Установка для обработки буровых и тампонажных растворов

Авторы патента:

E21B21/06 - устройства для обработки буровых растворов вне буровой скважины (стадии обработки как таковые, см. соответствующие подклассы)

Владельцы патента RU 2500877:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к нефте- и горнодобывающим отраслям промышленности и может быть использовано для обработки цементных, буровых, тампонажных растворов. Установка содержит последовательно соединенные повысительно-выпрямительные узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно включенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее, и один дополнительный электрод, присоединенный к выходу фильтра высших гармоник. Дополнительно ко входу повысительно-выпрямительного устройства подключены два фильтра, настроенные на частоту 5-й и 9-й гармоник соответственно, индуктивные элементы которых размещены на изоляционном корпусе рабочей камеры. Выход первого фильтра, настроенного на частоту 3-й гармоники, подключен к дополнительному электроду, установленному в заземленном электроде и изолированном от него. Сокращается время обработки растворов. 1 ил.

Изобретение относится к геологоразведочной, нефте- и горнодобывающим отраслям промышленности и может быть использовано для обработки цементных, глиноцементных и других видов буровых и тампонажных растворов перед производством работ в скважинах при разведке или добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для обработки глинистых буровых растворов путем воздействия высоковольтными электрическими импульсами (RU 1131070 С, опублик. 30.10.1994). Установка содержит повысительно-выпрямительное устройство, состоящее из трансформатора и выпрямителя, зарядного сопротивления, выполненного в виде резервуара со встроенными электродами, один из которых последовательно соединен с повысительно-выпрямительным устройством, а другой с генератором импульсных напряжений. Генератор импульсных напряжений содержит конденсаторную батарею, подсоединенную через воздушный разрядник к рабочей камере последовательно через один из встроенных электродов, другой из которых заземлен.

Основной технической задачей предлагаемого изобретения является сокращение времени обработки раствора.

Указанная техническая задача достигается тем, что установка для обработки буровых и тампонажных растворов содержит последовательно соединенные повысительно-выпрямительные узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно включенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее и один дополнительный электрод, который подключен к выходу фильтра высших гармоник, ко входу повысительно-выпрямительного устройства подключены дополнительно два фильтра, настроенные на частоту 5-й и 9-й гармоник соответственно, индуктивные элементы которых размещены на изоляционном корпусе рабочей камеры, а выход первого фильтра, настроенного на частоту 3-й гармоники подключен к дополнительному электроду, установленному в заземленном электроде и изолированном от него.

Пример конкретного выполнения

На фиг.1 представлена схема установки для обработки буровых и тампонажных растворов. Установка содержит повысительно-выпрямительный узел 1 с фильтрами высших гармоник 2, 3 и 4 на входе, генератор импульсных напряжений включающий конденсаторную батарею 5 и воздушный разрядник 6, рабочую камеру 7 с высоковольтным электродом 8 и заземленным электродом 9. На корпусе рабочей камеры 7 размещены индуктивные элементы фильтров высших гармоник 3 и 4. В корпусе заземленного электрода 9 размещен изолированный от него дополнительный электрод 10, подключенный к выходу фильтра 2.

Рабочие параметры установки: емкость генератора импульсных напряжений в разряде С=0,5 мкФ, амплитуда импульса 50 кВ, величина межэлектродного промежутка 15 мм, частота импульсов 6 Гц.

Работа устройства происходит следующим образом. В рабочей камере 7 между основными электродами 8 и 9 устанавливается рабочий промежуток 15 мм. На изолированном корпусе рабочей камеры 7 размещены индуктивные элементы фильтров высших гармоник 3 и 4. В корпусе заземленного электрода 9 устанавливают дополнительный электрод 10 и присоединяют его к выходу фильтра 2, настроенного на частоту 3-й гармоники. После этого исходный глинистый раствор, приготовленный из бетонитового глинопорошка, подается в рабочую камеру 7. Затем включается генератор импульсных напряжений и происходит зарядка конденсаторной батареи 5, за время зарядки которой до величины напряжения необходимого для пробоя воздушного промежутка разрядника 6, раствор в рабочей камере 7 подвергается активирующему воздействию зарядного тока. В это же время высшие гармоники напряжения выделенные из низковольтной сети фильтром 2, включенным на вход повысительно-выпрямительного устройства подаются на электрод 10, оказывая дополнительное активирующее воздействие на обрабатываемый раствор. Одновременно с этим на обрабатываемый раствор действуют вращающиеся магнитные поля, созданные токами высших гармоник напряжения, протекающими по индуктивным элементам фильтров высших гармоник 3 и 4, которые ускоряют массообменные процессы в системе глина - вода. После того как напряжение на конденсаторной батарее 5 достигнет пробивного значения воздушного промежутка шарового разрядника 6, он срабатывает и происходит пробой между электродами 8 и 9 в рабочей камере 7.

Таким образом в одной рабочей камере имеет место протекания четырех процессов, а именно:

- активирующее воздействие на раствор тока зарядки конденсаторов генератора импульсных напряжений,

- измельчение частиц глинопорошка мощными гидроударами, возникающими при пробое раствора,

- активирующее воздействие на жидкую и твердую фазы раствора токов 3-ей гармоники напряжения,

- обработка раствора вращающимися магнитными полями, создаваемыми токами 5 и 9 гармоник напряжения.

Сравнительный анализ испытаний показал, что при обработке 20 литров глинистого раствора с применением известной и предлагаемой установок при практически одинаковых свойствах, полученных после обработки растворов: водоотдачи, условной вязкости, статического напряжения сдвига, дисперсности частиц, затраты времени составили соответственно 6,6 и 4,8 минуты при прочих равных условиях. Таким образом, длительность обработки раствора на предлагаемой установке на 27,3% меньше, чем на известной установке.

Установка для обработки буровых и тампонажных растворов, содержащая последовательно соединенные повысительно-выпрямительное узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно подключенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее, и один дополнительный электрод, присоединенный к выходу фильтра высших гармоник, отличающаяся тем, что дополнительно ко входу повысительно-выпрямительного устройства подключены два фильтра, настроенных на частоту 5-й и 9-й гармоник соответственно, индуктивные элементы которых размещены на изоляционном корпусе рабочей камеры, а выход первого фильтра, настроенного на частоту 3-й гармоники, подключен к дополнительному электроду, установленному в заземленном электроде и изолированном от него.

Группа изобретений относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности к приготовлению тампонажных, буровых растворов и регулированию их плотности.

Устройство для регулирования плотности промывочного раствора // 2490419

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для регулирования плотности промывочных растворов в процессе их приготовления при ремонте скважин.

Автоматизированная система для регулирования свойств бурового раствора, приготовленного на основе газообразных агентов // 2459949

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин с давлением продуктивного пласта ниже гидростатического. .

Способ анализа совокупности углеводородов, содержащихся в буровом растворе, и соответствующее устройство // 2451924

Способ сооружения амбара при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений // 2431733

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть применено при сооружении и эксплуатации земляных амбаров, сопутствующих буровым работам. .

Устройство для дегазации бурового раствора // 2421593

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам газового каротажа в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, для отбора на анализ исследуемой газовой смеси при проведении газового каротажа.

Способ утилизации отходов бурения // 2413835

Изобретение относится к охране окружающей природной среды при строительстве нефтяных скважин на суше, в частности к способам обезвреживания отходов бурения. .

Перемешиватель лопастной механический // 2410149

Изобретение относится к буровой технике, а именно к лопастным механическим перемешивателям, используемым для приготовления буровых растворов. .

Способ управления системой приводов вибросита // 2402387

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть применено для управления системой приводов буровых вибросит с линейной или эллиптической траекторией колебаний рамы, состоящей из двух дебалансных возбудителей.

Передвижная нефтепромысловая смесительная установка // 2382168

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к передвижным нефтепромысловым смесительным установкам. .

Струйный смеситель-эжектор // 2507370

Изобретение может использоваться в химической, строительной, пищевой, а особенно в нефтяной и газовой промышленности при приготовлении буровых, промывочных и тампонажных растворов. Устройство включает всасывающий патрубок, патрубок подвода жидкости затворения, приемную камеру, кольцевую рабочую насадку, камеру смешения. Камера смешения выполнена в виде кольцевого канала, соосного с кольцевой рабочей насадкой. Внешний диаметр камеры смешения больше внешнего диаметра рабочей насадки в 2 раза, внутренний диаметр камеры смешения меньше внутреннего диаметра рабочей насадки в 1,5 раза. Отношение площадей живых сечений камеры смешения и рабочей насадки находится в пределах 5-10. Достигается интенсификация процесса смешения, повышается качество смеси. 3 ил.

Устройство пассивно-активной очистки бурового раствора // 2508442

Изобретение относится к буровому оборудованию и предназначено для удаления шлама, песка из бурового раствора. Устройство включает корпус с входным и выходными трубопроводами, фильтр с узлом активации в виде крыльчатки, связанный с приводом вращения. Трубопроводы ввода и вывода бурового раствора соединены с емкостью гравитационного осаждения шлама для последующей подачи раствора на центробежный фильтр посредством соответствующих трубопроводов и патрубка второй ступени очистки. На трубопроводе подачи исходного потока введен успокоитель. Повышается надежность, упрощается конструкция, повышается качество очистки. 1 ил.

Фильтр для очистки бурового раствора // 2521580

Изобретение предназначено для очистки бурового раствора от наполнителя (кордного волокна, улюка) во всасывающей линии буровых насосов при бурении скважин с помощью забойных двигателей. Фильтр для очистки бурового раствора включает корпус с патрубками ввода бурового раствора и вывода очищенного раствора, фильтрующий элемент для очистки раствора. Патрубки ввода и вывода установлены соосно и выполнены максимально возможного диаметра. Корпус снабжен герметичной крышкой для установки фильтрующего элемента, который выполнен в виде кассеты с параллельными стержнями, при помощи которых зигзагообразно установлена фильтрующая сетка. С противоположной стороны крышки в корпусе выполнена герметичная камера с патрубками ввода и вывода теплоносителя. Технический результат: надежность конструкции, минимальное гидравлическое сопротивление, круглогодичная эксплуатация. 2 ил.

Питающее устройство с сетчатым фильтром для вибросита // 2524067

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам распределения и подачи продуктов бурения на вибрационный сепаратор. Устройство содержит кожух, включающий в себя впуск, выполненный с возможностью приема продуктов бурения, первый выпуск, выполненный с возможностью направления первой части продуктов бурения на первую поверхность сепарирования, и второй выпуск, выполненный с возможностью направления второй части продуктов бурения на вторую поверхность сепарирования. Устройство дополнительно включает в себя сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из второй части продуктов бурения, направляемой через второй выпуск на вторую поверхность сепарирования. Увеличивается производительность вибросит. 3 н.и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ переработки бурового шлама // 2524708

Изобретение относится к области утилизации отходов, а именно к переработке буровых шламов. Буровой шлам смешивают с песком в массовом соотношении 1:(0,75-5), вводят соляную кислоту в количестве 0,02-2,246 моль на 1 кг шлама, обеспечивая pH смеси от 5 до 8, осуществляют перемешивание компонентов и сушку. В результате из отходов получают инертный строительный материал либо техногенный почвогрунт. Для подбора более точной рецептуры буровой шлам предварительно подвергают анализу на содержание в нем глинистых частиц и уровня pH. Изобретение обеспечивает утилизацию шлама простым и надежным способом. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ оборота бурового раствора // 2530964

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для утилизации буровых шламов при бурении скважин. Способ включает закачку бурового раствора в скважину, сбор отработанного раствора, подготовку его и повторное использование. Раствор после выхода из скважины направляют в дезинтегратор, в котором измельчают вынесенный из скважины буровой шлам до величины глинистой фазы и/или меньшей величины. Перед повторным использованием бурового раствора проводят его химическую обработку. Уменьшаются затраты на утилизацию шлама. 1 з.п. ф-лы.

Система и способ высушивания выбуренной породы // 2534280

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для обработки бурового раствора. Устройство включает фильтр вибрационного сита, имеющий верхнюю сторону для размещения обломков породы, и нижнюю сторону, воздушную вакуумную систему, функционально соединенную с нижней стороной фильтра сита для всасывания рабочего объема воздуха через фильтр и отделения бурового раствора от обломков породы, систему сбора отделенного бурового раствора с нижней стороны фильтра. Вакуумная система включает один или более вакуумных коллекторов, функционально соединенных с менее чем с одной третью длины фильтра, вакуумный трубопровод, функционально соединенный с вакуумным коллектором и вакуумный насос, соединенный с вакуумным трубопроводом. Повышается эффективность извлечения бурового раствора. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

Система дозирования и смешивания проппанта // 2535857

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при смешении и дозировании проппанта в жидкости гидроразрыва пласта. Резервуар для материала, применяемого на нефтяном месторождении, состоит из корпуса с верхним днищем, нижним днищем, боковой стенкой между верхним и нижним днищем, которая определяет углубление в корпусе, верхнее днище определяет отверстие, нижнее днище определяет первое сопло. Резервуар также содержит дозирующий затвор, соединенный с корпусом в нижнем днище. Дозирующий затвор состоит из основания со вторым соплом, находящимся на одной линии с первым соплом, и щелевого литника, соединенного с основанием. Второе сопло имеет в основном трапециевидную форму. Щелевой литник устроен так, чтобы он мог со скольжением закрывать второе сопло. Управление расходом материала в резервуаре осуществляют посредством регулировки открытой площадки дозировки второго сопла в соответствии с уравнениями математического моделирования. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ очистки бурового раствора и осушки шлама на сетках или на ситовых кассетах вибрационного сита // 2540171

Группа изобретений относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов на сетках или ситовых кассетах на вибрационных ситах. При осуществлении способа вибрирующей раме сообщают линейные колебания двумя центробежными дебалансными электромеханическими вибраторами, в процессе бурения буровой раствор фильтруют сквозь сетки или ситовые кассеты, закрепленные на раме вибрирующей, профильтрованный буровой раствор отводят в емкость циркуляционной системы. При осуществлении вариантов способа линейные колебания раме сообщают на частоте синхронных колебаний дебалансных вибраторов, равной 50 Гц при частоте питающего электрического тока 50 Гц, на частоте синхронных колебаний вибраторов 60 Гц при частоте питающего тока 60 Гц, при этом амплитуду колебаний рамы задают в зависимости от заданного виброускорения и угловой частоты колебаний рамы, в третьем варианте изменяют виброускорение рамы вибрирующей в пределах от 4G до 10G, где G=9,81 м/с2, амплитуду колебаний рамы вибрирующей настраивают в пределах от 0,5 мм до 1,0 мм, частоту колебаний рамы настраивают в пределах от 40 Гц до 65 Гц путем изменения частоты электрического тока, который подают из сети электропитания. Повышается эффективность очистки бурового раствора и осушки шлама. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Вибрационное сито высокочастотное для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама // 2541675

Группа изобретений относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Устройство содержит станину, раму вибрирующую, вибратор линейных колебаний, образованный двумя дебалансными вибраторами или мотор-вибраторами, установленными на раме так, что угол между поверхностью ситовых кассет и осью симметрии вибратора равен 45º, устройство для регулировки угла наклона рамы, поддон для очищенного бурового раствора. Сито выполнено с возможностью его настройки в зависимости от свойств бурового раствора и интенсивности его подачи путем изменения угла наклона рамы и изменения амплитуды колебаний за счет изменения настройки дебалансов. Вибратор линейных колебаний выполнен в трех вариантах: с частотой синхронных колебаний дебалансных вибраторов или мотор-вибраторов, равной 50 Гц при частоте питающего тока 50 Гц, на частоте синхронных колебаний, равной 60 Гц при частоте тока 60 Гц и при колебаниях рамы вибрирующей с ситовыми кассетами в частотном диапазоне от 40 до 65 Гц при амплитуде колебаний, которую настраивают в пределах от 0,5 до 1,0 мм для получения виброускорения рамы вибрирующей в пределах от 4 до 10G, где G=9,81 м/с2. Повышается эффективность очистки бурового раствора и осушки шлама, в частности пропускная способность вибрационного сита. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.