Устройство пассивно-активной очистки бурового раствора


 


Владельцы патента RU 2508442:

Михеев Андрей Николаевич (RU)

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.

 

Изобретение относится к буровому оборудованию и предназначено для удаления шлама, песка из бурового раствора.

Известна установка по патенту РФ №2325503 от 23.06.2006, которая содержит загрузочный бункер, промывочный барабан и сушильный барабан. Промывочный барабан расположен горизонтально и выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, снабженного насадкой в виде усеченного конуса. Внутри корпуса расположен полый вал с лопастями, соединенный с источником воды и выполненный с возможностью его вращения от приводного двигателя. Каждая лопасть установлена под углом к валу и имеет сквозной канал, направленный от оси вала к стенке цилиндрического корпуса. Перед каждой лопастью на валу установлены водяные форсунки под углом к оси вала. Внутри корпуса выполнены продольные каналы, каждый из которых посредством отверстий, выполненных на стыке цилиндрического корпуса и насадки, соединен с источником подачи через него потока воды для промывки. Сушильный барабан снабжен рыхлителем, установленным с возможностью обеспечения кругового и возвратно-поступательного движения, и пароотводом.

Недостатком установки является сложность конструкции и недостаточная надежность вследствие наличия большого количества сложных конструктивных элементов - лопатки с водяными форсунками, сушильный барабан с пароотводом.

Известен также способ очистки бурового раствора и установка для его осуществления по патенту РФ №2258795 от 26.08.2003. Установка для очистки буровых растворов содержит желоб, связывающий устье скважины с виброситами, установленными последовательно, систему гидроциклонов, включающую гидроциклонные пескоотделитель и илоотделитель, центрифугу с технологическими емкостями приема бурового раствора, шламовые насосы, установленные последовательно по ступеням очистки, технологические емкости-накопители бурового раствора, соединенные в циркуляционную систему движения бурового раствора через скважину. Циркуляционная система выполнена с возможностью обеспечения круговой циркуляции бурового раствора вне скважины параллельно с циркуляцией через скважину, с помощью шламового насоса и системы раствороводов, подающих очищенный буровой раствор из технологических емкостей-накопителей в технологические емкости приема первой, второй, третьей ступеней очистки на разбавление с входящим на очистку из скважины буровым раствором. Система гидроциклонов снабжена дополнительным гидроциклонным илоотделителем, установленным последовательно (четвертая ступень очистки) и настроенным на удаление более мелкой фазы выделения шламовых частиц.

Недостатком известной установки является сложность конструкции, громоздкость и большие габариты.

Известна конструкция устройства для очистки жидкости от механических примесей, патент РФ №2248835, от 12.09.2003, которая содержит вертикальный корпус с крышкой и днищем. По оси корпуса установлен узел активации жидкости в виде крыльчатки, связанной с приводом вращения. Устройство имеет узел принудительного вывода очищенной жидкости в виде тангенциальных заборников жидкости. Патрубки ввода и вывода жидкости выполнены, соответственно, в крышке и верхней части корпуса и отделены друг от друга разделителем потоков и дополнительной крыльчаткой.

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность, так как буровой раствор имеет большое количество крупных взвесей, нестабильность выноса шлама, песчаных и илистых частиц из скважины при бурении, постоянно меняющийся режим бурения. Постоянно меняющийся состав и объем шламовых включений в единице объема бурового раствора, поступающего на узел активации в виде крыльчатки, приводит к большим нагрузкам и быстрому его износу.

Задача изобретения заключается в повышении надежности конструкции, повышении качества очистки бурового раствора и упрощении конструкции.

Технический результат достигается за счет создания возможности управления процессом очистки, а также благодаря использованию гравитационных пассивных возможностей очистки с системой автоматического удаления шлама, выделению из бурового раствора как твердых, так и газообразных примесей, удалению частиц разного размера (от 30 мм до 20 мкм). Управление процессом осуществляется путем контроля скорости вращения активатора, находящегося в фильтре. В предлагаемой конструкции происходит двухступенчатая очистка и исключается дополнительное перемалывание выбуренной породы, что уменьшает воздействие на реологические свойства бурового раствора.

Поставленная задача достигается тем, что устройство пассивно-активной очистки бурового раствора содержит корпус с входным и выходными трубопроводами и фильтр, имеющий узел активации жидкости в виде крыльчатки, связанной с приводом вращения. В корпусе дополнительно расположена емкость, на дне которой установлен транспортер вывода шлама. Транспортер вывода шлама выполнен шнековым. В трубопроводах установлены успокоители потока.

На чертеже изображен общий вид устройства пассивно-активной очистки бурового раствора.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлена технологическая емкость 2 с трубопроводом 3 ввода бурового раствора и трубопроводом 4 вывода бурового раствора на корректировку параметров, на которых установлены краны 5 переключения режимов параметров. К технологической емкости 2 подсоединен трубопровод 6 слива чистого раствора. В корпусе 1 расположен активный фильтр 7, выполненный полнопоточным центробежным, транспортер 8 перегрузки шлама и шнековый транспортер 9 вывода шлама. В трубопроводе 3 ввода бурового раствора и в трубопроводе 4 вывода бурового раствора установлены успокоители 10 потока, которые рассеивают потоки жидкости, движущейся по трубопроводам на несколько частей с примерно одинаковыми сечениями, таким образом, они способствуют более быстрому гашению поперечных циркуляционных течений, образующихся в результате вращения потока относительно продольной оси, особенно после прохождения поворотных частей, а также выравниванию продольной скорости и гашению энергии турбулентных возмущений. Отстоявшийся буровой раствор выводится из технологической емкости через плоский патрубок 11.

Устройство пассивно-активной очистки бурового раствора работает следующим образом.

Рассмотрим первую ступень - пассивную очистку.

Буровой раствор с устья скважины поступает по трубопроводу 3 ввода в корпус 1, в котором установлена технологическая емкость 2, где происходит оседание твердых частиц на дно технологической емкости 2. Поток бурового раствора снижает скорость благодаря успокоителю 10, который рассеивает поток жидкости. Таким образом, снижается скорость потока и начинается процесс гравитационной осадки механических включений, имеющих удельный вес, больший удельного веса жидкости. Шлам или осадок твердых включений выводится наружу с помощью транспортера 8 перегрузки шлама и шнекового транспортера 9 вывода шлама. Отстоявшийся буровой раствор из технологической емкости 2 поступает через плоский патрубок 11 и трубопровод 4 в фильтр 7 центробежный для дальнейшей очистки.

Далее следует вторая ступень - процесс активной очистки бурового раствора.

Фильтр 7 является активной составляющей устройства пассивно-активной очистки бурового раствора, так как он является центробежным и в нем все механические примеси за счет центробежных сил постоянно отбрасываются к стенке, а в центре образуется столб очищенной жидкости, которая по трубопроводу 6 интенсивно выводится за пределы корпуса 1. Фильтр 7 конструктивно может быть выполнен, например, аналогично устройству очистки от механических примесей по патенту РФ №2248835.

Устройство пассивно-активной очистки бурового раствора имеет следующие преимущества:

- низкая энергоемкость процессов, следовательно, это небольшие затраты электроэнергии;

- возможность автоматического контроля процесса очистки;

- простота обслуживания, вследствие этого - снижение трудоемкости процесса обслуживания;

- возможность работы при отсутствии либо низком давлении в элементах системы;

- высокая степень ремонтопригодности;

- проектная наработка на отказ более 3000 часов;

- высокая степень технической безопасности, так как отсутствует давление в системе и нет открытых движущихся частей механизмов;

- малый вес и габариты, что позволяет осуществлять транспортировку устройства рядовыми контейнеровозами по общим магистралям и даже доставку на вертолетах.

Устройство пассивно-активной очистки бурового раствора, содержащее корпус с входным и выходными трубопроводами и фильтр, имеющий узел активации жидкости в виде крыльчатки, связанной с приводом вращения, и емкость, отличающееся тем, что 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, а также дополнительно введен успокоитель на трубопроводе подачи исходного потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение может использоваться в химической, строительной, пищевой, а особенно в нефтяной и газовой промышленности при приготовлении буровых, промывочных и тампонажных растворов.

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.

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

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

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин с давлением продуктивного пласта ниже гидростатического. .
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть применено при сооружении и эксплуатации земляных амбаров, сопутствующих буровым работам. .

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

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

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.

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.

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.
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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Вибрационное сито высокочастотное с энергосберегающим виброприводом резонансного действия для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама содержит станину, раму вибрирующую с закрепленными на ней сменными ситовыми кассетами, вибратор линейных колебаний, установленный на плите, закрепленной на силовой трубе с фланцами на торцах трубы, присоединенными к боковинам рамы вибрирующей, четыре пружины, на которых рама вибрирующая установлена на станине, устройства закрепления ситовых кассет на раме вибрирующей, устройство для регулировки угла наклона рамы вибрирующей, шибер с механизмом управления, поддон с выпускными окнами для очищенного бурового раствора, который размещен в станине, приемную емкость для бурового раствора, которая на входе содержит приемный патрубок с фланцем для подвода бурового раствора к вибрационному ситу, а на выходе оснащена полкой с отверстиями для равномерного распределения бурового раствора по ширине ситовой кассеты, принимающей буровой раствор на обработку. Вибратор линейных колебаний установлен на раме вибрирующей так, что угол между поверхностью ситовых кассет и прямой направления силового действия вибратора равен 45°. Вибратор линейных колебаний выполнен в виде однотактного вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Вибратор выполнен на основе электромагнита тянущего типа с возможностью колебаний якорной части однотактного вибратора относительно его статора с размахом колебаний до 15 мм. Электромагнит подключен к сети электропитания через устройство управления однотактным вибратором, которое выполнено с возможностью формирования регулируемых по амплитуде импульсов постоянного тока с частотой 50 Гц. Амплитуда импульсов может регулироваться в заданных пределах, при которых фактическая амплитуда колебаний рамы вибрирующей соответствует расчетной амплитуде колебаний рамы вибрирующей, определяемой предварительно по формуле X=Z:W2, где X - амплитуда колебаний рамы вибрирующей в м, Z - заданное виброускорение рамы вибрирующей в м/с2,W - угловая частота колебаний рамы вибрирующей в рад/с, здесь W=2πf, где f - частота колебаний в Гц. Суммарная масса рамы вибрирующей с массами ситовых кассет, устройств закрепления ситовых кассет, а также с массой статорной части однотактного вибратора не менее чем в 7 раз превышает суммарную массу якорной части однотактного вибратора. Технический результат - повышение эффективности очистки бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области нефтяной промышленности, в частности к очистке и обезвреживанию буровых отходов. Способ включает прием бурового шлама с желобной линии буровой установки или после вибросит со шнекового транспортера, также бурового раствора и буровой сточной воды, подготовку к обезвреживанию бурового шлама, подготовку растворов реагентов для обезвоживания и обезвреживания бурового шлама, раствора и сточной воды, смешивание последних с реагентами, введение с одновременным перемешиванием нейтрализующего и капсулирующего состава, коагулянта и флокулянта в буровой шлам в последовательно соединенных реакторах для созревания перед обезвоживанием бурового шлама. Затем проводят обезвоживание бурового шлама на камерном пресс-фильтре или ленточных пресс-фильтрах и очистку фильтрата, бурового раствора и буровой сточной воды с последующим вторичным использованием обезвреженного шлама, бурового раствора и сточной воды. Повышается эффективность очистки и вторичного использования отходов при бурении нефтяных и газовых скважин. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Наверх