Устройство для приготовления бурового раствора

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающее емкость для перемешивания раствора с впускными и выпускными отверстиями , установленную в ней полупроницаемую перегородку, которая делит емкость на дополнительную и рабочую камеры, перемешивающий орган с приводом, источник постоянного тока, положительный полюс которого подключен к емкости, а отрицательный полюс - к перемешивающему органу, от. личающееся тем, что, с целью повышения диспергирующего воздействия на твердую фазу, емкость выполнена герметичной, а перемешивающий орган выполнен в виде перфорированных поршней, установленных с возможностью перемещения относительно продольной оси. (Л 00 со сд о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(59 Е 21 В 21 06 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2705502/22-03 (22) 16.01.79 (46) 23.12.83. Бюл. )) 47 (72) Р. И. Борн (71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (53) 622.243.144.2(038.8) (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающее емкость для перемешивания раствора с впускными и выпускными отверстиями, установленную в ней полупроницаемую перегородку, которая делит емкость на дополнительную и рабочую камеры, перемешивающий орган с приводом, источник постоянного тока, .положительный полюс которого подключен к емкости, а отрицательный полюс — к перемешивающему органу, о т,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения диспергирующего воздействия на твердую фазу, емкость выполнена герметичной, а перемешивающий орган выполнен в виде перфорированных поршней, установленных с возможностью перемещения относительно продольной оси.

89516О

30

2. Устройство по п. 1, о т л и1ч а ю щ е е с я тем, что отверстия

Изобретение относится к приготовлению буровых растворов путем диспергирования твердой фазы и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности при бурении скважин.

Известны устройства для приготовления растворов типа бисерных мельниц, включающие размольную камеру с помещенным в нее валом с дисками и мелющие тела.

Наиболее близким техническим решением является устройство для приготовления бурового раствора, включающее емкость для перемешивания раствора с впускными и выпускными отверстиями, установленную в ней полупроницаемую перегородку, которая делит емкость на дополнительную и рабочую камеры„перемешивающий орган с приводом, источник постоянного тока, положительный полюс которого подключен к емкости, а отрицательный полюс — к перемешивающему органу.

Недостатками такого устройства является слабая интенсивность разрушения слежившихся агрегатов.

Целью изобретения является повышение эффективности диспергирующего воздействия на твердую фазу.

° Поставленная цель достигается тем, что емкость выполнена герметичной, а перемешивающий орган выполнен в виде перфорированных поршней, установленных с возможностью перемещения относительно продольной оси, причем отверстия одного поршня смещены относительно отверстий второго поршня.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит емкость для приготовления раствора, в которой боковые стенки 1 выполнены из диэлектрического (неэлектропроводного) материала, а торцовые стенки 2 выполнены их электропроводного материала.

Полупроницаемая перегородка 3 делит емкость на дополнительную каме ру 4 для скопления кислых продуктов электрохимических реакций и рабочую камеру 5.

Внутри размольной камеры размещены поршни б с насоосными сквозными отверстиями 7. Торцовые стенки 2 соединены с положительным полюсом одного поршня смещены относительно отверстий второго поршня. источника постоянного тока 8, а поршни б соединены с отрицательным полюсом источника тока 8.

Входной патрубок 9 размольной ка5 меры оборудован обратным клапаном

10 и вентилем 11. Камеры 4 оборудованы выкидными патрубками 12, снабженными обратными клапанами 13 и вентилями 14.

)(Рабочие камеры 5 также оборудованы выкидными патрубками 15 с обратными клапанами 16 и вентилями 17.

Буровой раствор поступает в камеру из емкости 18, а обработанный раствор поступает в емкость 19. Продукты кислых реакций сбрасываются в емкость 20.

Поршни 6 приводятся в действие с помощью двигателя 21.

Устройство работает следующим образом.

При включении двигателя 21 поршни резко движутся к торцевым стен™ кам 3, создавая зону разрежения между поршнями. При этом открыт вентиль 11 и из емкости 18 по входному патрубку 9 через обратный клапан

1Q в межпоршневое пространство полости 5, увеличивающееся по мере движения поршней б друг от друга к торцевым станкам 2, поступает обрабатываемый раствор.

В следующий момент, когда поршни б резко движутся навстречу друг другу, обрабатываемый раствор, находящийся между поршнями, подвергается диспергированию. Диспергирование происходит под действием следующим факторов. Раствор при сближении поршней дросселируется на мелкие струйки, проходя через отверстия 7

) в поршнях; в пространстве между поршнями создается повышенное давле1 ние, тогда как в пространствах между поршнями и торцовыми стенками образуются эоны пониженного давления (.разрежения ). Таким образом, резкий перепад давления в струях раствора, проходящих через отверстия поршней, обусловленный ростом давления между поршнями и разрежением за ними, создает турбулизацию пото ка, которая повышается за счет выполнения отверстий одного поршня смещенными относительно отверстий другого (в ша"матном порядке ). Турбулизация потока раствора приводит

895160

Составитель Е.Молчанова

Редактор С.Титова Техред T.Ôàíòà Корректор Г. Решетник

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1063 /7

Филиал ППП "Патент", . Ужгород, ул. Проектная, 4 к интенсивному перемешиванию раствора и измельчению его твердой фазы.

В момент сближения поршней в обратные клапаны 13 и 16 не позволяют поступать раствору из емкостей

19 и 20 за счет подсоса, создаваемого в результате разрежения в рабочей камере полости 5, а обратный клапан

10 не пропускает раствор иэ камеры обработки в патрубок 9, таким образом, весь объем раствора, находящийся в межпоршневом пространстве, при сближении поршней 6 выжимается через отверстия 7 в запоршневые пространства.

В следующем цикле, когда поршни 6 начинают двигаться друг от друга к торцовым стенкам 2, благодаря тому, что суммарная площадь поверхности поршня б всегда большие суммарной площади отверстия 7, продиспергированный буровой раствор выжимается поршнями 6 в емкость 19 через обратные клапаны 13 и 16 и вентиль 17 по выкидному патрубку 15. Одновременно в межпоршневое пространство под действием разрежения поступает необработанный буровой раствор из емкости 18 через вентиль 11 и обратный клапан 10 по входному патрубку 9

Для многократной обработки одной порции раствора необходимо перекрыть вентили 11, 14 и 17, тогда обрабатываемый раствор будет подвергаться диспергированию, перетекая через отверстия 7 в поршнях из эоны повышенного давления в зону разрежения.

Величина отверстий в поршнях должна лыть больше максимального, размера твердой частицы с тем, чтобы не проиеошло закупорки отверстий, но меньше величины комка иэ слипшихся частиц, который будет разбиваться о плоскости поршней за счет соударения и раздавливания.

Одновременно при подключении по-. ложительного полюса источника тока 8 к торцовым стенкам 2, а отрицательного полюса — к поршням б, между

10 поршнями б и торцовыми стенками

2 возникает электрическое поле постоянного тока, который приводит к резкому повышению рН раствора в зоне отрицательного электрода (порш15 ня б ), а в зоне положительного элек трода (в камерах, образованных торцовыми стенками 2 и полупроницаемыми перегородками 3), формируются про. дукты кислых реакций, которые удаля2О ются в момент движения поршней б к торцовым стенкам 2 через выкидные патрубки 12 и вентиль 14 в емкость

20. Выполнение перегородок 3 полупроницаемыми обеспечивает предотвра25 щение поступления продуктов кислых реакций в рабочие камеры 5.

Таким образом, происходит диспергирование бурового раствора за счет протекания его через отверстия поршней, что позволяет резко повысить интенсивность диспергирующего воздействия беэ увеличения энергетических затрат, а только за счет конструктивного исполнения устройства.

Кроме того, дополнительным преиЗ5 муществом устройства является то, что оно может работать и как диспергатор, и как насос.