Установка для приготовления и обработки бурового раствора "упор

 

()874965

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

4 .г

»» (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.02.80 (21) 2879375/22-03 (51) М.К . с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 В 21/06

Гоаударственлмй комлтет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39 по делам кэворетеммй и отхрнтий (53) УДК 622 243 .144.2 (088.8) Дата опубликования описания 28.10.81

Р. М. Беккер, В. С. Крон и М. М. К зьменко т

1 (72) Авторы изобретения т

Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения Министепства геологии СССР

171) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

БУРОВОГО РАСТВОРА «УПОР»

Изобретение относится к бурению, в частности к приготовлению и обработке бурового раствора, и может быть использовано для интенсификации врроцессов массо- и те1тлообмена в гемогенных и гетерогенных средах.

Известна установка для. обработки . и приготовления бурового раствора, содержащая емкости для бурового раствора, емкости для сыпучих материалов, связанные независимыми пневмотранспортными .линиями с приемным бункером, гидротранспорт и гидросмесительное устройство, выполненное в виде двух эжекторов, объединенных общим приемным бункером, один эжектор соединен с приемной емкостью, а другой — с емкостью приготовления раствора, связь эжекторов с емкостями осуществля-. ется независимым 1т гидротранспортиымИ линиями f1) .

Недостатками этой установки являются низкое качество получаемого бурового раствора, которое вызвано неспособностью гидрос меси тел я обеспечить однородность и высокодисперсность бурового раствора, .сложность гидротраиспортных линий, не2 надежная работа при обработке пенящихся растворов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для приготовления и обработки бурового раствора, содержащее емкости для сыпуз чих материалов, емкости для бурового раствора, диспергаторы и смеситель, причем выходной патрубок смесителя связан с входным патрубком диспергатора 12), Недостатком данной установки является то, что нельзя продиспергировать весь объ.ем раствора, находящегося в осредиительной емкости из-эа застойных эон в этой емкости, в результате чего снижается качество приготовления раствора. т%, Цель изобретения — повышение качества приготовления раствора за счет исклю-чения образования застойных зон.

Поставленная цель достигается тем, что диспергатор выполнен .с отводящим узлом со спиральными каналами, а смеситель— хо в виде лопастной мешалки с закрепленными на емкости отражающими перегородками и с перфорированным в нижней части патрубком, установленными копцентрично

874965

3 друг другу, причем смеситель и диспергатор установлены в емкости, а лопасти мешалки расположены ниже перфорированного участка патрубка.

На фиг. 1. изображена схема установки для приготовления и обработки бурового раствора (обвязка емкостей для бурового раствора условно не показана); на фиг. 2— смеситель.

Установка для приготовления и обработки бурового раствора включает емкостн l для сыпучих материалов, пневмотранс,портные линии 2, емкость 3 для приготовления бурового раствора, приемную емкость

4 для обработки бурового раствора, посту:пающего из скважины, диспергаторы 5, вертикально погруженные в буровой раствор и смеситель 6.

Смеситель 6 выполнен в виде камеры 7 смещения с отражательными перегородками 8 и коаксиально расположенным перфорированным в нижней части патрубком 9, внутри которого установлен перемещающий узел 10, снабженный высокоскоростной мешалкой l l с наклонными лопастями. Ка мера 7 смешения выполнена в виде цилиндрической емкости с патрубком !2 в нижней части. Перфорированный патрубок 9.в верхней части выполнен с воздухоотводом 13, фильтром 14 и подводящими патрубками 15.

Патрубок 9 установлен так, что его нижняя часть с перфорацией погружена в обрабатываемый раствор, находящийся в смесительной камере 7.

Диспергатор 5 включает отводящий узел

16 с водным патрубком 17, который функционально связан с отводящим патрубком

l2 камеры ? смешения и установлен так, что его отводящий узел 16 погружен в обрабатываемый раствор.

Установка для приготовления и обработки бурового раствора работает следующим образом.

При приготовлении бурового раствора камера 7 смешения установлена так, что ее верхний обрез находится ниже уровня исходной воды, заполняющей емкость 3.

Сыпучие материалы различного состава и в заданных количествах поступают из емкостей 1 по пневмотранспортным линиям 2 в смеситель 6, установленный в емкости 3, через подводящи патрубки 15 и.попадают в патрубок 9, а точнее на поверхность воды, ограниченную стенками патрубка 9. Воздух, попавший вместе с сынучимн материалами в патрубок 9, выходит через фильтр 14 и воздуховод 13 в атмосферу, а сыпучие материалы, благодаря разрежению, создаваемому перемешивающим узлом 10, снабженным лопастной мешалкой 11, затягиваются в камеру 7 смешения, где происходит интенсивное их перемешивание с водой. Интенсивность перемешивания обеспечивается BblcoKocKopocTHQA мешалкой 11, создающей в камере 7 смешения окружной поток с высокой осред1

4 ненной скоростью и отражательными перегородками 8, которые к тому же препятствуют возникновению гидравлической воронки и, как следствие, оголению мешалки 11 перемешивающего узла 10. Перфорация патрубка 9 позволяет поддерживать в нем необходимый уровень жидкости. Хорошо перемещенная суспензия, благодаря напору, создаваемому мешалкой l l перемешивающего узла 10, вытесняется из камеры 7 смешения через патрубок 12, находящийся у ее днища. Вытесненная из камеры 7 смешения суспензия через входной патрубок 17 попадает в диспергатор 5, где подвергается акустическому воздействию ультразвуковых волн. Продиспергирован1Э ный раствор выбрасывается в емкость 3 через спиральные каналы отводящего узла lfi диспергатора 5, погруженного в раствор, создавая в нем окружной поток, препятствующий возникновению застойных зон в емкости 3 и осаждению в ней тверщ дой фазы.

Вода, более легкая, чем продиспергированный раствор, постоянно переливаясь через верхний обрез камеры 7 смешения, попадает в нее, где перемешивается с сыпучими материалами, поступающими в эту же камеру, образуя суспензию, которая затем вновь поступает в диспергатор 5.

По окончанию ввода сыпучих материалов циркуляция раствора в емкости 3 поддерживается смесителем 6 и диспергатором 5 до тех пор, пока не будут получены ° устойчивые структурно-механические свойства приготовляемого бурового раствора.

Готовый раствор из емкости 3 поступает при необходимости либо в запасные емкости (не показанные), либо в приемную ем3s кость 4.

При обработке циркулирующего через скважину бурового раствора сыпучими материалами (мел, соль, барий и др.) раствор из блока очистки (не показан) попадает в камеру 7 смешения, установленную в при4в емной емкости 4, так что верхний. обрез камеры смешения выступает над уровнем раствора, находящегося в емкости 4, Сыпучие материалы из емкости по пневмотранспортным линиям 2 через подводящие патрубки 15 смесителя 6 попадают в патрубок 9 и из него в камеру 7 смешения, в которой происходит интенсивное перемешиванне сыпучих материалов с циркулирующим буровым раствором. Полученная однородная смесь напором мешалки I l перемеши50 вающего устройства. 10 вытесняется из камеры 7 смешения через отводящий патрубок 12 к входному патрубку 17 диспергатора 5, которые (патрубки) в данном случае не соединены между собой.

При утяжеления раствора диспергатор 5 не работает и вытесненный из камеры 7 смешения в емкость 4 раствор диспергированию не подвергается, а во всех остальных случаях химической обработки бурово874965

Формула изобретения

Юи ра из сй ны

ro раствора диспергатор 5 работает, при этом вытесненный из камеры 7 смешения раствор поступает во входной патрубок 17 диспергатора 5, затем в его рабочую полость, после чего обработанный раствор выбрасывается через спиральные каналы отводящего устройства 16 наружу, и емкость, создавая окружной поток раствора, который, способствуя лучшему перемешиванию обрабатываемого раствора, препят-. ствует возникновению мертвых зон в емкости

4 и осаждению твердой фазы.

По окончании ввода сыпучих материалов смесительное устройство 6 и диспергатор 5 отключают от электросети. Буровой раствор, поступающий в камеру 7 смешения, самотеком вытекает из нее через отводящий патрубок 12 в емкость 4, которая подключена к буровым насосам.

Экономичность установки достигается за счет сокращения времени приготовления и обработки бурового раствора, что обуславливается устранением непроизводительных операций, связанных с удалением воздуха из гидротранспортных линий и с очисткой гидросмесителя от сыпучих материалов, забивших его во время падения давления в нагнетающем трубопроводе центробежного насоса.

Сокращению времени приготовления высокодисперсного бурового раствора с устойчивыми структурно-механическими свойствами способствует и надежная работа диспергатора.

Надежность работы диспергатора обеспечивается его конструкцией,- позволяющей использовать его вертикально погруженным в раствор, в результате чего устраняется подсос воздуха в рабочую полость диспергатора, провоцирующий вспенивание раствора, нагрев рабочих органов за счет ик естественного охлаждения обрабатываемым раствором, находящимся в емкости, и, самое главное, обеспечивается поступательное движение содержащегося в растворе воздуха снизу вверх; что устраняет возможность его скапливания у входа в рабочую полость диспергатора и. как следствие. разрыв гидравлической струи.

Установка для приготовления и обработки бурового раствора, содержащая емкости для сыпучих материалов, емкости для бурового раствора, диспергаторы и смеситель, выходной патрубок которого связан с входным патрубком диспергатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества приготовления раствора за счет исключения образования застойных зон, дисперга в тор выполнен с отводящим узлом со спиральными каналами, а смеситель — в виде лопастной мешалки с закрепленными на емкости отражающими перегородками и с перфорированным в нижней части патрубком, установленными концентрично друг другу, причем смеситель и диспергатор установлены в емкости, а лопасти мешалки расположены ниже перфорированного участка патрубка.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 570692, кл. Е 21 В 21/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 717277, кл. Е 21 В 21/00, 1977 (про3S тотип).

8749G5

Составитель Е. Молчанова

Редактор В. Данко Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак

Заказ 9282/53 Тираж 630 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам нэобретеннй н открмтнй

Il3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская нв6., д. 4/5

Фнлнал ППП «Патент». r. Ужгород, ул, Проектная, 4