Центрифуга

 

3. Я. Любовицкий, Е. Д. Каневский, И. П. Фучила "- - .:",> ;1. и Н. Н. Ногач т

;;4f (.L, центральная научно-исследовательская лабор тории-, Производственного объединения Укрнефть (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) IlEHTPH ФУГА

Изобретение касается очистки бурового раствора от шлама при бурении нефтяных и газовых скважин и может найти применение для отделения твердой фазы суспензий и в других отраслях промышленности.

Известна центрифуга, включающая ф:. фильтрующий ротор и вибропривод ротора с неуравновешенными грузами $1), К недостаткам этого устройства относится низкая производительность процес. са разделения жидкой и твердой фаз.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой центрифуге является центрифуга, содержащая раму, установленный на полом вертикальном валу конический перфорированный ротор, привод и устройство для сообщения- ротору осевых вибраций(2) .

Недостатком этой центрифуги является низкая производительность разделения "жидкой и твердой фаз с мало отличными друг от друга удельными весами (например, бурового раствора и шлама).

Последнее обусловлено, с одной сторо» ны, отсутствием в конструкции элемента, обеспечивающего принудительное вытеснение на стенку ротора очищаемой от твердой фазы суспензии, с другойвозможностью .прямого попадания исходного продукта в зону отвода сгутценной фракции.

Кроме этого, конструктивное исполнение устройства для сообщения ротору осевых вибраций не позволяет осуществ лять процесс очистки на технопогически обоснованных режимах. Это также отрицательно сказывается на производительности процесса.

Цель изобретения — повышение производительности при очистке буровых растворов.

Поставленная цель достигается тем, 20 чго в центрифуге, содержащей раму, установленный на полом вертикальном валу конический перфорированный ротор, привод и устройство для сообщения ротору осевых вибраций, вал ротора имеет продольные

Для вывода фугата в раме 1 имеются полость 1.3 и патрубок 14, а для нагрузки твердой фазы — полость 15 и патрубок

16. Разобщение соответствуюншх полостей осуществляется при помощи лабиринтного уплотнения 17. центрифуга снабжена приводом 18, который включает электродвигатель -19 и

45 две клиноременные передачи 20 и 21.

Ведущие шкивы 22 и 23 передач 20 и

21 установлены на одном. валу. Ведомые шкивы 24. и 25 соответственно предназначены для вращения вала 5 и сообщения движения вибропрнводу 26. Для этого на шкиве 25 имеется эксцентриковая расточка 27.

Вибропривод 26 ротора 6 выполнен в виде узла, корпус 28 которого жестко закреплен на раме 1, и включает под55 пружиненный упор 29 и взаимодействующий с ним ролик 30, закрепленный на роторе 6.

3 97148 пазы для ввода очишаемого раствора, в полости вала размещен неподвижный шнек, шаг витков которого уменьшается в направлении движения раствора, снаружи к валу прикреплены меньшими основаниями конусообразные тарелки, при этом в роторе расположены радиальные перегородки, соединенные упруго с его стенкой, а устройство для сообщения ротору осевых вибраций включает по меньшей мере один, 10 жестко укрепленный на раме подпружиненный упор и взаимодействующий с ним ролик, закрепленный на роторе, На фиг. 1 представлен общий вид центрифуги, разрез, на фиг. 2 — узел 1, на. фиг. 1", на фиг. 3 — узел демпфирования; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 5 — узел П на фиг. 4. центрифуга содержит раму 1, питающую трубу 2 и смонтированный в уплотненных 20 подшипниковых узлах 3 и 4 на вертикальном полом валу 5 конический перфорированный ротор 6. Вал 5 ротора 6 имеет продольные пазы 7 для ввода очишаемого раствора, в его полости установлен непод-25 вижный шнек 8, шаг витков которого уменьшается в направлении движения раст» вора, а снаружи к валу прикреплены меньшими основаниями конусообразные тарелки 9, связанные ребрами 10. В роторе 50

6 расположены радиальные перегородки

11, входящие в пазы ребер 10. Внутри пазов размещены резиновые кольца 12.

Перегородки ll, ребра 10 и кольца 12 образуют в комплексе узел демпфирования осевых колебаний.

9 4 -:, "4, Центрифуга работает следукецйм образом.

Электродвигатель 19 через клиноременную передачу 20 приводит во вращение вал 5.

Одпцаемый буровой раствор поступает по трубе 2 в полость вала 5 и приводится во вращательное движение. Возникающая при этом центробежная сила способствует прижаппо очищаемого раствора к стенке, а вес его и сила трения с . поверхностью шнека 8 обеспечивают отставание раствора от вращающегося вала.

Таким образом, раствор начинает вращать. ся с угловой скоростью, меньшей, чем угловая скорость вала. При этом благодаря неподвижности шнека 8 очишаемый раствор получает относительное движение вдоль его оси, совершая абсолютное движение по винтовой траектории. Поверхность трения у шнека 8 должна быть в несколько раз больше, чем внутренняя цилиндрическая поверхность вана 5.

Благодаря тому, что шнек 8 выполнен напорным, т.е. с уменьшающимся книзу объемом межвиткового пространства, раст- вор на входе в пазы 7 вала 5 поджимается. Это обеспечивает эффект принудительной подачи очищенного раствора на поверхность ротора 6.

После вытеснения из пазов 7 очищаемый раствор попадает на тарелки 9. Последние, с одной стороны, препятствуют прямому попаданию исходного продукта в полость 15, с другой - обеспечивают сообщение движения очишаемому раствору.

Таким образом, очишаемый раствор приходит к стенке ротора 6 обладая уже некоторой линейной скоростью.

В свою очередь вертикальные радиальные ребра 10 образуют лопастную систему, что способствует выравниванию уровня центробежных скоростей по объему ротора.

При вращении шкива 25 расточкой 27 осуществляется периодическое отжатие упора 29. Прн этом он выдвигается, обеспечивая наезжанне ролика 30. Благодаря жесткой связи ролика 30 с ротором 6 последний смещается вниз, а затем под действием упругой реакции колец 12 возвращается в исходное положение. Частоту и амплитуду вибрации в зависимости от физико-химических параметров бурового раствора можно регулировать числом роликов 30 и их положением по высоте относительно упора 29. Реакция силы, припоженной к этому упору, воспринимает- ся рамой 1 центрифуги.

5 971489 6

Применение предлагаемой центрифуги, очишаемого раствора, в полости вала разпозволит повысить производительность мешен неподвижный шнек, шаг витков копроцесса очистки бурового раствора. При торого уменьшается в направлении движеэтом улучшаются условия для разделения ния раствора, снаружи к валу прикреплены фаз, реализуется возможность регулиро- $ меньшими основаниями конусообразные вать амплитуду и частоту вибрации ротора тарелки, при этом в роторе расположены и уменьшается вероятность забивания радиальные перегородки, соединенные сита. утгруго с его стенкой, а устройство для сообщения ротору осевых вибраций включа l0 ет по меньшей мере один, жестко укрепФ о р м у л а и з о б р е т е н.и я ленный на раме подпружиненный упор и

М взаимодействуюший с ним ролик, закрепленЦентрифуга, содержащая раму, уста- ный на роторе. новленный на полом вертикальном валу Источники информации, конический перфорированный ротор, привод 1 принятые во внимание при экспертизе и устройство для сообщения ротору осевых 1. Авторское свидетельство СССР вибраций, о т л и ч а ю ш а я с я тем, М 142222, кл. В 04 В 3/06, 1961. что, с целью повышения производительнос- 2. Авторское свидетельство СССР ти при очистке буровых растворов, вал ро- No 227227, кл. В 04 В 3/06,.1968 тора имеет продольные пазы для ввода щ (прототип ).