Виброотстойник для очистки буровых растворов

 

Оп ИСАН И Е (11572279

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03.76 (21) 2339878/26 (51) М. Кл.з В 01D 21/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Ппиоритег

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликовапия описания 21.09.77 (53) УДК 628.334.51 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Булатов, Ю. М. Проселков, Ю, П. Тихонов, Л. И. Прокопов и В. С. Чернов

Всесоюзный научно-исследовательский инстит т по креплению скважин и буровым раствора (71) Заявитель

ВДТ (54) ВИБРООТСТОЙНИК ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВЪ

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к устройствам для очистки от шлама структурированных суспензий, например буровых растворов, и. может быть использовано в нефтяной, строительной, пи ще вой и других отраслях промышленности.

Известны вибрационные очистные устройства, очистка раствора которыми основана на использовании сил гравитации. частиц раствора, в частности двухъярусные вибрационные сита, в которых мелкие частицы шлама проходят с раствором через ячейки. сетки на нижележащую сетку, а крупные частицы под действием вибрации перемещаются через всю длину сетки в отвал (1). В известных устройствах велики потери раствора со шламом вследствие,постоянной закупорки ячеек сетки частицами шлама, низкая очистная способность, так как невозможно уменьшить размеры ячеек сеток из-за резкого увеличения потерь раствора, а также мала эффектность работы вибратора при этом. Кроме того, вибрирующая рама, на которой монтируются сетки, имеет большую металлоемкость.

Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство-отстойник для очистки промывочных растворо в для глубоких буровых скважин, содерхкагцее емкость и вибрирующую перегородку с излучателем ультразвчка, разделяющую емкость на осадочную и подъемную шахты (2). Это устройство высокоэффективно,при очистке маловязких буровых растворов и малоэффективно при вязких растворах, имеющих значительное статическое напряжение сдвига для удержания ча5 стиц во взвешенном состоянии. При наличии циркуляции раствора мелкие частицы выбуренной породы не будут осаждаться и поэтому для очистки от них раствора требуются дополнительные устройства. Кроме того, при10 менение ультразвука способствуетдиспергиро:ванию частиц выбуренной породы, а следовательно, ухудшению условий очистки, Целью изобретения является повышение степени очистки раствора от шлама.

15 Достигается эта цель тем, что виброотстойник снабжен размещенными вертикально в зазоре между ситами пластинами, четные из которых закреплены на верхнем сите, образуя гребенку, а нечетные — на нижнем сите, 20 и, кроме того, сита соединены между собой шарнирно при помощи двустороннего рычага, а шламовый патрубок снабжен шнеком и подпружиненным клапаном.

На чертеже локазан виброотстойнпк.

25 Виброогстойник содержит емкость 1 с коническим днищем, на клонные сита 2 и 3 из штампованной сетки (у которой промежутки между ячейками близки по размерам к ячейкам), располонсенные в два яруса в верхней

30 части емкости, вибратор 4, установленный

572279

53

60 иа одном из сит,,шламовый пятрубок 5 с подпружиненным II.1аыаном 6 JI шнеком 7, наклонную перегородку 8 для отделения неочищенного раствора от шлама, входной па)рубок 9, расположенный ниже сит, выи>лией патрубок 10, расположенный выше сит.

В зазоре между ситами вертикально размещены пластины 11, четные из которых закреплены на верхнем сите, образуя гребенку, а нечетные — на нижнем сите. Сита соединены шарнирно между со бой при помощи двустороннего рычага 12 с осью 13 и подвешены в емкости на гибких элементах 14. Ни?кнее сито

2 имеет бо.тее крупные ячейки по сравнению с верхним ситом 3. Клапан G установлен на валу шнека 7 и подиружипсп пружинОЙ 15> а в перегородке 8 выполнены отверстия, прикрытые отогнутыми козырьками. 16, кроме того, в зазоре между ситами, на конце сита 2, подвешен отражатель 17.

Работа виброотстойника заключается в следующем.

Буровой раствор с частицами выбуренной породы подается из скважины по наклонному трубопроводу в виброотстойник через входной патрубок 9. Под действием силы тяжести, превышающей напряжение сдвига, крупные частицы (более 500 мкм) шлама оседают на наклонную перегородку 8, с которой смываются входящим потоком неочищенного раствора в коническую часть емкости и шламовый патрубок 5. Благодаря перегородке 8 в конической части емкости образуется спокойная зона отстоя. Отверстия с козырьками в этой перегородке служат для перетекания осветленной жидкости и предотвращения турбулизации жидкости;под перегородкой. Средние (500 — 150 мкм) и мелкие частицы поступают с раствором к ситам. При помощи вибратора

4 и рычага 12 сита совершают продольные колебания. При определенной амплитуде и частоте мо?кно добиться частичного или полного перекрытия ячеек сетки промежутками между ними и, таким образом, регулировать степень очистки:бурового раствора. В зоне сита 2 происходит частичное разрушение структуры раствора, отделение средних частиц, которые, перемещаясь вдоль сита, постепенно оседают в коническую часть емкости.

Пластины 11 вместе с ситами совершают колебания навстречу друг другу. В зоне пластин происходит наиболее интенсивное разрушение структуры.

При этом силы, удерживающие частицы во взвешенном состоянии, резко уменьшаются, и частицы оседают вдоль пластин на сито 2, по которому стекают затем в коническую часть емкости 1. Отражатель 17 слу?кит для предотвращения попадания неочищенного раствора в зазор между ситами. В зоне сита

3 происходит полное разрушение структуры раствора и отделение мелких частиц путем отбрасывания их сеткой. При таком исполнеиии сит закупор)гваши ячеек сетки нс проис..одвт, а следовательно, и потери раствора ирактиче K)I )1сключа)отея, так как частицы шлама располагаются цод сеткой, а ие сверху иа сетке, как I) виброситах. Это позволяет уменьшить размеры ячеек сетки до величин порядка 50 мкм, обеспечивающих протекание раствора через сетку. На существующих отечественных виброситах Mo?KHO очистить раствор от частиц размером 50 мкм, а на зарубежных — 150 мкм.

Очищенный раствор удаляется через патрубок 10. Удаление шлама из патрубка 5 осуществляется при помощи шнека 7. Клапан б открывается лишь в том случае, когда;шлам накапливается в количестве, достаточном для создания на него давления лопастями шнека.

При малом количестве шлама или при от* сутствии его клапан б закрыт, так как лона сти шнека могут создавать давление на него лишь при заполнении шламом патрубка 5.

Таким образом, наличие клавдиана:позволяет автоматически существлять сброс шлама по мере его накопления, что.до минимума сокращаетт потери раствора.

Крепление сит в емкости на гибких элементах 14 и их соединение посредством рычага 12 позволяет исключить металлическую раму, которая используется в виброситах для крепления сит. Это значительно повышает эффективность работы,вибратора за счет исключения энергозатрат на колебание рамы и гашение колебаний корпуса. Продольные колебания сит навстречу дру г другу позволяют уравновесить их инерционные силы.

Формула изобретения

1. Виброотстойник для очистки буровых растворов, содержащий емкость с коническим днищем, наклонные сита, расположенные в верхней части емкости в два яруса с зазором, вибратор, установленный на одном из сит, наклонную перегородку для отделения неочищенного раствора от шлама, входной и выходной,патрубки, расположенные соответственно ниже и .выше сит, отлич ающийся тем, что, с целью повышения степени очистки раствора от шлама, он снабжен размещенными вертикально в зазоре между ситами пластинами, четные из которых закреплены на верхнем сите, образуя гребенку, а нечетные— на нижнем сите.

2. Виброотстойник по п. 1, от л и ч а 1о щи йся тем, что сита соединены между собой шарнирно при помощи двустороннего рычага, а шламовый патрубок снабжен шнеком и подпру?киненным клапаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Неаггу duty LOV — profile solids separator offered» Drilling, 1971, v. 32, № 8, р. 12.

2. Патент ГДР № 41327, кл. 12d 1 01, 10.04.63.

572279

Составитель Е. Скосырева

Техред И. Михайлова Корректор Л. Брахнина

Редактор E. Хорина

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2087/10 Изд. ¹ 719 Тираж 947

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, !(-35, Рауьпская ваб., n,. 4/5