Устройство для очистки бурового раствора

 

Использование: в области бурения при очистке буровых растворов от шлама. Цель повышение качества очистки бурового раствора. Сущность изобретения: устройство включает корпус на виброопорах, подводящие и отводящие патрубки, фильтрующий узел, вибровозбудитель, коромысло, поршни и поддон с разгрузочным узлом. Кроме того, устройство снабжено подвижными дисками, установленными один над другим. Аналогично установлены неподвижные диски, расположенные по горизонтали в плоскостях подвижных дисков. Фильтрующий узел выполнен в виде цилиндров с сеткой грубой очистки, кинематически связанных с коромыслом. Вокруг цилиндров установлены неподвижные фильтрующие кассеты тонкой очистки. Они разделяют подвижные диски от неподвижных. Разгрузочный узел выполнен в виде патрубков с подпружиненными заслонками. Они размещены под цилиндрами. Поршни помещены в цилиндрах. При этом заслонка выполнена с рычагом. Он расположен нормально к заслонке. Пружина выполнена цилиндрической. Один ее торец шарнирно закреплен в канале разгрузочного узла и в плоскости, перпендикулярной его оси. Рычаг взаимодействует со свободным торцом пружины. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области бурения скважин, в частности к очистке буровых растворов от шлама.

Известны устройства для очистки буровых растворов от шлама, содержащие корпус, в котором размещены вибраторы, желоба и вибросита [1] Недостатком известных устройств является некачественная очистка бурового раствора.

Указанный недостаток устранен в устройстве для очистки бурового раствора, выбранном в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков и включающем корпус на виброопорах, подводящие и отводящие патрубки, фильтрующий узел, вибровозбудитель, коромысло, поршни и поддон с разгрузочным узлом [2] Недостатком этого устройства являются: ограниченность эффекта виброосаждения шлама из-за затухания виброколебаний в больших объемах раствора и неполнота отжима раствора из шлама вследствие использования в качестве заслонки шнека с разнонаправленными витками лопастей.

Цель изобретения повышение качества очистки бурового раствора путем активизации виброакустической обработки его по всему объему и уплотнения шлама принудительным ударным прессованием.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что известное устройство для очистки бурового раствора, включающее корпус на виброопорах, подводящие и отводящие патрубки, фильтрующий узел, вибровозбудитель, коромысло, поршни и поддон с разгрузочным узлом, снабжено установленными один под другим подвижными дисками и аналогично установленными неподвижными дисками, расположенными по горизонтали в плоскостях подвижных дисков, а фильтрующий узел выполнен в виде цилиндров с сеткой грубой очистки, кинематически связанных с коромыслом, и неподвижных фильтрующих кассет тонкой очистки, установленных вокруг цилиндров и разделяющих подвижные диски от неподвижных дисков, при этом разгрузочный узел выполнен в виде патрубков с подпружиненными заслонками, размещенных под цилиндрами, а поршни помещены в цилиндрах; заслонка выполнена с рычагом, расположенным нормально к заслонке, а пружина выполнена цилиндрической с одним торцом, шарнирно закрепленным в канале разгрузочного узла и в плоскости, перпендикулярной его оси, при этом рычаг взаимодействует со свободным торцом пружины.

Снабжение устройства установленными один под другим подвижными дисками и аналогично установленными неподвижными дисками, расположенными по горизонтали в плоскостях подвижных дисков, и выполнение фильтрующего узла в виде цилиндра с сеткой грубой очистки, кинематически связанных с коромыслом, и неподвижных фильтрующих кассет тонкой очистки, установленных вокруг цилиндров и разделяющих подвижные диски от неподвижных дисков, при этом разгрузочный узел выполнен в виде патрубков с подпружиненными заслонками, размещенных под цилиндрами, а поршни помещены в цилиндрах, обеспечивает образование зон избыточно давления и разрежение в слоях очищенного и неочищенного раствора, меняющихся знакопеременно синхронно вибратору, вследствие чего шлам выпадает в осадок.

Выполнение заслонки с рычагом, расположенным нормально к заслонке, а пружины цилиндрической с одним торцом, шарнирно закрепленным в канале разгрузочного узла и в плоскости перпендикулярно его оси, при этом рычаг взаимодействует со свободным торцом пружины, обеспечивает надежность удержания шлама в разгрузочном узле до создания необходимой плотности, что позволит быстро выгрузить отжатый шлам, быстро и надежно закрыть заслонку.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 и 4 фрагменты устройства с указанием направления движения потоков раствора и шлама; на фиг.5 и 6 разгрузочный узел при закрытой и открытой заслонке соответственно.

Устройство содержит основание 1, на котором на вибраторах 2 установлен корпус, состоящий из двух цилиндров 3 с поддонами 4, в нижней части которых размещен разгрузочный узел 5 с заслонкой 6. В цилиндрах 3 размещены фильтрующие кассеты тонкой очистки 7 и 8 грубой очистки 8. Фильтрующая кассета 8 имеет каркас с проемами для протока раствора, верхняя часть которого через коромысло 9 шарнирно соединена с вибровозбудителем 10, работающим от двигателя 11. К каркасу кассеты 8 прикреплены жестко диски 12 и через кронштейн 13 кольцевые диски 14. К корпусу напротив подвижного диска 12 установлен неподвижный диск 15. В бортах 16 корпуса ниже переливного буртика 17 выполнен сливной лоток 18. Внутри фильтрующей кассеты к поддону 4 установлены неподвижные кольцевые диски 19. Для подвода раствора имеется выходной патрубок 20. Прессование шлама и его проталкивание производится поршнем 21, являющимся элементом каркаса фильтрующей кассеты 8. Возвратно-поступательные движения коромысло совершает вокруг шарнира опоры 22. Гидростатический столб поддерживается мембраной 23.

Устройство работает следующим образом.

Фланец входного патрубка 20 соединяют с трубопроводом, отводящим раствор от скважины. После подачи раствора в устройство включают двигатель 11 вибровозбудителя 10. При этом коромысла 9 начинают совершать возвратно-поступательные движения вокруг шарнира опоры 22, поднимая и опуская каркас фильтрующей кассеты 8 со смещением по фазе на 180^о.

Жидкая часть раствора, очищенная от шлама при прохождении через сетчатые перегородки фильтрующих кассет 7 и 8, вытекает через переливные буртики 17 и по лотку 18 стекает в зумпф или емкость.

В процессе работы подвижные диски совершают колебательные движения. Вместе с ними колеблется раствор, находящийся в зонах подвижных и неподвижных дисков, меняя направление движения. При этом улучшается прохождение раствора через фильтрующие элементы за счет снижения вязкости раствора. Сопла на дисках стимулируют направленность движению потока.

Размещение подвижных дисков в одной плоскости с неподвижными позволяют многократно прокачивать раствор через фильтрующие элементы. Подача неочищенного раствора в фильтрующую кассету грубой очистки улучшает условия работы фильтра тонкой очистки. Колебательные движения кассеты грубой очистки улучшают условия регенерации фильтрующего элемента.

Выпавший в осадок шлам перемещается по коническому поддону 4 в зону прессования разгрузочного узла 5 и удерживается там до открытия заслонки 6.

Цилиндрическая конструкция кассет позволяет увеличить площадь фильтрующего элемента в сравнении с плоскими кассетами, что уменьшает металлоемкость установки.

Снабжение разгрузочного узла механизмом с изменяющимся усилием прижатия заслонки позволяет накапливать шлам, выдавливать из него жидкую фазу раствора и удерживать раствор от вытекания при запуске установки и ее работе.

Технико-экономическая эффективность: повышение качества и степени очистки благодаря использованию эффекта псевдоожижения раствора; повышение надежности и прочности устройства благодаря упрощению конструкции.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающее корпус на виброопорах, подводящие и отводящие патрубки, фильтрующий узел, вибровозбудитель, коромысло, поршни и поддон с разгрузочным узлом, отличающееся тем, что оно снабжено установленными один под другим подвижными дисками и аналогично установленными неподвижными дисками, расположенными по горизонтали в плоскостях подвижных дисков, а фильтрующий узел выполнен в виде цилиндров с сеткой грубой очистки, кинематически связаннных с коромыслом, и неподвижных фильрующих кассет тонкой очистки, установленных вокруг цилиндров и разделяющих подвижные диски от неподвижных дисков, при этом разгрузочный узел выполнен в виде патрубков с подпружиненными заслонками, размещенных под цилиндрами, а поршни помещены в цилиндрах.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонка выполнена с рычагом, расположенным нормально к заслонке, а пружина выполнена цилиндрической, одним торцом шарнирно закрепленной в канале разгрузочного узла и в плоскости, перпендикулярной его оси, при этом рычаг взаимодействует со свободным торцом пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6