Устройство для приготовления растворов

2) Авторы изобретения Горс П. В. Г ерновицкий ордена Трудовогоосударственный университет 71) Заявитель О ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОР(54) УСТР ски и распор с на множест имеют одинаковорасположенныхружностям с по р щв ряду2 .Однако его конструкция приемлематолько для обработки легкодисперг руемых буровых растворов. При обработке труднодиспергируеюпс тампонажф ных цементных растворов было выявлено, что устройство не обеспечиваетдостижения нужных технологических параметров за один цикл обработки. Основной причиной этого является недостаточная турбулизация раствора, которая резко понижается вследствие гидравлических потерь, вызванных вязкостью раствора, постоянством живогоечения дисков в направлении движения стр и увеличенным расположением между сками. ис ехническим ляется уст я растворо внутри ко с отверсти уи ди 1оро- мие ю изобрете является п шени а а ра каче Изобретение относится к укреплению нефтяных и газовых скважин.Известны устройства для приготовления тампонажных растворов и улучшения их свойств. В этих .устройствах используется гидравлический удар струй,мщкости друг о друга и их истечение с большой скоростью из сопел специальной формы 1 .Однако эти устройства, обладают су щественными недостатками, заключаю- щимися в том, что сопла диаметром 5- 6 мм быстро изнашиваются, забиваются чрезвычайно увеличивают перепад давления и нагрузку на цементировочный агрегат Указанные устройства маЛоэффективны и не обеспечивают заданную производительность при цементировании скважин.Наиболее близким т решением к изобретению яв ройство для приготовлени в состоящее из корпуса, т го расположены диски я ные кольца делят кор-. во камер, причем диски е количество отверстий по концентрическим окпе еменныы сме ениемВ )кгс/см Т ) сЭИЗГ ВЫх 1, ум Вариант устройства Влияние живого сечения на К и ТИЪГ 40 62 10 20 10 39 30 36 40О 34 54 10 60 32 5 10 47 26 70 О 20 38 80 10 34 16,7 90 10 31 16,5 100 1 О Влияние расстояния на й и ТИЪГ 36 56 40 10 О 32 53 40 20 27 40 30 3 8727Поставленная цель достигается тем, что суммарная, площадь отверстий первого диска по ходу движения раствора на 30"603 больше суммарной площади отверстий последнего диска, причем суммарная площадь отверстий уменьшается по ходу движения раствора равномерно от дискак диску и расстояние между дисками равно 1,0-2,0 диаметрам отверстий. о Эти усовершенствования, снижая потери скоростного напора, обеспечивают повышение турбулизации раствора, что дает возможность достичь нужных 15 технологических параметров раствора эа один рабочий цикл, как того требует технология цементирования скважин. Известно, что увеличение дисперРезультаты исследований показали, что, с целью обеспечения производительности устройства и качества диспергации, целесообразно принять1,О 25 4сности цемента влияет на прочностьцементного камня, а увеличение диснерсности глины влияет на вязкостьраствора. Для определения оптимального живого сечения отверстия выходного диска Гуц) и расстояния междудискамиобрабатывают при одинаковых условиях тампонажный раствор (от"ношение воды к цементу 0,5) иэ цемента дпя холодных скважин, актив-,ность цемента 22 кгс/см и палыгорскитовый глинистый раствор (100 гглинопорошка на 1 л воды) на 12-тнвариантах устройства. Иэ "тампонажного раствора формуют балочки и исследуют на изгиб Йи через 2 сут.Определяют вязкость Т глинистогб раствора, Результаты исследований приведены в таблице.8727 5На фнг, 1 изображено устройство, присоединенное к приемному.:сосуду, общий вгд; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг, 4 - сечение В-В на фиг. 1Устройство для приготовления растворов содержит трубчатый корпус 1, систему дисков 2 и 3 с отверстиями и распорные кольца 4, которые фиксируют 10 диски в корпусе на расстоянии 1,0- 2,0 диаметров отверстий. Диски в устройстве расположены так, что суммарная площадь отверстий в каждом из них равномерно уменьшается от диска к диску по направлению струи, причем суммарная площадь отверстий выходного диска состазляет 30-607. площади отверстий входного диска. Отверстия расположены по концентрическим окружно 20 стям с попеременным смещением в ряду. Корпус с помощью дисков и колец разделен на множество камер.Присоединение устройства к цементировочному агрегату и приемному сосуду или осреднительной емкости.осуществляется с помощью быстроразъемных соединений 4 и 5. Приемный сосуд6 содержит патрубок с тангенциапьным щелевым отверстием 7.30Раствор из цементировочного агреЯ гата под давлением 80-100 кг/см проходит через отверстия первого диска и разделяется по количеству отверстий на более мелкие струи, которые ударя 35 ются о поверхность смежного диска, свободную от отверстий. При этом в камере возникает высокотурбулентное движение, приводящее к интенсивному истиранию, соударению твердых частиц40 раствора и ускорению их гидратации. При выходе из первой камеры раствор вторично разделяется на струи, по-, добным же образом активируется во второй и последующих камерах. При выходе из последней камеры раствор не испы 45 тывает противодавления и поступает в приемный сосуд, где при наличии патрубка с тангенциальным щелевым отверстием дополнительно активируется путем истирания твердых частиц о стенки сосуда за счет интенсивного вращательного движения. Из приемного сосуда раствор цементировочным агрегатом подается в скважину. При подаче раствора самотеком из приемного сосуда 55 в осреднительную емкость дополнитель 25 6ная активация происходит за счет перемешиваниа. Применение устройства не влечет за собой усложнения технологии приготовления тампонажных растворов и закачки их в скважину.Испытания показали высокую эксплуатационную надежность предлагаемого устройства и возможность вриготовления в нем тампонажных растворов высокого качества.Приготовление раствора в устройстве увеличивает,его подвижность, непроницаемость и прочность цементного камня в 1,8-2 раза, увеличивает седиментационную устойчивость и снижает водоотдачу раствора в 2,5-3 раза.Рабочее время необходимое для достижения этого эффекта в предлагаемом устройстве, в 3-4 раза меньше, чем в известном. Это позволяет резко повысить производительность, улучшить качество тампонажных работ и решить весьма важную проблему получения иэ существующих цементов высококачественных облегченных тампонажных растворов с удельным весом 1,2-1,5 г/см для крепления скважин с низким пластовым давлением.Формула изобретения Устройство для приготовления растворов, содержащее корпус с расположеннымн в нем распорными кольцами идисками с отверстиями, котооые делят корпус на множество камер, причем отверстия в дисках расположены поконцентрическим окружностям с попеременным смещением в ряду, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества раствора, суммарнаяплощадь отверстий первого диска походу движения раствора на 30-60 Х больше суммарной площади отверстий последнего диска, причем суммарная площадь отверстий умнеьшается по ходудвижения раствора равномерно от дискак диску и расстояние между дискамиравно 1,0-2,0 диаметрам отверстий,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Круглицкий Н. Н. и др. Физикохимическая механика тампонажных растворов. К., "Наукова думка", 1974,с.242,2, Авторское свидетельство СССРВ 715766, кл. Е 21 В 21/00, 1976 (прототип).872725 фид Составитель Е. Молчановаор М Погориляк Техред А. Бабииец Коррект швыдкая Заказ ПодписноеРю дПатент" У 4 ул. Проек 97/49 Тираж 63 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р комитета С и открытий ушская наб