Устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯрисоединением заявки е Государственный комнт Совета Министров ССС(71) Заявитель Алехин, Э, Б, Кузнецов и Р. И. Борнтский филиал Специального конструкто Всесоюзного научно- роизводственногообъединения Союзгазавтоматика С. неази бюр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯПРОЦЕССА ВОЗБУЖДЕНИЯ КАВИТАЦИИВ БУРОВЫХ РАСТВОРАХ ение эффеко достигаетсярования проИзобретение относится к устройствам для регулирования процессов диспергирования твердой фазы буровых растворов путем возбуждения кавитационных явлений и может быть применено в нефтегазодобывающей промышленности при бурении скважин.Известно устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в жидкости, содержащее широкополосный приемник звукового давления и электронно-усилительный блок 11. Это устройство позволяет измерить энергию инициирующего акустического поля и интерпретировать по ней количесгво кавитационных пузырьков,Известно и другое устройство для регулирования процесса возбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний 21.В этих устройствах при одной и той же интенсивности акустических излучений и равномерной подачи газа в зону возбуждения кавитации при различных режимах движения в жидкости могут быть варианты, когда при малых скоростях потока может образоваться газовый пузырь, который будет демпфировать кавитационное явление.Цель изобретения - повыштивности работы устройства. Эттем, что устройство для регули цесса возбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний, снабжено датчиками давления и скорости потока, 5 элементом сравнения и газоподводящей трубкой с регулятором расхода, установленной в трубопроводе, внутри которого расположены датчики давления и скорости потока, причем акустические излучатели концентрично расположены внутри трубопровода, а датчики давления и скорости потока подключены к соответствующему входу элемента сравнения, выход которого соединен с регулятором расхода,Предлагаемое устройство представлено на 15 чертеже. Устройство содержит трубопровод 1,акустические излучатели 2, генератор колебаний 3, элемент сравнения 4, газоподводя.щую трубку б с соплом 6 и с регулятором 7, датчик давления 8 и датчик скорости пото ка 9.Устройство работает следующим образом, При протекании бурового раствора потрубопроводу 1 акустические излучатели 2, работающие в резонансе, создают в точке пересечения акустических волн зону повышенного переменного давления, так называемую зону пучности давления. Это явление способствует зарождению и развитию кавитационных полостей, При введении в такую зону газообразной фазы, особенно при ее пе 592433ремещении вдоль оси движения жидкости, возникают так называемые перемещающиеся квазистационарные суперкаверны. Такие каверны немеют большой запас потенциальной энергии и при встрече с твердыми частицами они схлопываются, образуя взрывы с давлением в сотни и тысячи атмосфер.При взрыве частицы твердой фазы подвергаются дробящему воздействию. Кроме того, захлопывание каверн ведет с возмущениям в потоке жидкости, что повышает степень гомогенизации и диспергирования твердой фазы.При небольших скоростях потока интенсивная подача газа через газоотводящую трубку б может привести к образованию и росту газового пузыря, который ослабит или погасит вовсе акустические колебания, а значит и ликвидирует кавитационные явления. Поэтому для контроля изменения скорости потока раствора установлен датчик скорости потока, который при уменьшении скорости выдаст сигнал через регулятор расхода газа на уменьшение подачи газа и наоборот. Кроме того, образующиеся при интенсивном воздействии акустических колебаний зоны пучности давления представляют собой синусоидальные колебания давления в жидкости, в которых при отрицательной амплитуде кави. тационные зародыши растут до кавитацион. ных полостей и при положительной амплитуде схлопываются. Как было сказано выше, интенсивность роста кавитационных полостей зависит от свойств и состояния жидкости и наличия в ней твердых частиц и газовых пузырьков. Определенное сочетание этих факторов при одной и той же интенсивности акустических колебаний может усиливать или ослаблять кавитационные явления, что будет зарегистрировано датчиком давления 8. Сигналы от б датчика скорости потока раствора 9 и датчика давления 8 поступают на элемент сравнения 4, где в зависимости от соотношения входящих сигналов выдается сигнал на оптимальный расход газа через регулятор 7 для 10 оптимального поддержания режима кавитации.Формула изобретениястройство для регулирования процессавозбуждения кавитации в буровых растворах, содержащее акустические излучатели, соединенные с генератором колебаний, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффек тивности работы устройства, оно снабженодатчиками давления и скорости потока, элементом сравнения и газоподводящей трубкой с регулятором расхода, установленной в трубопроводе, внутри которого расположены датчики давления и скорости потока, причем акустические излучатели концентрично расположены внутри трубопровода, а датчики давления и скорости потока подключены к соответствующему входу элемента сравнения, ЗО выход которого соединен с регулятором расхода.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР304987, кл. В 06 В 1/20, 1969.2. Авторское свидетельство СССР337154, кл. В 06 В 1/02, 1970.592433 Составитель Л, ШароваТехред А. Камышникова Редактор Э. Шибаева Корректор В. Гутман Подписное Тип, Харьк. фил. пред. Патент Заказ 1014/2069 Изд. Уо 211 Тираж 947 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5