материалов. Известно устройство для приготовления бурового раствора, включающее камеру с рабочими элементами, вращающимися на параллельных валах навстречу друг другу. Это устройство позволяет приготавливать буровые растворы из любых комовых материалов. Недостатком известного устройства является то, что ввиду большого зазора между лопастями (20-200 мм), не накамеру , тройник с входными, встречно направленными дугообразными трубами, на концах которых установлены насадки и сливной патрубок. Новым является то, что камера снабжена двумя зубчатыми передачами , вращающимися на осях, которые расположены перпендикулярно к входным трубам, причем последние соединены с камерой эксцентрично, при этом параллельные гидромониторные струи, формируемые в насадках, ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес. Гидромониторные струи придают вращение колесам навстречу друг другу. Зернистый материал, поставляемый струей, попадая в зону зацепления, размалывается и дробится зубьями одного колеса во впадинах другого. Процесс работы сопровождается истиранием твердых частиц при соударении о преграду, образованную зубьями колес, а также вследствие местной турбулизации высокой интенсивности во впадинах колес и центробежных , встречно направленных слоях между плоскостями колес, 4 ил. ходящимися в зацеплении, зернистый материал не подвергается механическому разрушению - измельчению, размалыванию, дроблению и др. Поэтому значительно увеличивается длительность приготовления бурового раствора, уменьшается производительность устройства. Кроме того , для принудительного вращения рабочих элементов глиномешалки необходим двигатель и редуктор. Известно также устройство для приготовления буровых растворов, включающее камеру, тройник с входными встречно направленными дугообразными трубами, на С его СО к О ю .-.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 01 F 5/00, 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765106/26 (22) 04.12,89 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71} Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Н.А.Петров, lO,С,Кузнецов, В.П.Овчинников и Г.П.Зозуля (53) 66.063(088.8) (56) Городков B.Ä. Буровые растворы. Учебник для техникумов. — М.: Недра, 1985, с.5354

Соловьев Е.М. Закачивание скважин.—

M.; Недра, 1979, с. 246, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для приготовления буровых растворов из зернистого материала. Цель изобретения— ускорение приготовления раствора из зернистого материала. Устройство для приготовления буровых растворов включает

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, в частности к устройствам для приготовления буровых растворов из зернистого и порошкообразного материалов.

Известно устройство для приготовле-, ния бурового раствора, включающее камеру с рабочими элементами, вращающимися на параллельных валах навстречу друг другу.

Это устройство позволяет приготавливать буровые растворы из любых комовых материалов. Недостатком известного устройства является то, что ввиду большого зазора между лопастями (20 — 200 мм), не накамеру, тройник с входными, встречно направленными дугообразными трубами, на концах которых установлены насадки и сливной патрубок. Новым является то, что камера снабжена двумя зубчатыми передачами, вращающимися на осях, которые расположены перпендикулярно к входным трубам, причем последние соединены с камерой эксцентрично, при этом параллельные гидромониторные струи, формируемые в насадках. Ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес. Гидромониторные струи придают вращение колесам навстречу друг другу. Зернистый материал, поставляемый струей, попадая в зону зацепления, размалывается и дробится зубьями одного колеса во впадинах другого. Процесс работы сопровождается истиранием твердых частиц при соударении о преграду, образованную зубьями колес, а также вследствие местной турбулизации высокой интенсивности во впадинах колес и центробежных, встречно направленных слоях между плоскостями колес, 4 ил. ходящимися в зацеплении, зернистый материал не подвергается механическому разрушению — измельчению, размалыванию, дроблению и др. Поэтому значительно увеличивается длительность приготовления бурового раствора, уменьшается производительность устройства. Кроме того, для принудительного вращения рабочих элементов глиномешалки необходим двигатель и редуктор.

Известно также устройство для приготовления буровых растворов, включающее камеру, тройник с входными встречно направленными дугообразными трубами, на

1731262

2г

25 концах которых установлены насадки и сливной па1рубок. ,Недостатком этого устройства является ограниченная возможность его использования при необходимости приготовления бу- 5 рового раствора из зернистого материала, поскольку наивысшую производительность это устройство имеет при приготовлении буровых раствоаов из порошкоабразного материала размером меньше 1 мм. Вместе с тем, в практике буровых аабот при приготовлении, например, высокоингибированных буровых растворов и растворов на углеводородной основе используют зернистые материалы: соли К„Na, Са, Mg„акисленный битум и др. Ввиду медленного растворения и диспергации зернистых компонентов раствора "íà÷èòåëüíî увеличивается количество циклов циркуляции приготавливаемога раствора чеаез устройСТВО, Цель изобретения — ускорение приготовления раствора из зернистого материала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для приготовления буровых растворов камера снабжена двумя зубчатыии передачами, установленными на параллельных асях, которые расположены г перпендикулярно входным трубам, причем последние ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес и соединены с камерой эксцентрично, На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — геометрия зубча»; на фиг,4 — принципиальная схема работы устройства.

Устройство состоит из камеры 1, снабженной двумя зубчатыми передачами из колес 2, 3 и 4, 5, вращающихся посредством подшипников 6 на асях 7 (фиг.1), Устройство .гмсет соединенную быст аразьемными соединениями 8 напор ую Jl нию из тройника

9, в адных встречно направленных дугообразных труб 10, на концах которых установлены патрубки 11 с насадками 12, и сливной патрубок 13. Входные трубы 10 соединены с камерой 1 зксцен1рично (фиг,2), причем перпендикулярно осям 7 вращения зубчатых колес 2-5, при этом параллельные гидромониторные струи, ормируемые в насадках 12, ориентированы в полюса (P) зацепления зубчатых к >лес 2,3 и 4,5 (фиг.3 и 4).

Для установки колес 2 — 5 и о ей 7 в камеру 1 она имеет соответс1венно крышки 14 и i5.

Устройство рабс тает =г едующим обра30i

При создании циркуляции приготавливаемога бурового раствора последний подается к тройнику 9, самопроизвольно раздваивается и по дугообразным встречно направленным трубам 10 подается к патрубку

11 с насадками 12. Гидрамониторная струя, выходящая из насадков 12, ударяет в месте зацепления зубчатых колес 2 — 5, что придает вращение последним навстречу друг другу, При ударе зерен, поставляемых высокоскоростной струей свыше 100 м/с, о преграду, образованную зубьями 16, происходит деформация и растрескивание зерен, Зернистый материал (в пределах 1 — 7 мм) при пспадании в зону зацепления размалывается и дробится зубьями 16 одних колес 2 и 4 во впадинах 17 других колес 3 и 5, и наоборот. Поскольку вращение зубчатых колее независимое, кратковременная остановка вращения одной передачи, например при заклинивании крупных зерен или одновременно большом их количестве, не влечет полной потери работоспособности устройства. Поскольку преграда образована зубьями 16 и впадинами 17 под различными углами по отношению к гидроманитарной струе, а во впадинах 17 образуются мощные турбулентные патоки, в дальнейшем выходящие в бок- и навстречу основной струи, при соударении основной и отраженных струй, помимо того, чта происходит саударение подавляемых и отраженных зерен, происходят колебани ультразвукового поля (скачки уплотнения и разрежения), положительно сказывающиеся на разрушении трещиноватых зерен при сдвиге, и даже, возможно, растяжении и их совместном действии, т.е. наименее энергоемких процессах. Кроме того, после непродолжительного времени, идущего на размыв и растворение заклинивших зерен высоконапорной стауей, гидравлической энергии будет достаточно, чтобы восстановить вращение. При вращении колес 2-5 колебания не исчезнут, лишь увеличится их част та. Повышению интенсивности растворения и диспергации компонентов раствора cnocG5cTBóåò и то, чта между вращающимися во взаимно противоположные стороны колесами 2 и 4, также 3 и 5 происходит интенсивное истирание твердых частиц при столкновении в центробежных встречно направленных слоях приготавливаемаго раствора, Из камеры 1 буровой раствор направляется в сливной патрубок 13, Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для приготовления бурового раствора заключается в ускорении приготовления раствора из зернистого материала при его механическом размельчении, а также создании в камере высокой турбулизации

1731262 приготавливаемого раствора и диспергации компонентов при соударении гидромониторной струи о преграду, образованную зубьями колес, и ультразвуковом поле, Тем самым расширяется область применения 5 устройства как для приготовления буровых растворов из порошкообразного, так и зернистого материала.

Формула изобретения 10

Устройство для приготовления буровых растворов, включающее камеру, тройник с входными встречно направленными дугообразными трубами, на концах которых установлены насадки и сливной патрубок, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения приготовления раствора из зернистого материала, камера снабжена двумя зубчатыми передачами, установленными на параллельных осях, которые расположены перпендикулярно к входным трубам, причем последние ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес и соединены с камерой эксцентрично.

1731262

75 ф

% э ГО, 7 () с

1731262

30

40

50

Составитель К,Петров

Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп,Гагарина, 101

Заказ 1530 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5