Устройство для очистки буровых растворов

 

Использование: в горной промышленности, в частности к очистке буровых растворов от шлама при бурении скважин на нефть и газ, для повышения степени обезвоживания бурового шлама и снижения потерь бурового раствора. Сущность изобретения: устройство состоит из корпуса, разделенного сетчатой перегородкой на камеру исходной суспензии и камеру фильтрата, оснащенного входным и выходным патрубками для бурового раствора и выходным патрубком для бурового шлама. Внутри камеры исходной суспензии установлен толкатель, жестко связанный с корпусом. При вибрации нижнего конусного поршня толкатель спрессовывает осевший шлам и снижает его влажность. С выходным патрубком для шлама соединен трубопровод с разгрузочным приспособлением на конце. Вся система закреплена на раме, установленной на амортизаторах. Вибрация поршней, закрывающих камеры конуса с противоположных сторон, налагаемая на поток движущегося раствора, способствуют выделению шлама из бурового раствора, а колебание толкателя относительно зоны осаждения шлама в конической части нижнего поршня - уплотнению и эффективному удалению шлама. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении скважин на нефть и газ, при создании противофильтрационных завес в грунте, при работе некоторых очистных сооружений.

Известно устройство для классификации и обезвоживания суспензий, представляющее собой корпус, разделенный сетчатой перегородкой на камеру исходной суспензии и камеру фильтрата, перфорированный поршень, совершающий колебания в камере фильтрата, входной и выходной и выходной патрубки для исходной суспензии и очищенного раствора и выходной патрубок для выхода твердой фазы, оснащенный подпружиненным кольцевым клапаном [1] .

Существенным недостатком данного устройства является отсутствие дополнительного уплотнения твердой фазы перед ее удалением из камеры исходной суспензии и как следствие значительные потери суспензии (бурового раствора) вместе с твердой фазой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для классификации и обезвоживания суспензий перегородкой на камеру исходной суспензии и камеру фильтрата, закрытые с противоположных сторон поршнями, жестко связанными между собой и с вибровозбудителем. Корпус оснащен входным патрубком для исходной суспензии, выходным патрубком для очищенного фильтрата и выходным патрубком для твердой фазы. Очистка бурового раствора при использовании данных сепараторов производится в центральном поле за счет его акустических колебаний во всем объеме [2] .

Как и в предыдущем случае, к недостаткам данного сепаратора следует отнести отсутствие искусственного уплотнения твердой фазы перед ее удалением из зоны накопления.

Цель изобретения - снижение потерь бурового раствора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для очистки бурового раствора, содержащем корпус, разделенный сетчатой перегородкой на камеру исходной суспензии и камеру фильтрата с входным патрубком и закрытую в нижней части жестким поршнем в виде усеченного конуса с отверстием для выгрузки шлама, жестко связанный с поршнями, установленными на амортизаторах, снабжено толкателем с рабочей головкой, установленным коаксиально в камере исходной суспензии и жестко связанным с корпусом, при этом рабочая головка толкателя размещена у входа в отверстие для выгрузки шлама.

Разгрузочное приспособление выполнено в виде подпружиненного клапана, закрепленного на оси с возможностью углового перемещения в плоскости, проходящей через ось запираемого трубопровода и перпендикулярной оси вращения клапана.

Снабжение камеры исходной суспензии коаксиально расположенным толкателем, жестко связанным с корпусом, направленным своей рабочей головкой в сторону выходного патрубка для шлама, закрепленного на нижнем коноидальном колеблющемся поршне при колебании коноидального поршня и его перемещении относительно толкателя, способствует накоплению шлама под толкателем в нижнем поршне, его уплотнению и проталкиванию через выходной патрубок.

К выходному патрубку для удаления бурового шлама шарнирно присоединен трубопровод, оснащенный разгрузочным приспособлением на противоположном от выходного патрубка конце для того, чтобы колебания нижнего поршня не отразились на целостности трубопровода и для регулирования консистенции удаляемого шлама.

Выполнение разгрузочного приспособления в виде подпружиненного клапана, закрепленного на оси с возможностью углового перемещения в плоскости, проходящей через ось запираемого трубопровода и перпендикулярной оси вращения клапана, позволяет степень уплотнения удаляемого шлама регулировать степенью сжатия пружины независимо от угла поворота клапана и количества удаляемого шлама.

Таким образом, указанная совокупность признаков объема изобретения обеспечивает достижение поставленной цепи.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит корпус 1, разделенный сетчатой перегородкой 2 на камеру исходной суспензии 3 и камеру фильтрата 4. В стенку камеры 3 врезан патрубок 5 для подачи бурового раствора. В нижней части камеры 3 расположен жесткий поршень 6, имеющий вид усеченного конуса, в вершине которого находится выходной трубопровод 7. В камере фильтрата 4 расположены разгрузочный патрубок 8 и жесткий поршень 9, соединенный с поршнем 6 тягами 10. Поршни 6 и 9 прикреплены к корпусу 1 гибкими элементами 11 и соединены с вибровозбудителем 12. Корпус крепится к верхней раме 13 стола 14. В камере 3 закреплен соосно с выходным отверстием трубопровода 7 толкатель 15. Трубопровод 7 имеет шарнир 16 и оканчивается разгрузочным приспособлением из клапана 17 с запорным устройством - пружинным механизмом 18.

Устройство работает следующим образом. В камеру 3 через патрубок 5 подается буровой раствор со шламом. Посредством колеблющихся поршней 6 и 9 буровому раствору со шламом сообщается возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Знакопеременные колебания бурового раствора вызывают интенсивное выпадение твердых частиц шлама из бурового раствора вниз, очищенный раствор поступает через сетчатую перегородку в камеру 4 и сливается через патрубок 8. Оседающие твердые частицы шлама проталкиваются в отверстие для выгрузки и уплотняются совместным действием толкателя 15 и возвратно-поступательного движения выход- ного трубопровода 7. Конец трубопровода 7 с помощью шарнира 16 устанавливается в необходимом направлении для выгрузки материала. После заполнения трубопровода 7 выгружаемым материалом под воздействием давления открывается клапан 17 и выгружаемый материал отводится из корпуса 1. Клапан 17 при работе устройства остается открытым под действием пульсирующего давления выгружаемого материала благодаря незначительному усилию запорного устройства. При прекращении работы устройства давление выгружаемого материала падает и клапан закрывается, не давая возможности вылиться буровому раствору, находящемуся в камере 3 и подводящих магистралях. (56) Авторское свидетельство СССР N 1346194, кл. B 01 D 29/38, 1987.

Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых. Под ред. В. С. Ямщикова. М. : Недра, 1987, с. 153.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержащее корпус, разделенный сетчатой перегородкой на камеру исходной суспензии с входным патрубком и перекрытую в верхней части фильтрата с входным патрубком и закрытую в нижней части жестким поршнем в виде усеченного конуса с отверстием для выгрузки шлама, и вибровозбудитель, жестко связанный с поршнями, установленными на амортизаторах относительно корпуса, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь бурового раствора со шламом, оно снабжено толкателем с рабочей головкой, установленным коаксиально в камере исходной суспензии и жестко связанным с корпусом, при этом рабочая головка толкателя размещена у входа в отверстие для выгрузки шлама.

РИСУНКИ

Рисунок 1