Устройство для диспергирования суспензий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 11 В 015/0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ьтельство ССС04 ф 1973у р СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ В ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследователский институт по креплению скважинбуровым растворам(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ, преимущественно буровых растворов, содержащее рабочуюкамеру со сливным патрубком, сопла,соосно установленные одно напротив другого в рабочей камере, и патрубки ввода исходной суспензии,сообщенные с соплами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификациипроцесса диспергирования, внутренние полости сопел выполнены в виде ци:линдроконических камер, и патрубки ввода исходной суспензии установлены тангенциально в цилиндрической части этих камер, снабженных осевыми патрубками вывода осветленной части суспензии и трубопроводами, входы которых сообщены с патрубками вывода осветленной части суспензии и трубопроводами, входы котсрых сообщены с патрубками вывода осветленной части суспензии, а выходы - со сливным э патрубком, при этом выходы трубопроводов размещены один напротив друго. - го.С:Изобретение относится к устройствам для диспергирования суспензий,например буровых растворов, и можетбысть использовано в нефтяной и газовой промышленности при бурении скважин.5Известно устройство для диспергирования суспензий, состоящие из рабочей камеры сопел, соосно установленных в рабочей камере одно напротивдругого и питающего трубопровода 1, 10Известно также устройство, предназначенное для дкспергирования твердой Фазы буровых растворов, содержа-.щее рабочую камеру со сливным патрубком, сопла, -соосно установленные 15одно напротив другого в рабочей камере, и патрубки ввода исходной суспензнк сообщенные с соплами, пркэтом соп 11;:, снабжены г 1 браэкв 11 остойкики насадками -", 20Недостатком известных устройствявляется низкая интенсивность диспергирования. Для достижения нужнойстепени диспергирования буровых ра. -створов кх необхоцкмо прокачивать 25через диспергатор 4-6 раэ.Целью изобретения является интенсификация диспергкрования.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для диспергирования 30суспензий, содержащем рабочую камеру со сливным патрубком, сопла, соосно установленные одно напротивдругого в рабочей камере, и патрубкиввода исходной суспенэии, сообщенныес соплами, внутренние полости сопелвыполнены в виде цклиндроконическихкамер, и патрубки ввода исходнойсуспензки установлень 1 тангенциальнов цилиндрической части этих камер,снабженных осевыми патрубками выводаосветленной части суспензии к трубопроводами, входы которых сообщеныс патрубками вывода осветленной части суспензии, а выходы - со слйвным45патрубком, при этом выходы трубопроводов размещены один напротив другого,зкей и подается на слив,В связи.с тем, что в рабочую камеру 3 поступает суспензия болееконцентрированная чем исходная, процесс дкспергкрованкя интенскфицируется за счет увеличения численностии кратности соударений частиц твердой фазы.В предлагаемом техническом решении смешиванию подлежат осветленнаяи сгущенная суспензии, т.е,. жидкиесоставляющие бурового раствора, Известно, что смешивание жидких компонентов, основой которых являетсявода, происходит более качественночем сухого порошка с водой. Поэтомукачество готового продукта, полученного смешиванием жидких компонентов,всегда выше, чем после смешиваниясухого, порошка с водой Кроме того,при поступлении осветленной суспензик в сливной патрубок рабочей камеры предлагаемого устройства и встреНа Фиг, 1 схематически изображено устройство для диспергкрования суспензии, разрез; на Фкг, 2-то же, вид сверху; на фиг., 3 - разрез А-А нг. Фиг, 2" на фкг,. 4 - разрез Б-Б на фиг, 2 еустройство для дкспергированкя состоит из сопел 1 к 2, соосно установхенных Одно напротив другого в рабочей камере 3 корпуса 4, Внутренняя полОсть каждОго сопла в 11 полне 11 а в виде цклиндроконкческой камеры 5 60 с керамической насадкой 6 и цилиндрической камеры 7, Камеры 5 и 7 соединены между собой осевым патрубком вывода 8 осветленной части суспензкк, Камера 5 в цклкндрической части 65 снабжена тангенциальным патрубком 9ввода суспензии, Патрубок 9 соединенс коллектором 10, Цилиндрическая камера 7 имеет отверстия 11, выходящие в кольцевую полость 12 корпуса 4, которая соединена со входом трубопровода 13, сообщенным со сливным патРубком 14. При этом вь 1 ходы трубопроводов 13 размещены один напротив другого,Кольцевая полость 12 к рабочая камера 3 изолированы друг от друга и от внешней среды уплотнительными кольцами 15-17. Для установки и крепления сопел 1 и 2 в корпусе 4 служат скобы 18 и резьбовые стаканы 19.Устройство работает следующим обра.зом.Суспензия под давлением подается в"коллектор 10, оттуда по тангенцкальным патрубкгм 9 в камеру 5 .сопел 1 и 2, в которых приобреает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит разделение суспензии, Вращающийся поток от места поступления движется вдоль стенок сопла к насадке 6, через которую в рабочую камеру 3 уходи",. часть жидкости к наиболее крупные зерна твердой Фазы 11 сгущенная часть . Другая,большая часть потока, несущая мелкиезерна осветленная часть изменяетнаправление и, образуя внутреннийцилиндрический поток, движется вдоль оси сопла и уходит через сливной патрубок 8 в камеру 7.В рабочей камере 3 струи сгущенной суспензии сталкиваются, частицы твердок фазы диспергируются и поступают в сливной патрубок 14, Осветленная часть суспензки иэ камеры 7 через отверстия 11, кольцевую полость 12, трубопроводы 13 поступает в сливной патрубок 14, где смешивается с продиспергированной сгущенной суспен1065030 приготовлено по 20 мЗ водоглинкстой суспензии из саригюхского глинопорошка 11 сорта,Результаты испытаний приведены в таблице,Из таблицы видно, что предлагаемое устройство позволяет в 1,5 2,0 раза сократить время приготовле. ния диспергированного высококачественного бурового раствора со стабильными показателями его свойств,Количество Общее врециклов ди- мя диспер спергиро- гирования, вания ч Параметры суспензии Устройство лТ,с 6,гЪо,ргмгс/см мгс/см мгс/см Известное 2,5 33,8 69 34,5 74 35,.0 74 Предлагаемое 1,4 Т - славная вязкость; Ц и О,о -"статическое напряжение сдвига через 1и 10 мин р - динамическое напряжение сдвига. че трех струй двух осветленных, направленных навстречу друг другу, и струи сгущенной суспензии, направленной поперек первым двум) поток подвергается турбулизации, что дополнительно интенсифицирует смешивайие 5 суспензий и способствует получению готового продукта необходимого качества.Проведены сравнительные испытания предлагаемого и известного уст- . 10 ройств. С помощью данных устройств 1 16,0 0 20,0 20 23,4 33 26,2 50 26,8 51 30 р 1 55 16,0 0 25,0 30 30,2 47 33,0 6534,5 74 35,0 75 0 1,5 3034,5 45 67,5 61 100,5 63 16,5 бб 129,0 80 156,0 88159,0 89 160,0 0 1,5 45 73,0 60 10,4 78 135, 0 90 160,0 90 160,9