Циркуляционная система

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Е 21 В 21/О ЗОБРЕТДЕТЕЛЬСТВ У К АВТОРСКОМ нап руб ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСЯНИ(53) 622;243.144.2(088.8) (56) Головко В,Н. Оборудование для приготовления и очистки промывочных жидкостей, М., Недра, 1978, с. 25.Там же, с. 14-15(54)(57) циРкуляционнАя систкиА, включающая желоб, сепаратор, щбросито и основной блок очистки, содер жащий песко- и илоотделители, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества очистки промывочной жидкости, она снабжена,80 242599 А 1 дополнительным блоком очистки, установленным между виброситом и основным блоком очистки и выполненным ввиде двух гидравлически связанныхмежду собой емкостей с объединеннымшпамовым патрубком в нижней части,причем в одной из емкостей, расположенной первой по потоку жидкости,размещен сепаратор, выполненный в виде двух шнековых валов с различнымравлением винтовой навивки н патка для отвода воздуха, размещенного над шнековыми валами, а в другой - ультразвуковой преобразователь,и механизм для удаления вспененногоИзобретение относится к горнойпромьпттлеттттости, а точнее к нефтепеОрерабатьтватвщей, и может быть исполь"зовано при очистке от выбуренной породы, регенерации и дегазации промывочных жидкостей,Цель изобретения - повышение качества очистки промывочной жидкости.На фиг. 1 изображена упрощеннаясхема взаимодействия механизмов иоборудования циркуляционной системыпри бурении скважины; на фиг. 2оборудование промежуточной очистки,общий втд; на фиг, 3 - разрез А-Ана Фиг, 2; на фиг, 4 - вид Б нафиг, 2.Циркуляционная система состоитиз бурового насоса 1, манифольда 2,снабженного предохранительным клапаном 3 и задвижкой 4, вертлюга 5,ведущей штанги 6, колонны бурильныхтрубс долотом 8 т желоба 9 вибросита 10, дополнительного блока 1очистки (в схеме предусмотрено двеустановки, одна иэ них предназначена в качестве дублера), основногоблока 2 очистки с перегородками 13,которые делят емкость на отсеки установки гидроциклонов 14 (пескоотделитель, илоотделитель)гидравлических перемешивателей 15, механическихмешалок 16 и коллектора 17 соединяющего отсеки блока очистки с помощьювентиля 18 с буровьвт насосом 1, Дополнительный блок 11 очистки состоитиз рамы 19, на ней неподвижно установлен корпус отстойника 20, на немзакреттлен приемный корпус 21, а сверРху корпус закрыт крышкой 22. По линии разъема на подшттпниковых опорах23 установлен сепаратор, выполнеттньтйв виде шнековых валов 24 и 25 с различным направлением винтовой навивки,Электровод 26 устанавливается на. площадку рамы 19, в. его сборку входят:электромотор. муфты, редуктор с двумя ведущими валами и ограждение (непоказано), Шнековые валы 24 и 25 устанавливаются в одном иэ отсеков отстойника 20, разделенного перегородгкой 27, а в другом отсеке ус.танатзливается батарея, соствящая иэ ультразвуковых преобразователей 28.На подшипниковых опорах 29 приемного корпуса 21 устанавливается вал30 механизма удаления всгененногошлама 31 На вал 30 неподвижно крепятся черпак 32 с натянутой на нем сет-. кой и шестерня 33, которая входитв зацеилгние с рейкой - штоком пневмоцилиттдра 34, установленный на площадке рамы 19 Корпус 21 снабжен лот 5 ком 35 Иежду крышкой 22 и основанием корпуса отстойника 20 установленшламотзый натрубок 36, в его сборкувходи г вал 37, соединяемый осью 38с рычагом 39, тзыполттенным с пазом 40,Рычаг с одной стороны устанавливается на неподвижной оси 41 кронштейна42, а с другой стороны тягой 43 соединяется со штоком пневмоцилиндра 44.На валу .37 неподвижно устанавливается конус 45, а отстойник 20 снабженседлоттт 46 и в его гнездо направляется конус, Рама 19 снабжена лотком.На крышкг 22 устанавливается втяжка47 и гидравлический перемешиватель 48.И Устройство работает следующим образом,Буровой насос 1 из емкости 12 нагнетает промывочную жидкость в скважину. Затем промывочная жидкость свыбуренной породой и гостоянной скоростью поднимается по затрубномукольцевому пространству на поверхность, Ргжим течения в этом случаеламинарный, Дальше по желобу 9 поЗО ступает на вибросито 10. Дегазацияиз промывочной жидкости газа при этомне итттенсивная Чтобы ускорить процесс дегезации необходимо механическое перемешивание ее на дополнительном блоке 11 очистки, шнековыми валами 26 и 25, Газ, выделившийся иэ жидкости может частично заполнить рабочие полости насоса, уменьшая тем самым его производительность и ухудшая40 режим его работы,При бурении скважин на нефть илигаз не исключается проходка пластов,содерхащих этот продукт, не представляющий промышленный интерес в ви.ду незначительных запасов, но возникает возможность ее поступления вциркугтяционную систему вместе с промывочт.ой жидкостью - необходима еерегенерация. Промывочная жидкость,-тз выходятцая из скважины, освобождаетсяот примеси по следующей технологии.От примеси твердой фазы; перваяоперация очистки промывочной жидкости от выбуренной породы - виброси 5" та 10; вторая операция очистки - механическое разделение промывочнойжидкости от примесей песка и шламана дотьолнительном блоке очистки 11242599 шнековыми валами 24 и 25; третья операция - воздействие ультразвуковой вибрации на промывочную жидкостьвьщеление из нее шлама на поверхность емкости дополнительного блока 1; 5 четвертая операция - тонкая очистка от песка - гидроциклоном пескоотделителем 14; пятая операция - тонкая очистка от ила-гидроциклоном-илоотделителем 14, 10От примеси газа: первичная очистка на дополнительном блоке 11 - механическое отделение шнековыми валами; тонкая ультразвуковая очистка: преобразователи ультразвука помещены в кор пус дополнительного блока 11 в,среду промывочной жидкости, для создания вибрационных ультразвуковых волн с целью эффективного вьщеления из про- мывочной жидкости газа и легких фрак ций шлама на поверхность; отвод выделяемого газа из промывочной жидкости. с поверхности раздела приемного корпуса дополнительного блока 11 принудительно (вентилированием). 25 Предварительно очищенный раствор на установке поступает в блок 12 очист.ки. Перегородки 13 разделяют резервуар на три отсека. Раствор поступает по желобу в первый отсек, где установлен пескоотделитель., затем во второй отсек, где установлен илоотделитель. Очищенный раствор гидроциклонами от песка и шлама перекачивается в третий отсек, для последующего на гнетания его в скважину. Блок 12 очистки имеет желоб и систему шиберов для приема и направления промывочной жидкости в различные отсеки емкости. Отводы коллектора 17 соеди иены со всеми отсеками, для этого достаточно открыть нужный вентиль 18 и один из отсеков будет соединен с буровым насосом 1. В аварийных ситуациях, в процессе бурения, когда гидроциклоны по каким-либо причинам вышли из строя и нуждаются в ремонте необходимо: направить раствор, не прошедший тонкой очистки, минуя гидро- циклоны, в третий отсек, для повтор ной циркуляции. В этом случае ресурс работы сменных деталей бурового насоса сократится, но не так резко, благодаря промежуточной операции. очистки раствора на установке, 55 ном блоке осуществляется следующимобразом,Раствор, прошедший первую технологическую операцию очистки на вибросите поступает со скоростью в приемныйкорпус установки 2. ( Скорость поступления раствора зависит от производительности и количества буровыхнасосов л/мин, включенных в циркуляционную систему, отсюда рабочий объем установки должен, соответствоватьв 6-8 раз больше общей производительности насосов).Вторая операция очистки промывочной жидкости на установках - механическая. Конструкция установки включает два шнековых вала 24 и 25. В данном случае шнек предпочтительнее,чем лопасть, так как создается непрерывное, направленное движение промывочной жидкости в осевом направлении.Вращение двух шнековых валов 24 и 25мешалки, имеющие непрерывное движение И (фиг. 2) и различное направление винтовой линии шнеков, создадутвстречное, осевое движение, промывочной жидкости, что будет способствовать интенсивному размыванию рыхлыхчастиц, вьщелению иэ нее фракционнойтвердой фазы, шлама и газа, для последующего удаления из циркуляционной системы., Отстойник 20 разделенперегородкой 27, ее назначение создать отсек для шнековык валов, иболее интенсивному выпадению тяжелыхчастиц выбуренной породы, из промывочной жидкости на дно отстойника,т,е. является отбойником, при этомнеобходимо обеспечить зазор междуднищем отстойника и перегородкой.Тяжелые частицы при выпаде из промывочной жидкости в отстойник 20 могутобразовать значительный осадок вокругшнековых валов и приемным корпусом 21Чтобы предотвратить возможную поломку деталей шнековой мешалки, при еепуске от электропривода 26, который.был остановлен на некоторое время,следует освободиться от осадка припомощи гидравлического неремешива"теля 48 (промывкой). Перемешиваниепрепятствует выпаданию в отстойникбарита из утяжеленной промывочнойжидкости. При перемешнвании из про-мывочной жидкости может быть удалено большое количество газа. ЗатемСпособ предварительной очистки промывочной жидкости на дополнитель промывочная жидкость поступает вотсек, где установлена батарея ульт-, развуковых преобразователей 28, передающая акустическую энергию - ультразвуковую вибрацию в ее среду.Для удаления вспененного шламас поверхности промывочной жидкостипредусмотрен механизм 31, он предназначен перекрыть путь движениюшлама из установки в отсек гидроциклона .блока очистки, Для этой целив корпусе 21 устанавливается вал30 на подшипниковые опоры 29, На валу неподвижно крепится черпак 32,Рамка натянута сеткой с малой ячейкой, способной пропустить частицыдо 0,030 мм, Более крупные частицыбудут задерживаться сеткой и сбрасываться при повороте черпака на 180от реверсивного пневмопривода 34 полотку 35 в шламовый амбар,Для удаления осевшего шлама изотстойника предусмотрен шламовый патрубок 36. Крупные и тяжелые частицы,выделенные из промывочной жидкости,оседают в отстойник 20 и периодически сбрасываются по лотку в шламовый амбар, для чего нужйо опустить вал 37.Между конусом 45 и седлом 46 образуется сливной зазор. Подъем и спусквала 37 осуществляет пневмопривод 44,имеющий возвратно поступательное движение, Усилие от пневмопривоца перецается тягой 43 на рычаг 39, Поворотрычага 39 по часовой стрелке относи 1 О тельно неподвижной оси 41, установленной на кронштейне 42, позволитопустить вал 37 и конус 45 осью 38(запрессован на валу 37) относительно паза 40 рычага 39, он предназначен15 и как ограничитель сливного зазора.Поворот рычага против часовой стрелки вызовет подьем вала 37 и устранитсливной зазор между седлом 46 и конусом 45,Для отвода выделяемого газа из,промывочной жидкости на крышке 22устанавливается вытяжное устройство47, оно состоит из трубы, внутри25 ее встроен вытяжной вентилятор, асверху труба закрыта козырьком,31242599 оставитель Е.Молчаноехред М,Ходаннч ско орректо актор Н.Данкул дписное каз 3673/3 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проекткая, ц ВНИИПИпо дел3035, Мо Тираж 548осударственного комитета СССРмизобретений и открытийва, 3-35, Раувская наб., д,