Устройство для приготовления буровых растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 5/00, 5/14)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТПРИ ГКНТ СССР Ттиям РЕТЕН ОРС СВИДЕТЕЛЬСТВ институт иальныланецов,вчин ые растворы. Учеб : Недра, 1985, с.53 чивание скважин.(54) УСТРОЙСТВ БУРОВЫХ РАС (57) Изобретени мышленности, а ющей отрасли, для приготовле зернистого мат ускорение приг нистого матери товления буро ОВЛЕНИЯ рной про- эодобыватройствам творов из бретения - ра из зердля приго- включает РИГОТ ТВОРОВ е относится к го точнее к нефтега в частности к ус ния буровых рас ериала. Цель изо отселения раство ала. Устройство вых растворов ПИСАНИЕ(56) Городков В.д, Буроник для техникумов. - М54Соловьев Е.М. ЗакМ.; Недра, 1979, с. 246,Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, в частности к устройствам для приготовления буровых растворов из зернистого и порошкообразного материалов.Известно устройство для приготовле-, ния бурового раствора, включающее камеру с рабочими элементами, вращающимися на параллельных валах навстречу друг другу.Это устройство позволяет приготавливать буровые растворы из любых комовых материалов. Недостатком известного устройства является то, что ввиду большого зазора между лопастями (20 - 200 мм), не на.,Ж 1731262 А 1 2камеру, тройник с входными, встречно направленными дугообразными трубами, на концах которых установлены насадки и сливной патрубок. Новым является то, что камера снабжена двумя зубчатыми передачами, вращающимися на осях, которые расположены перпендикулярно к входным трубам, причем последние соединены с камерой эксцентрично, при этом параллельные гидромониторные струи, формируемые в насадках, ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес, Гидромониторные струи придают вращение колесам навстречу друг другу, Зернистый материал, поставляемый струей, попадая в зону зацепления, размалывается и дробится зубьями одного колеса во впадинах другого. Процесс работы сопровождается истиранием твердых частиц при соударении о преграду, образованную зубьями колес, а также вследствие местной турбулизации высокой интенсивности во впадинах колес и центробежных, встречно направленных слоях между плоскостями колес, 4 ил. ходящимися в зацеплении, зернистый материал не подвергается механическому разрушению - измельчению, размалыванию, дроблению и др. Поэтому значительно увеличивается длительность приготовления бурового раствора, уменьшается производительность устройства. Кроме того, для принудительного вращения рабочих элементов глиномешалки необходим двигатель и редуктор.Известно также устройство для приготовления буровых растворов, включающее камеру, тройник с входными встречно направленными дугообразными трубами, на10 20 25 концах которых установлены насадки исливной па 1 рубок,,Недостатком этого устройства являетсяограниченная возможность его использования при необходимости приготовления бурового раствора из зернистого материала,поскольку наивысшую производительностьэто устройство имеет при приготовлении буровых раствооов из порошкоабразного материала размером меньше 1 мм. Вместе стем, в практике буровых оабот при приготовлении, например, высокоиигибированных буровых растворов и растворов науглеводородной основе используют зернистые материалы: соли Кйа, Са, У 9, скисленный битум и др, Ввиду медленногорастворения и диспергации зернистых компонентов раствора значительно увеличивается количество циклов циркуляцииприготавливаемого раствора чеоез устройство,Цель изобретения - ускорение приготовления раствора из зернистого материала.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для приготовления буровыхрастворов камера снабжена двумя зубчатыми передачами, установленными на параллельных осях, которые расположеныгперпендикулярно входным трубам, причемпоследние ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес и соединены с камерой эксцентрично,На Фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; наФиг,3 - геометрия зубчатой передачи; нафиг,4 - принципиальная схема работы устройства,Устройство состоит из камеры 1, снабженной двумя зубчатыми передачами из колес 2, 3 и 4, 5, вращающихся посредствомподшипников 6 на осях 7 (фиг.1), Устроиствоимеет соединенную быстс оразьемными соединениями 8 напор ую л нию из тройника9, в одных встречно направленных дугообразных труб 10, на концах которых установлены патрубки 11 с насадками 12, и сливнойпатрубок 13, Входные трубы 10 соединеныс камерой 1 зксцен 1 рично (фиг,2), причемперпендикулярно осям 7 вращения зубчатых колес 2-5, при этом параллельные гидромониторные струи, Эормируемые внасадках 12, ориентированы в полюса (Р) зацепления зубчатых к лес 2,3 и 4,5 (фиг.З и 4).Для установки колес 2 - 5 и оей 7 в камеру 1она имеет соответс 1 веннп крышки 14 и 15.Устройство рабс тает:г едующим образом,При создании циркуляции приготавливаемого бурового раствора последний подается к тройнику 9, самопроизвольно раздваивается и по дугообразным встречно направленным трубам 10 подается к патрубку 11 с насадками 12. Гидромониторная струя, выходящая из насадков 12, ударяет в месте зацепления зубчатых колес 2 - 5, что поидает вращение последним навстречу друг другу, При ударе зерен, поставляемых высокоскоростной струей свыше 100 м/с, о преграду, образованную зубьями 16, происходит деформация и растрескивание зерен, Зернистгый материал (в пределах 1 - 7 мм) при пспадании в зону зацепления размалывается и дробится зубьями 16 одних колес 2 и 4 во впадинах 17 других колес 3 и 5, и наобооот, Поскольку вращение зубчатых колес независимое, коатковременная остановка вращения одной передачи, например при заклинивании крупных зерен или одновременно большом их количестве, не влечет полной потери работоспособности устройства. Поскольку преграда образована зубьями 16 и впадинами 17 под различными углами по отношению к гидромониторной струе, а во впадинах 17 образуются мощные турбулентные потоки, в дальнейшем выходящие в бока и навстречу основной струи, при соударении основной и отраженных струй, помимо того, что происходит соударение поставляемых и отраженных зерен, происходят колебания ультразвукового поля (скачки уплотнения и разрежения), положительно сказывающиеся на разрушении трещиноватых зерен при сдвиге, и даже, возможно, растяжении и их совместном действии, т,е. наименее энергоемких процессах, Кроме того, после непродолжительного времени, идущего на размыв и растворение заклинивших зерен высоконапорной стоуей, гидравлической энергии будет достаточно, чтобы восстановить вращение, При вращении колес 2-5 колебания не исчезнут, лишь увеличится их част та, Повышению интенсивности растворения и диспергации компонентов раствора способствует и то, что между вращающимися во взаимно противоположные стороны колесами 2 и 4, также 3 и 5 происходит интенсивное истирание твердых частиц при столкновении в центробежных встречно направленных слоях приготавливаемого раствора, Из камеры 1 буровой раствор направляется в сливной патрубок 13,Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для приготовления бурового раствора заключается в ускорении приготовления раствора из зернистого материала при его механическом размельчении, а также создании в камере высокой турбулизацииприготавливаемого раствора и диспергации компонентов при соударении гидромониторной струи о преграду, образованную зубьями колес, и ультразвуковом поле, Тем самым расширяется область применения 5 устройства как для приготовления буровых растворов из порошкообразного, так и зернистого материала. Формула изобретения 10 Устройство для приготовления буровыхрастворов, включающее камеру, тройник с входными встречно направленными дугообразными трубами, на концах которых установлены насадки и сливной патрубок, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения приготовления раствора из зернистого материала, камера снабжена двумя зубчатыми передачами, установленными на параллельных осях, которые расположены перпендикулярно к входным трубам, причем последние ориентированы в полюса зацепления зубчатых колес и соединены с камерой эксцентрично.1731262 20 30 35 40 45 50 Составитель К,ПетровТехред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор Е.Папп Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, уп,Гагарина, 101 Заказ 1530 Тираж Подписное 8 КИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5