Дегазатор

Изобретение относится к устройствам для дегазации буровых растворов. Дегазатор содержит дегазационную емкость, вакуумную и две накопительно-сливные камеры, вакуумную линию, перепускные клапаны с регуляторами уровня и пневмоприводы с двухсторонними разобщителями. Взаимодействие перепускных клапанов, разобщителей и пневмоприводов обеспечивает управление процессом дегазации и перемещения раствора при помощи периодической системы вакуума и атмосферного давления в накопительно-сливных камерах. Технический результат: повышение эффективности и надежности дегазации. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для дегазации различного рода жидких композиций, в частности буровых растворов, используемых при бурении нефтяных и прочих скважин, а также в других сферах.

Известен вакуумный дегазатор (SU №1706664, А1), включающий дегазационную емкость с всасывающим трубопроводом, накопитель, сливную емкость, клапана на патрубках из накопителя и сливной емкости и систему управления, состоящую из поплавкового регулятора уровня и перепускного клапана.

Этот дегазатор имеет тот недостаток, что процесс слива осуществляется циклически, что снижает его эффективность, т.к. накопление дегазированного раствора сменяется его сливом и наоборот.

Известен также вакуумный дегазатор (SU №1386224, А1), включающий дегазационную емкость с всасывающим патрубком и регулятором расхода, вакуумную линию, спаренный пнемопривод с приемными клапанами, две накопительно-сливные камеры со сливными клапанами и поплавковыми регуляторами уровня с перепускными клапанами, которые взаимодействуют вакуумной линией со спаренным пневмоприводом.

Эффективность этого дегазатора больше, чем указанного выше, т.к. накопительно-сливные камеры заполняются и сбрасывают раствор попеременно при практически непрерывном процессе дегазирования.

Недостатком этого дегазатора является то, что приемные клапаны должны иметь достаточно большое сечение, чтобы обеспечивать требуемый большой расход дегазируемой жидкости, а это, в свою очередь, определяет большие размеры спаренного пневмопривода, чтобы создать усилие преодоления сопротивления потока жидкости. По этой же причине время переключения потока с одной накопительно-сливной камеры в другую значительно по отношению к времени цикла, что сопровождается потерей вакуума, на восстановление которого требуется время. Это снижает эффективность этого дегазатора, а также его надежность.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности дегазатора.

Поставленная цель достигается тем, что:

1. Между вакуумной линией и дегазационной емкостью установлена дополнительная вакуумная камера, в которой размещены сблокированные жесткой связью пневмоприводы с двухсторонними разобщителями с возможностью попеременного соединения каждой накопительно-сливной камеры с вакуумной линией или с атмосферой, для чего пневмоприводы соединены через перепускные клапана с одной стороны с вакуумной линией, с другой - с атмосферой; а приемные клапана установлены непосредственно от дегазационной емкости в накопительно-сливные камеры.

2. Пневмоприводы с двухсторонними разобщителями выполнены в соотношении d<d₁<D, где

d - диаметр седел разобщителей со стороны атмосферы;

d₁ - диаметр седел разобщителей со стороны вакуумной линии;

D - диаметр пневмоприводов.

3. Регулятор расхода установлен подпружиненно на входном торце всасывающего патрубка в дегазационной емкости.

4. Вакуумная линия оснащена поплавковым клапаном в дополнительной вакуумной камере.

На чертеже изображена конструктивная схема дегазатора.

Дегазатор состоит из дегазационной емкости 1 с всасывающим патрубком 2, опущенным под уровень газированного раствора емкости 3, и подпружиненным регулятором расхода 4, накопительно-сливных камер 5 и 6 с поплавковыми регуляторами уровня 7 и 8, сообщающихся с емкостью 1 при помощи приемных клапанов 9 и 10 и с емкостью для дегазированного раствора 11 при помощи сливных клапанов 12 и 13, вакуумной камеры 14, сообщающейся с емкостью 1 и вакуумной линией 15.

В вакуумной камере 14 расположены оппозитно двухсторонние разобщители 16 и 17 с пневмоприводами 18 и 19, например диафрагменными, и затворами 20 и 21, сблокированные жесткой связью 22 и сообщающиеся каналами 23 и 24 с камерами 5 и 6, каналами 25 и 26 с атмосферой и через двухпозиционные перепускные клапаны 27 и 28 взаимодействующие с регуляторами уровня 7 и 8 и с вакуумной линией 15.

Размеры разобщителей 16 и 17 и пневмоприводов 18 и 19 связаны соотношением d<d₁<D, где

d - диаметр седел разобщителей со стороны атмосферы;

d₁ - диаметр седел разобщителей со стороны вакуумной линии 15;

D - диаметр пневмоприводов 18 и 19.

В вакуумной камере 14 напротив входа в вакуумную линию 15 расположен предохранительный поплавковый клапан 29.

Дегазатор работает следующим образом.

Под действием вакуума раствор поступает по патрубку 2 из емкости 3 через регулятор расхода 4 в дегазационную емкость 1 и далее в вакуумную камеру 14 и в одну из двух накопительно-сливных камер, например, согласно чертежу, в камеру 5. При этом поплавковый регулятор уровня 7 находится в опущенном положении, а связанный с ним перепускной клапан 27 - в положении, соединяющем вакуумную линию 15 с пневмоприводом 18, отчего затвор 20 разобщителя 16 под действием вакуума над диафрагмой пневмопривода 18 садится на седло d, перекрывает канал 25 и открывает сообщение вакуумной линии 15 через канал 23 с камерой 5, в результате чего под действием атмосферного давления сливной клапан 12 закрыт, а приемный клапан 9 под действием гидростатического давления столба дегазированного раствора открыт и последний перетекает из емкости 1 в камеру 5, т.к. вакуум в них одинаковый.

Одновременно с этим затвор 21 садится на седло d₁ оппозитного разобщителя 17, перекрывает сообщение с вакуумной камерой 14 и открывает сообщение камеры 6 через каналы 24 и 26 с атмосферой, отчего клапан 13 также под действием гидростатического давления столба раствора при одинаковом атмосферном давлении в камере 6 и емкости 11 открывается и дегазированный раствор стекает в емкость 11, при этом клапан 10 закрыт под действием разности атмосферного давления и вакуума, поплавковый регулятор 8 находится в крайнем верхнем положении, а связанный с ним перепускной клапан 28 перекрывает вакуумную линию 15 и сообщает полость над диафрагмой пневмопривода 19 с атмосферой.

По мере накопления дегазированного раствора в камере 5 поплавковый регулятор 7, перемещаясь в верхнее положение, переводит перепускной клапан 27 вниз, отчего вакуумная линия 15 перекрывается и открывается сообщение над диафрагмой пневмопривода 18 с атмосферой, при этом положение разобщителей 16 и 17 не меняется, т.к. разобщитель 17 будет продолжать прижиматься к своему седлу вакуумом в камере 14 исходя из соотношения d<d₁, так как сила прижатия затворов 20 и 21 к седлам не изменяется.

По мере слива дегазированного раствора из камеры 6 в емкость 11 поплавковый регулятор 8, опускаясь в крайнее нижнее положение, переводит перепускной клапан 28 в верхнее положение, вакуумная линия 15 соединяется с пневмоприводом 19 и, исходя из соотношения d₁<D, под действием вакуума и возникающей при этом силы пневмопривод 19 перемещает затворы 20 и 21 разобщителей 16 и 17 вправо и процесс повторяется аналогично со сливом из камеры 5 и наполнением камеры 6.

При заполнении камер 14 сверх допустимого уровня предохранительный клапан 29 перекрывает вакуумную линию 15, предотвращая попадание в нее раствора.

Таким образом, накопление и слив раствора осуществляется синхронно и без потерь вакуума и снижения темпа дегазации, а также обеспечивается высокая надежность, так как система управления дегазатором не контактирует с раствором.

1. Дегазатор, содержащий дегазационную емкость с всасывающим патрубком и регулятором расхода, вакуумную линию, две накопительно-сливные камеры с приемными и сливными клапанами и поплавковыми регуляторами уровня с перепускными клапанами в каждом, и сблокированные жесткой связью пневмоприводы, отличающийся тем, что между вакуумной линией и дегазационной емкостью установлена дополнительная вакуумная камера, в которой размещены сблокированные жесткой связью пневмоприводы с двухсторонними разобщителями с возможностью попеременного соединения каждой накопительно-сливной камеры с вакуумной линией или с атмосферой, для чего пневмоприводы соединены через перепускные клапаны с одной стороны с вакуумной линией, с другой - с атмосферой, а приемные клапаны установлены непосредственно от дегазационной емкости в накопительно-сливные камеры.

2. Дегазатор по п.1, отличающийся тем, что пневмоприводы с двухсторонними разобщителями выполнены в соотношении d<d₁<D, где d - диаметр седел разобщителей со стороны атмосферы; d₁ - диаметр седел разобщителей со стороны вакуумной линии; D - диаметр пневмоприводов.

3. Дегазатор по п.1, отличающийся тем, что регулятор расхода установлен подпружиненно на входном торце всасывающего патрубка в дегазационной емкости.

4. Дегазатор по п.1, отличающийся тем, что вакуумная линия оснащена поплавковым клапаном в дополнительной вакуумной камере.