Газо-жидкостный сепаратор

 

()))819312

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.10.78 (21) 2675242/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.а

Е 21 В 43/34

Гоаударстненный квинтет

СССР (53) УДК 622.233..056 (088.8) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.81

N делан изобретений и открытий

)(72) Авторы изобретения

М. А. Шумков, И. К. Поддубный и В. Н. Платонов

Ф3

)7а .F-,,, (Vl ) Заявитель с FF,".-, :. 1, Р,))Т

I (54) ГАЗО-ЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к конструкциям забойных сепараторов, предназначенных для разделения аэрированной жидкости на газообразную и жидкую фазы.

Известен газо-жидкостный сепаратор, включающий корпус с отверстиями для отвода жидкости, шнек с постоянным шагом, направляющую втулку, два переходника, причем отверстия для отвода жидкости расположены ниже верхней кромки втулки (1).

Недостатком указанного сепаратора яв-1О ляется большое сопротивление газо-жидкостной смеси в сепараторе и большая турбулентность потока при выходе из сепаратора.

Наиболее близким решением из известных является газо-жидкостный сепаратор, включающий корпус с отверстиями, шнек с переменным шагом, переходники и направляющую втулку (2).

Недостаток указанного сепаратора заключается в снижении качества очистки газового потока от жидкости и недостаточном 20 пылеподавлении. Эти недостатки обусловлены конструктивными особенностями сепаратора.

Отверстия в корпусе для выноса жидкости за пределы сепаратора выполнены в зоне, где спираль шнека уже достаточно спрямлена. По мере продвижения потока по спиральному каналу величина центробежных сил уменьшается и на прямолинейном участке спирали приближается к нулю. Поэтому ничто не- мещает отделению частиц жидкости от стенок корпуса и их вторичному перемещению с газовым потоком. Кроме того, уменьшение величины центробежных сил проводит к уменьшению скорости истечения жидкости через отверстия в затрубное пространство и, как следствие, ухудшению пылеподавления.

Целью изобретения является повышение степени очистки газового потока от жидкости и улучшение пылеподавления.

Указанная цель достигается тем, что в корпусе в зоне изменения шага спиралей .шнека выполнена кольцевая проточка, а у основания кольцевой проточки в корпусе выполнены дополнительные отверстия.

Для повышения скорости истечения жидкости в затрубное пространство отверстия у основания кольцевой проточки выполне819312 ны по касательной к спиральному каналу, образованному спиралями шнека.

Для равномерного распределения жидкости в затрубном пространстве отверстия у основания кольцевой проточки равномерно расположены по ее периметру в соответствии со спиральным каналом.

На фиг. 1 — общий вид сепаратора, на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.

Газо-жидкостный сепаратор состоит из корпуса 1 с отверстиями 2, шнека 3, переходников 4 и 5, направляющей втулки 6; в корпусе 1 выполнена кольцевая проточка 7, а в зоне кольцевой проточки 7 в корпусе 1 выполнены дополнительные отверстия 8.

1О

В корпусе 1 размещены шнек 3 и направляющая втулка 6; сверху и снизу корпуса установлены переходники 4 и 5 соответственно, при этом втулка 6 примыкает к переходнику 5, образуя кольцевую канавку для сбора отсепарированной жидкости. Шнек 3

2О в своей нижней части (на выходе потока) выполнен с переменным шагом, а в верхней части (на входе потока) с постоянным шагом, при этом наружная кромка части шнека 1, размещенной в полости переходника 4, ограничена поверхностью конуса. Шнек 3 в корпусе 1 размещен так, что кольцевая проточка 7 и начальная зона увеличения шага спиралей шнека 3 расположены напротив друг друга.

25 зо

Сепаратор работает следующим образом.

Поток аэрированной жидкости проникает через переходник 4, достигает спиралей шнека 3, постепенно закручиваясь, разделяется на газообразную и жидкую фазы.

Жидкая фаза, как более тяжелая, отбра- 35 сывается центробежными силами к стенкам корпуса 1 и образует потоки, ограниченные спиралями шнека 3. По достижении максимальной скорости в зоне, где спирали шнека 3 начинают спрямляться (увеличивается их шаг), жидкость плавно сте- 4О кает в кольцевую проточку 7, собирается в ее основании и, не снижая скорости, через отверстия 8 выносится в затрубное пространство. В затрубном пространстве жидкость распыляется и смачивает твердые час- 45 тицы, вынесенные из забоя скважины, осуществляя пылеподавление. Газовый поток и часть жидкости, не успевшая выйти в затрубное IlpocTpBHcTBQ, движутся по каналам спрямляющейся части шнека 3; жидкость поступает в кольцевое углубление, образо- 50 ванное направляющей втулкой 6, переходником 5 и корпусом 1 и, по мере накопления, выносится в затрубное пространство через отверстия 2, осуществляя при этом предварительное смачивание твердых частиц. Газовый поток, освобожденный от жидкостей, подается через переходник 5 к пневмоударному инструменту.

Технико-экономическая эффективность газо-жидкостного сепаратора заключается в следующем:

1. Газо-жидкостные сепараторы не усложняют технологию ведения буровых работ и не требуют дополнительных затрат времени на их установку.

2. Вынос жидкости при ее максимальной скорости повышает качество разделения аэрированного потока на газообразную и жидкую фазы, улучшает очистку забоя скважины от бурового шлама и сокращает время на продувку скважины при наращивании буровых штанг в процессе бурения.

3. Стойкость бурового инструмента (коронки) при бурении с сепаратором на 22О/о выше, чем без сепаратора.

4. Среднесменная производительность станка, снабженного сепаратором, на 20О/o выше, чем без сепаратора.

5. Износ внутренней поверхности корпуса пневмоударника при бурении с сепаратором уменьшается на 40 /ц, а износ бойка по диаметру в момент выхода его из строя— в 2,5 раза.

6. Истечение жидкости при высокой скорости способствует ее распылению и более ин тенсивному смачиванию наиболее мелких(пылевидных) твердых частиц в затрубном пространстве; запыленность на рабочем месте бурильщика при работе с сепаратором не превышает санитарных норм.

Применение газо-жидкостных сепараторов при бурении глубоких скважин погружными пневмоударниками позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели буровых работ, используя наиболее простой и эффективный метод борьбы с пылеобразованием — работу пневмоударников на воздушно-водяной смеси.

Формула изобретения

1. Газо-жидкостный сепаратор, включающий корпус с отверстиями, шнек с переменным шагом, переходники и направляющую втулку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газового потока от жидкости и улучшения пылеподавления, в корпусе в зоне изменения шага спиралей шнека, выполнена кольцевая проточка, а у основания кольцевой проточки в корпусе выполнены дополнительные отверстия.

2. Газо-жидкостный сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости истечения жидкости в затрубное пространство, отверстия у основания кольцевой проточки выполнены по касательной к спиральному каналу, образованному спиралями шнека.

3. Газо-жидкостный сепаратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения жидкости в затрубном пространстве, отверстия у основания кольцевой проточки равномерно располо819312

A зрироЬгпная ,у идкислы

Яо1а иг.

Составитель В. Борискина

Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Тираж 627 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Авдейчик

Заказ 834/4 жены по ее периметру в соответствии со спиральным каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 350957, кл. Е 21 С 37/00, 17.03.70, 2. Авторское свидетельство СССР № 368399, кл. Е 21 С 37/00, 18.03.70.