Система автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов

 

ОПИ-СИЗОБР ())) 664964

Союз Советских

Сациалистйческих

Республик

К АВТОРСКОМУ (б1) Дополнительное к (22) Заявлено 12.04.76 ( с присоединением (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.0 (45) Дата опубликован (51) M. Кл Е 21В 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243.144 (088.8) (72) Авторы изобретения

У, Д. Мамаджанов, С. А. Алехин, А. Я. Султанов, В. М. Бахир, Ю. H. Соколов и А. С. Лагуткин

Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к автоматическим системам для регулирования процессов разделения твердой фазы в буровых растворах, пульпах и суспензиях и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при бурении скважин, а также в горнорудной промышленности, химической и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для очистки буровых растворов при помощи электрофореза, включающее источник постоянного тока и систему электродов с автоматическим удалением нарастающей на аноде глинистой корки специальным ножом (1).

Недостатком этого устройства является необходимость миогоцикловой обработки раствора из-за локального воздействия электрического поля на частицы глинистой фазы в результате малой площади контакта электродов с буровым раствором.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов, содержащая плоскопараллельные электроды, подключенные через автоматический переключатель полярности к источнику постоянного тока, и датчик контроля концентрации твердой фазы выходящего бурового раствора, соединенный с приводом выпускной заслонки (2i.

Однако в этой системе недостаточно высоко качество очистки буровых растворов, а поддержание процесса в оптимальном режи. ме представляет значительную сложность.

5 Цсль изобретения — улучшение качества очистки путем отделения мелкофракционной твердой фазы.

Для этого система снабжена регулятором набора электродов, датчиком контроля рас10 хода, датчиком контроля плотности бурового раствора и блоком управления, ко входам которого подключены выходы датчиков контроля плотности, расхода и концентрации твердой фазы, при этом один из выходов блока

15 управления подключен к входу регулятора набора электродов непосредственно, а второй — через автоматический переключатель полярности.

На чертеже представлена принципиальная

20 схема системы автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов.

Система состоит из плоскопараллельных электродов 1, помещенных в емкость 2, через которую движется буровой раствор, и соеди25 ненных через регулятор 3 набора электродов н автоматический переключатель 4,полярности с источником 5 постоянного тока. На входе в емкость 2 установлены датчик б контроля расхода и датчик 7 контроля плотности по30 ступающего в емкость бурового раствора, ко604964

3 торые соединены через блок 8 управления с регулятором 3 набора электродов. (1а выходе емкости 2 установлен датчик 9 .контроля концентрации твердой фазы выходящего раствора, соединенный с приводом выпускной заслонки 10 и входом блока 8, выход которого соединен с автоматическим переключателем 4 полярности.

Система работает следующим образом.

Буровой раствор, поступая в емкость 2, проходит между пластинами электродов 1.

1!од действием поля электрического тока частицы твердой фазы раствора приобретают отрицательный заряд и осаждаются на положительном электроде в виде плотной пасты. В первый момент нарастание глинистой корки на аноде происходит интенсивно, затем, по мере роста корки, сопротивление между пластинами растет, ток уменьшается и отложение твердых частиц резко снижается. В этот момент переключатель 4 полярности тока по команде реле времени (на чертеже не показано), настроенного на определенную длительность временного интервала, изменяет,полярность на электродах 1. 11ластина электрода, на котором отложилась глинистая корка, становится отрицательно заряженной и отталкивает глинистую корку, которая потоком жидкости относится к очистным устройствам типа вибросит и сбрасывается в отвал. Эффективность очистки бурового раствора зависит от количественного содержания твердои фазы в растворе и его расхода. Чем оольше плотность раствора и его расход, тем большее количество парных электродов необходимо вводить в зону очистки, а скорость осаждения твердых частиц на положительном электроде и оптимальность времени нарастания глинистой корки зависят от реологических свойств раствора, физико-химических свойств глинистых минералов и фракционного состава твердых частиц. Чем оольше, например, вязкость раствора, тем медленнее происходит перераспределение твердой и жидкой фаз, тем медленнее происходит процесс электрофореза. Ы случае увеличения расхода или плотности раствора, входящего в емкость 2, сигнал от датчика 6 контроля расхода и датчика 7 контроля плотности поступает на блок 8 управления, выход которого подключен к регулятору 3 набора электродов.

Ьлок 8 выдает команду регулятору 3 на последовательное (через определенные интервалы времени) подключение парных электродов 1 к источнику 5 питания до тех пор, пока в выходящем из емкости 2 буровом растворе не установится заданная концентрация твердой фазы, контролируемая датчиком 9, который также соединен с блоком 8. В случае, если все электроды 1 введены в работу, а количество твердой фазы остается выше заданной концентрации, датчик контроля концентрации выдает команду приводу регулируемой выпускной заслонки 10 на ее прикрытие и одновременно сигнал на блок 8, выход кото10 рого соединен с автоматическим переключателем полярности для уменьшения интервала времени переключения полярности на электродах 1. При изменении расхода или,плотности раствора в сторону уменьшения и сниже15 ния концентрации твердой фазы в выходящем растворе цикл работы системы повторяют в обратном порядке.

В районах, где разбуриваемые породы представлены глинами и сланцами, а раствор

20 в результате самозамеса содержит до 50—

60% твердой фазы, что приводит к неэффективной работе известных устройств и систем, описанное изобретение найдет особенно широкое применение.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов, содержащая плоскопараллельные электроды, под30 ключенные через автоматический переключатель полярности к источнику постоянного тока, и датчик контроля концентрации твердой фазы выходящего бурового раствора, соединенный с приводом выпускной заслонки, от35 личающаяся тем, что, с целью улучшения качества очистки .путем отделения мелкофракционной твердой фазы, она снабжена регулятором набора электродов, датчиком контроля расхода, датчиком контроля плотно40 сти оурового раствора и блоком управления, ко входам которого подключены выходы датчиков контроля плотности, расхода и концентрации твердой фазы, при этом один из выходов блока управления подключен ко вхо45 ду регулятора наОора электродов непосредственно, а второй — через автоматический переключатель полярности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. 1!ржыкрыла И. Применение электрофореза для очистки глинистого раствора. Сборник докладов под ред. Н. И. 1 иткова, М,, 1965.

2. Заявка М 219б799, кл. В 04С 11/00, 1975, 55 по которой, принято решение о выдаче авторского свидетельства СССР, 604964

Подписное

Заказ 509/3 Изд. № 374 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Чижикова

Редактор Е. клайч Техред Н. Рыбкина Корректоры: Л. Денискина и Н. Федорова