Устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1592433

Союз Советских.Социалистических, Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.10.76 (21) 2416966/29-33 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет— (43) Опубл 15.02.78. Бюллетень 4 б (45) Дата опубликования описания 25.01.78 (51) М.1(л. В 01 F 11/02

G 05D 19/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.9.048 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. А. Алехин, Э. Б. Кузнецов и P. И. Борн (71) Заявитель Среднеазиатский филиал Специального конструкторского бюро Всесоюзного научно-производственного объединения «Союзгазавтоматика» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВОЗБУЖДЕНИЯ КАВИТАЦИИ

В БУРОВЫХ РАСТВОРАХ

Изобретение относится к устройствам для регулирования процессов диспергирования твердой фазы буровых растворов путем возбуждения кавитационных явлений и может быть применено в нефтегазодобывающей промышленности при бурении скважин.

Известно устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в жидкости, содержащее широкополосный приемник звукового давления и электронно-усилительный блок (1). Это устройство позволяет измерить энергию инициирующего акустического поля и интерпретировать по ней количесгво кавитационных пузырьков.

Известно и другое устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний (2).

В этих устройствах при одной и той же интенсивности акустических излучений и равномерной подачи газа в зону возбуждения кавитации при различных режимах движения в жидкости могут быть варианты, когда при малых скоростях потока может образоваться газовый пузырь, который будет демпфировать кавитационное явление.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства. Это достигается тем, что устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний, снабжено датчиками давления и скорости потока, элементом сравнения и газоподводящей трубкой с регулятором расхода, установленной в трубопроводе, внутри которого расположены датчики давления и скорости потока, причем акустические излучатели концентрично расположены внутри трубопровода, а датчики давления и скорости потока подключены к соответствующему входу элемента сравнения, выход которого соединен с регулятором расхода.

Предлагаемое устройство представлено на

15 чертеже. Устройство содержит трубопровод 1, акустические излучатели 2, генератор колебаний 3, элемент сравнения 4, газоподводящую трубку б с соплом 6 и с регулятором 7, датчик давления 8 и датчик скорости пото20 ка 9.

Устройство работает следующим образом.

При протекании бурового раствора по трубопроводу 1 акустические излучатели 2, работающие в резонансе, создают в точке пересечения акустических волн зону повышенного переменного давления, так называемую зону пучности давления. Это явление способствует зарождению и развитию кавитационных полостей, При введении в такую зону газообразной фазы, особенно при ее пе592433 ремещении вдоль оси движения жидкости, возникают так называемые перемещающиеся квазистационарные суперкаверны. Такие каверны имеют большой запас потенциальной энергии и при встрече с твердыми частицами они схлопываются, образуя взрывы с давлением в сотни и тысячи атмосфер.

При взрыве частицы твердой фазы подвергаются дробящему воздействию..Кроме того, захлопывание каверн ведет с возмущениям в потоке жидкости, что повышает степень гомогенизации и диспергирования твердой фазы.

При небольших скоростях потока интенсивная подача газа через газоотводящую трубку 5 может привести к образованию и росту газового пузыря, который ослабит или погасит вовсе акустические колебания, а значит и ликвидирует кавитационные явления.

Поэтому для контроля изменения скорости потока раствора установлен датчик скорости потока, который при уменьшении скорости выдаст сигнал через регулятор расхода газа на уменьшение подачи газа и наоборот. Кроме того, образующиеся при интенсивном воздействии акустических колебаний зоны пучности давления представляют собой синусоидальные колебания давления в жидкости, в которых при отрицательной амплитуде кавитационные зародыши растут до кавитационных полостей и при положительной амплитуде схлопываются.

Как было сказано выше, интенсивность роста кавитационных полостей зависит от свойств и состояния жидкости и наличия в ней твердых частиц и газовых пузырьков.

Определенное сочетание этих факторов при одной и той же интенсивности акустических колебаний может усиливать или ослаблять кавитационные явления, что будет зарегистрировано датчиком давления 8. Сигналы от датчика скорости потока раствора 9 и датчика давления 8 поступают на элемент сравнения 4, где в зависимости от соотношения входящих сигналов выдается сигнал на оптимальный расход газа через регулятор 7 для оптимального поддержания режима кавитации.

Формула изобретения стройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний, о т л и ч а юш, е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, оно снабжено датчиками давления и скорости потока, элементом сравнения и газоподводящей трубкой с регулятором расхода, установленной в трубопроводе, внутри которого расположены датчики давления и скорости потока, причем акустические излучатели концентрично расположены внутри трубопровода, а датчики давления и скорости потока подключены к соответствующему входу элемента сравнения, выход которого соединен с регулятором расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 304987, кл. В 06 В 1/20, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 337154, кл. В 06 В 1/02, 1970.

592433

Составитель Л. Шарова

Техред А. Камышникова

Редактор Э. Шибаева

Корректор В. Гутман

Подписное

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1014/2069 Изд. _#_ 211 Тираж 947

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5