Устройство для образования и разрушения пены

(51) 4 В 01 1.) 19,Щ 1 о(0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ снижения энергозат и снижения расхода систем с двигателя ния (ДВС). Выхлоп даются в пеногасит разрушение пены по го воздействия. Про поступают в отстой направляется далее разователь 1. где с Выхлопные газы из ются через холодил сора 3, где смешив правляются в пеноо гцийся в Выхлопны способствует лучше снижает расход ПА ны. 1 ил. ЯоГ. М. Осипов,опатин, О. ММ. И. Бирчак Н. СаГридин,Амиян А. В., Василье освоение нефте-газовых а, 1980, с. 212 - 215 ОВАНИ О ДЛЯ ОБРАПЕНЫ относится к разрушения п ффективностьзруш ения пен устроиству ены и позпроцессов ы за счет 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретениедля образования иволяет повыситьобразования и ра рат на разрушение пеныПАВ при использовании ми внутреннего сгораные газы от ДВС 6 поель 13, где происходит д действием термическодукты разрушения пены ник 5, а их жидкая фазачерез насос 4 в пенообмешивается с воздухом.пеногасителя 13 подаьник 18 на вход компресаются с воздухом и набразователь 1. Содержах газах углекислый газ му пенообразованию и В для образования пе- й1Изобретение относится к устройствам дляобразования и разрушения пены и можетбыть использовано для этой цели на открытом воздухе или в вентилируемых помещениях.Целью изобретения является повышениеэффективности процессов образования и разрушения пены за счет снижения энергозатрат на разрушение пены и снижения расхода ПАВ.На чертеже показано устройство для образования и разрушения пены.Устройство для образования и разрушения пены содержит пенообразователь 1, емкость 2 с раствором ПАВ, компрессор 3, насос 4, отстойник 5, двигатель внутреннегосгорания (ДВС) 6, связанный через карданный вал 7 с вращателем 8 бурильных труб 9,которые сообщены с пенообразователем 1через вертлюг 10,На устье скважины 11 установлен оголовок 12 с врашающимся превентором (уплотнением). На оголовке с уклоном в сторонуотстойника 5 закреплена камера пеногасителя 13 с перфорированной трубой 14 внутри, связанной либо непосредственно с выхлопной трубой 15 ДВС, либо с выходнымпатрубком 16 глушителя 17. Перфорация втрубе 14 обеспечивает лучшее перемешивание выхлопных газов с пеной. Для образования и разрушения пены может быть использован имеющийся источник нагретых выхлопных газов, например ДВС компрессора, насоса или буровой установки.Выходная часть камеры пеногасителя 13сообщена с холодильником 18, а последний сообщен с впускным патрубком 19 компрессора 3. Для исключения попадания жидкости из пенообразователя в компрессор 3и воздуха в насос 4 на воздухопроводе инагнетательной линии насоса установленыобратные клапаны 20.Устройство работает следующим образом.При работе ДВС 6 (в качестве которогообычно используется двигатель буровойустановки) вращение от него передается навращатель 8, бурильные трубы 9, а по ним -на забойный инструмент с помощью которого осуществляется углубка скважины.Продукты разрушения забоя выносятся кустью скважины 11 пенным промывочнымраствором, который затем поступает черезоголовок 12 и вращающийся превентер вкамеру пеногасителя 13, где пена разрушается под действием высокой температурывыхлопных газов, выходящих из трубы 14,и содержащихся в них твердых частиц несгоревшего топлива (сажи). Выхлопныегазы могут подаваться в перфорированнуютрубу 14 непосредственно от выпускной трубы 15 ДВС, либо через выпускной патрубок 16 глушителя 17. В первом случае температура выхлопных газов и эффективность5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 в компрессор (по условиям его нормальнойработы).Использование изобретения, например,в бурении позволит интенсифицировать про. разрушения пены выце. Однако для этого необходимо делать врезку в трубу 15 и заглушать патрубок 16 глушителя, причем в этом случае функцию последнего будет выполнять сама камера пеногасителя, где значительная часть шума от работы ДВС будет подавлена пенным раствором.При соединении перфорированной трубы 14 с патрубком 16 глушителя схема упрошается, но температура выхлопных газов, поступающих в камеру пеногасителя, снижается и составляет около 250 - 300 С на рабочих режимах ДВС, что, как показали эксперименты, достаточно для разрушения пены.После разрушения в пеногасителе пенного раствора последний разделяется на три фазы: газообразную, жидкую - раствор ПАВ и твердую - частицы выбуренной породы, причем твердая и жидкая фазы стекают в отстойник 5 по наклонной поверхности камеры пеногасителя 13, а газообразная фаза, составленная из газа, содержавшегося в пузырьках пены и выхлопного газа, отводится из камеры пеногасителя 13 в холодильник 18, где охлаждается до температуры ниже 100 С и далее подается на вход компрессора 3, смешивается с воздухом и поступает через обратный клапан 20 в пенообразователь 1, где смешивается с раствором ПАВ, который откачивается насосом 4 с верхней поверхности отстойника 5. Для восполнения потерь раствора ПАВ в результате его испарения, утечек в скважине и отстойнике, в пенообразователь 1 вводят необходимое количество свежего раствора ПАВ из емкости 2. Эффективность пенообразования регулируют путем изменения температуры выхлопных газов на выходе из холодильника изменением соотношения воздуха и выхлопных газов, поступаюших на вход в компрессор, а также соотношением жидкой и газообразной фаз, поступающих в пенообразователь. При этом учитывается известное свойство газов лучше растворяться в растворе с понижением температуры последнего и ростом количества углекислоты, содержащейся в газе. Последнее обстоятельство учитывают путем подбора соотношений воздуха и выхлопных газов (содержащих по сравнению с воздухом увеличенное в 170 - 400 раз количество СО), поступающих на вход компрессора. Возможно также использование для ценообразования одних выхлопных газов (без подачи воздуха). Однако для этого необходимо, чтобы производительность ДВС (по выхлопным газам) соответствовала производительности компрессора, а также не превышать максималь. но допустимую температуру газов на входе1283цессы пенообразования и пеногашения промывочного агента без больших дополнительных затрат, снизить расход ПАВ и полностью исключить затраты на нагрев пеногасящего теплоносителя.В устройстве предлагается использовать содержащуюся в выхлопных газах ДВС двуокись углерода (СОг) - углекислый газ, для лучшего пенообразования, поскольку известно, что по отношению к азоту и кислороду - основным компонентом атмосферного воздуха - растворимость СОа в воде соответственно в 58 и 25 раз выше.В выхлопных газах ДВС содержание СО составляет 5 - 12%, азота 74 - 77%, кислорода 0,3 - 8%, остальное - водяной пар 3,0 - 5,5/о. окись углерода, окислы азота, углеводорода, альдегиды и сажа. По сравненению с атмосферным воздухом, в котором содержится 0,03% СОа, в выхлопных газах содержание СОа оказывается в 170 - 400 раз выше. За счет этого растворимость выхлопных газов в водном растворе ПАВ в 3,3 - 6,25 раз выше, чем воздуха.Дополнительным преимуществом изобретения является снижение вредного влияния 1283выхлопных газов на окружающую среду и условия работы обслуживаю 1 цего персонала за счет поглощения в растворе ПАВ частиц сажи, токсичных газов СОокислов азота и пр., а также подавления шума работающего двигателя внутреннего сгорания при подаче выхлопных газов в пену.Формула изобретения10 Устройство для образования и разрушения лены, включающее двигатель внутреннего сгорания, пенообразователь, компрессор, камеру пеногасителя с впускным патрубком для подачи пены, отстойник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процессов образования и разрушения пены за счет снижения энергозатрат на разрушение пены и снижения расхода ПАВ, оно снабжено холодильником, размешенным между камерой пеногасителя и 20 компрессором, камера пеногасителя снабжена перфорированной трубой, связанной с двигателем внутреннего сгорания, размещена с уклоном в сторону отстойника и гидравлически связана с компрессором.Составитель О. КалякинаРедактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗаказ 7155/5 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4