Циркуляционная система

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 Е 21 В 21/06

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3347625/22-03 (22) О8.10.81 (46) 07.07.86. Бюл. Ь"- 25 (72) И.А.Карякин (53) 622;243.144.2(088.8) (56) Головко В.Н. Оборудование для приготовления и очистки промывочных жидкостей, M. Недра, 1978, с. 25.

Там же, с. 14-15.. (54)(57) ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА, включающая желоб, сепаратор, жбросито и основной блок очистки, содержащий 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

„„SU„„! 242599 А 1 дополнительным блоком очистки, установленным между виброситом и основным блоком очистки и выполненным в виде двух гидравлически связанных между -собой емкостей с объединенным шламовым патрубком в нижней части, причем в одной из емкостей, расположенной первой по потоку жидкости, размещен сепаратор, выполненный в ви" де двух шнековых валов с различным направлением винтовой навивки н патрубка для отвода воздуха, размещенного над шнековыми валами, а в другой - ультразвуковой преобразователь ,и механизм для удаления вспененного .шлама.

1242599

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтеперерабатывяющей, 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 упрощенная схема взаимодействия механизмов и оборудования циркуляционной системы при бурении скважины; на фиг. 2 оборудование промежуточной очистки, общии вид, на фиг, 3 — разрез А-А ня фиг. 2; ня фиг, 4 — вид Б на фиг. 2.

Циркуляционная система состоит из бурового насоса 1, манифольда 2, снабженного предохранительным клапаном 3 и задвижкой 4, вертлюга 5, ведущей штанги 6, колонны бурильных труб 7 с долотом 8, желоба 9 вибросита 10, дополнительного блока !1 очистки (в схеме предусмотрено две установки, одна иэ них предназначена в качестве дублера), основногo блока 12 очистки с перегородками 13, которые делят емкость на отсеки установки гидроциклонов 14 (пескоотделитель, илоотделитель),,гидравлических перемешивателей 15, механических мешалок 16 и коллектора 17„ соединяющего отсеки блока очистки с помощью вентиля 18 с буровым насосом. 1, Дополнительный блок 11 очистки состоит из рамы 19, на ней неподвижно установлен корпус отстойника 20, на нем закреплен приемный корпус 21, а сверР ху корпус закрыт крышкой 22. По линии разъема на подшипниковых. опорах

23 установлен сепаратор, выполненный в 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 (не показано). Шнековые валы 24 и 25 ус-. танавливаются в одном иэ отсеков от-. стойника 20, разделенного перегород; кой 27, а в другом отсеке ус.танавли-. вается батарея, состоящая иэ ультразвуковых преобразователей 28.

Ня подптипниковых опорах 29 приемного корпуса 21 устанавливается вал

30 механизма удаления вспененного шлама 31, На вал 30 неподвижно крепят ся черпак 32 с натянутой на нем сет-кой и шестерня 33, которая входит

F зацеилгние с рейкой — штоком пневмоцили дра 34, установленный на площадке рамы 19„ Корпус 21 снабжен лот5 ком 35„ Иежду крышкой 22 и основанием корпуса отстойника 20 установлен шлямовый патрубок 36, в его сборку входит вал 37.„ соединяемый осью 38 с рычагом 39, выполненным с пазом 40.

Рычаг с одной стороны устанавливается на неподвижной оси 4! кронштейна

42, а с другой стороны тягой 43 соединяется со штоком пневмоцилиндра 44.

Ня валу .37 неподвижно устанавливается конус 45, а отстойник 20 снабжен седлом 46 и в его гнездо направляется конус, Рама 19 снабжена лотком.

На крышкг 22 устанавливается втяжка

4! и гидравлический перемешиватель 48.

Устро:йство работает следующим образом, Буровой насос 1 из емкости 12 нагнетает промывочную жидкость в скважину. Затем промывочная жидкость с выбуренной породой и гостоянной скоростью поднимается по затрубному кольцевому пространству на поверхность, Ргжим течения в этом случае ламинарный, Дальше по желобу 9 поЗО ступает на вибросито 10. Дегазация из промывочной жидкости газа при этом не интенсивная,, Чтобы ускорить процесс дегезяции необходимо механическое перемешивание ее ня дополнительном блоке 11 очистки, шнековыми валаJ ми 24 и 25. Газ, выделившийся иэ жидкости„ может частично заполнить рабочие полости насоса, уменьшая тем самым его производительность и ухудшая r режим его работы, При бурении скважин на нефть или газ не исключается проходка пластов, содержащих этот продукт, не представляющий промышленный интерес в ви 5 ду незначительных запасов, но возникает возможность ее поступления в циркуляционную систему вместе с промывочной жидкостью — необходима ее регенерация. Промывочная жидкость, выходящая из скважины, освобождается от примеси по следующей технологии.

От примеси твердой фазы. первая операция очистки промывочной жидкости or выбуренной породы — виброси-.я 101 вторая операция очистки — механическое рязделение промывочной жидкости от примесей песка и шлама ня дополнительном блоке очистки 11

1242599 ном блоке осуществляется следующим образом, Раствор, прошедший первую технологическую операцию очистки на вибросите поступает со скоростью в приемный корпус установки 21. (Скорость поступления раствора зависит от производительности и количества буровых насосов л/мин, включенных в циркуляционную систему, отсюда рабочий объем установки должен, соответствовать в 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 25 мешалки, имеющие непрерывное движение И (фиг. 2) и различное направление винтовой линии шнеков, создадут встречное, осевое движение, промывочной жидкости, что будет способствовать интенсивному размыванию рыхлых частиц, вьщелению иэ нее фракционной твердой фазы, шлама и газа, для последующего удаления из циркуляционной системы.. Отстойник 20 разделен перегородкой 27, ее назначение создать отсек для шнековык валов, и более интенсивному выпадению тяжелых частиц выбуренной породы, из промывочной жидкости на дно отстойника, т.е. является отбойником, при этом необходимо обеспечить зазор между днищем отстойника и перегородкой.

Тяжелые частицы при выпаде из промывочной жидкости в отстойник 20 могут образовать значительный осадок вокруг шнековых валов и приемным корпусом 21..

Чтобы предотвратить возможную поломку деталей шнековой мешалки, при ее пуске от электропривода 26, который .был остановлен на некоторое время, следует освободиться от осадка при помощи гидравлического неремешивателя 48 (промывкой). Перемешивание препятствует выпаданию в отстойник барита из утяжеленной промывочной жидкости. При перемешнвании из про- ° мывочной жидкости может быть удалено большое количество газа. Затем шнековыми валами 24 и 25; третья операция — воздействие ультразвуковой вибрации на промывочную жидкостьвьщеление из нее шлама на поверхность емкости дополнительного блока ll; четвертая операция — тонкая очистка от песка — гидроциклоном пескоотделителем 14; пятая операция - тонкая очистка от ила-гидроциклоном-илоотделителем 14. 1О

От примеси газа: первичная очистка на дополнительном блоке 11 — механическое отделение шнековыми валами; тонкая ультразвуковая очистка: преобразователи ультразвука помещены в кор-15 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- 20 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- 35 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- 40 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 гидроциклоны, в третий отсек, для повторной циркуляции. В этом случае ресурс работы сменных деталей бурового насоса сократится, но не так резко, благодаря промежуточной операции. очистки раствора на установке. 55

Способ предварительной очистки промывочной жидкости на дополнительпромывочная жидкость поступает в отсек, где установлена батарея ульт-.

1242 Я9 развуковых преобразователей 28, пе— редающая акустическую энергию — ультразвуковую вибрацию в ее среду.

Для удаления вспененного шлама с поверхности промывочной жидкости предусмотрен механизм 31, он предназначен перекрыть путь движению

Р ". шлама из установки в отсек гидроциклона .блока очистки. Для этой цели в корпусе 21 устанавливается вал

30 на подшипниковые опоры 29. На валу неподвижно крепится черпак 32.

Рамка натянута сеткой с малой ячейкой, способной пропустить частицы до 0,030 мм. Более крупные частицы будут задерживаться сеткой и сбрасываться при повороте черпака на 180 от реверсивного пневмопривода 34 по лотку 35 в шламовый амбар.

Для удаления осевшего шлама из отстойника 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 спуск

> вала 37 осуществляет пневмопривод 44, имеющий возвратно поступательное движение. Усилие от пневмопривоца перецается тягой 43 на рычаг -39, Поворот рычага 39 по часовой стрелке относи1О тельно неподвижной оси 41, установленной на кронштейне 42, позволит опустить вал 37 и конус 45 осью 38 (запрессован на валу 37) относительно паза 40 рычага 39, он предназначен и как ограничитель сливного зазора.

Поворот рычага против часовой стрелки вызовет подъем вала 37 и устранит сливной зазор между седлом 46 и конусом 45.

Для отвода выделяемого газа из ,промывочной жидкости на крышке 22 устанавливается вытяжное устройство

47, оно состоит из трубы, внутри

25 ее встроен вытяжной вентилятор, а сверху труба закрыта козырьком.

1242599

Составитель E.Ìîë÷àíoâà

Техред М.Ходаннч

Редактор Н.Данкулнч

Корректор А.Тяско

Заказ 3673 30

Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ч