Центрифуга для очистки буровых растворов

Союз Советски кСоциаяистическикРеспублик О П И С А Н И й92163 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 ) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 05. 02. 79(21) 2723168/2853)М. Кл. В 04 В 3/О с присоединением заявки РЙ ударотаанный квинтет СССР) Авторыизобретенн И. Бедный и Н. Г. Гельдыев уркменский государственный научно-исследовательскийи проектный инстИтут нефтяной промышленностй-" Заявитель Ь 4) ТРИФУ ЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВЫХСТВОРОВ стро ем и по ва го Изобретение относится к устройст вам для разделения суспензий под действием центробежных сил инерции и может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях народного хозяйства.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки буровых растворов, содержащее корпус с патрубками для подвода очищаемого раствора и вывода разделенных фракций, привод, пред" ставляющий собой пространственный шарнирно-рычажный механизм, и ротор, шарнирно соединенный верхней частью с корпусом, а нижней " с ве" дущим звеном привода,Исходный буровой раствор подается в ротор и под действием вихрево" го поля центробежных сил он приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил инерции происходит разделение бурового раст" вора на пути его движения вротора к разгрузочным патрубпуса ",11Недостатком известного у йст,. ва является то, то весь обь сходного раствора вынужден проходитьвсей длине ротора, что ограничиет производительность. Кроме это"на всем пути движения исходного 0раствора последнему требуется сообщать центробежное ускорение, т.е.затрачивать энергию на его вращение.Цель изобретения - повышениепроизводительности устройства.Указанная, цель достигается тем,что в центрифуге для очистки буровыхрастворов, содержащей корпус спатрубками для подвода очищаемогораствора и вывода разделенных Фракций, привод, представляющий собойпространственный шарнирно"рычажныймеханизм, и ротор, шарнирно соединенный верхней частью с корпусом, анижней - с ведущим звеном привода,3 92ротор выполнен перфорированным иугол наклона его образующей равенуглу наклона ротора к оси вращенияведущего звена привода,Выполнение ротора перфорированнымобеспечивает фильтрацию жидкой фазыраствора уже в самом начале ее входав ротор, т.е. первоначальный объемисходного раствора начинает уменьшаться с момента его входа в перфорированную зону ротора и всю длинуротора проходит только твердая фазараствора, Увеличению скоростифильтрации способствует выполнениеротора таким образом, что угол наклона его образующей равен углу наклона ротора к оси вращения ведущего звена привода, В этом случаеповерхность Фильрации расположенапод прямым углом к направлениюдействия центробежных сил, чтосоздает .наиболее благоприятныеусловия протеканию процесса Фильтрации. Уменьшение первоначальногообъема исходного раствора за счетфильтрации жидкой фазы при его движении вдоль оси ротора позволяетувеличить производительность центрифуги по сравнению с известным припрочих равных условиях.На Фиг,1 изображена центрифуга,продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 - разрезБ-Б на фиг,1; на фиг,4 - примервыполнения окна в роторе для выгрузки твердой фазы; на Фиг,5 - схемавзаимного положения сечения ротораи обрабатываемого раствора в пределах одного оборота ведущего звенапривода5 1 О 15 зо Центрифуга включает корпус 1, привод 2 с ведущим звеном 3, перфорированный ротор 4, который верхней . частью при помощи шарнира 5 соединен с корпусом 1, а своей нижней частью 6 при помощи подшипника 7 - с ведущим звеном 3 привода 2. Шарнир 5 состоит из кольца 8 (фиг.3), соединенного при помощи осей 9 с трубой 10 приемного патрубка 11 корпуса 1, а при помощи осей 12 кольцо 8 соединено с верхней частью ротора 4, Оси 9 и 12 шарнира 4 расположены взаимно перпендикулярно. Продольная геометри. ческая ось т -ротора 4 составляет некоторый угол с с осью О - ц 1 вращения ведущего звена 3 привода 2. Величина угла о выбирается в эависимости от вязкости обрабатываемого бурового раствора и принимается в пределах 5-20, При угле у =0 центрифуга работает как известные центриФуги. Фильтрующий элемент в этом случае не очищается, перемещение осадка вдоль оси ротора отсутствует. При угле с. ) 20 составляющая центробежной силы, действующая вдоль оси ротора 4, настолько велика, что жидкая фаза не успевает отфильтровываться, часть ее уходит вместе с осадком. От угла с зависит шаг винтовой линии, по которой движется обрабатываемый раствор внутри ротора. С увеличением угла уменьшается время пребывания раствора в роторе, а следовательно, уменьшается степень его очистки. Оптимальная величина угла с- экспериментальным путем подбирается для каждого типа раствора.Корпус 1 имеет приемный патрубок 11 для подачи исходного раствора(стрелка Р), патрубок 13 для отвода фугата (стрелка Ж), патрубок 14 для отвода осадка (стрелка Т),Нижняя часть ротора 4 имеет окно 15, которое предназначено для ограничения сектора выгрузки осадка, Уравновешивание вращающихся частей ротора осуществляется балансиром 16.Центрифуга работает следующим образом.При вращении ведущего звена 3 привода 2 через подшипник 7 увлекается нижняя часть ротора 4, которая движется по окружности относительно оси вращения ведущего звена 3. Верхняя часть ротора 4, шарнирно соединенная с корпусом 1, удерживает от вращения ротор 4 вокруг его геометрической оси -, т.е. все точки ротора 4 участвуют во вращении только относительно оси и- о вращения ведущего звена 3 и остаются неподвижными относительно продольной оси - ротора 4, что и показано на фиг,5. Например, точка А, принадлежащая поверхности роторав положении 1 относительно оси вращения ведущего звена 3 является внешней, а в положении 1 И - внутренней. Так как вектор Г силы центробежного поля всегда направлен от центра вращения, то на каждый оборот ведущего звена 3 вектор Г921632 Формула изобретения 5силы центробежного поля также совершает оборот относительно поверхности ротора 4, т,е. внутри ротора 4 возникает вихревое поле, под действием которого находящийся в3 полости 1 ротора 4 раствор приобретает вращательное движение относительно его поверхности. Под действием центробежных сил жидкая Фаза раствора отфильтровывается, а твер дая фаза раствора, двигаясь по винтовой линии, через окно 15 выводится из ротора. Таким образом, в зоне А (фиг.1) происходит фильтрация жидкой фазы, формируется осадок, И а в зоне В происходит очистка фильт" рующего элемента от осадка.В положении 1 внешняя по отноше нию к оси вращения ведущего звена 3 поверхность ротора 4 расположена 20 перпендикулярно линии действия центробежных сил (фиг,1), при этом создаются наиболее эффективные условия фильтрации. Так как роторвращается относительно оси враще ния ведущего звена 3 привода и не вращается относительно собственной продольной оси, то его внешняя сторона, являющаяся поверхностью фильтрации, в любом положении остается 30 перпендикулярной линии действия вектора центробежных сил и существуют наиболее благоприятные условия фильтрации жидкой фазы раствора. В зону фильтрации постоянно посту- у пает поверхность ротора, очищенная от осадка, тем самым обеспечиваются условия для постоянной по величине и непрерывной во времени пропускной способности центрифуги, что способ ствует повышению ее производительности,6Ориентировочно принимаем повышение производительности центрифуг 303, Так как себестоимость очистки единицы объема бурового раствора обратно пропорциональна производительности оборудования, то примене" ние предложенной центрифуги обеспе" чит снижение себестоимости очистки бурового раствора также на 30.Предложенная конструкция центри" фуги решает вопросы удаления осадка из ротора центрифуги и очистки фильтрующего элемента ротора от осадка без дополнительных устройств и позволяет создать работоспособную в условиях бурения нефтяных и газовых скважин центрифугу для очистки буровых растворов. Центрифуга для очистки буровыхрастворов, содержащая корпус с пат"рубками для подвода очищаемого раствора и вывода разделенных фракций,привод, представляющий собой пространственный шарнирно-рычажный механизм, и ротор, шарнирно соединенныйверхней частью с корпусом, а нижней - с ведущим .звеном привода,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения производительности,ротор выполнен перфорированным иугол наклона его образующей равенуглу наклона ротора к оси вращенияведущего звена привода,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке И 2660844/23-26,кл. В О 4 С 9/ОО, 1978.Подписное 13 Филиал ОПП Патент , г. Ужгород, ул. Проект Госудела Иос Тираж 1 рственногО комит изобретений и от а, Ж, Раушака а СССРытийнаб д. 1/