Шламоотделитель

 

Использование: изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в оборудовании для приготовления и очистки бурового раствора. Сущность изобретения: на корытообразном основании на подпружиненной подвеске размещена вибрирующая рама. На последней установлен натяжной вал. Вибрирующая рама выполнена в виде размещенных внутри нее по периметру полки и дугообразных ребер жесткости. Сеточное полотно уложено на вибрирующую раму в пространственном положении с возможностью сопряжения верхнего края полотна с днищем подводящего лотка и связано с натяжным валом. Вибратор размещен в подсеточном пространстве вибрирующей рамы и установлен на ней. Дугообразные ребра жесткости оснащены резиновыми полосами, завальцованными в пазы, выполненные по внешней их дуге, и прикреплены к корпусу вибратора. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию приготовления и очистки бурового раствора при бурении нефтяных и газовых скважин.

Первая ступень очистки бурового раствора осуществляется вибрационным ситом путем просеивания его через вибрирующее сеточное полотно. Существует ряд вибросит, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением, но все они работают по принципу просеивания. Некоторые из них получили широкое применение при бурении скважин [1,2] Указанные конструкции состоят из узлов одинакового назначения: основания, подводящего лотка, вибрирующей рамы на подвесках.

Известно вибросито, имеющее большее количество общих признаков с предлагаемым шламоотделителем. Оно состоит из корытообразного основания на котором установлены подводящий лоток с люком и створками; вибрирующая рама на пружинных подвесках. Рама установлена под углом к днищу лотка так, что сливной край лотка находится над сеточным полотном. На раме сверху к боковым сторонам прикреплен вибратор, внутри рамы расположено сеточное полотно, уложенное на опоры, и натяжной механизм. Прямолинейные опоры ориентированы поперек рамы и их концы крепятся к боковым сторонам, а точки крепления лежат на дуге. Поперечные опоры выполнены из полосовой стали с накладками из резиновой полосы, скрепленными болтами, и установлены на плоскость. Сеточное полотно, натянутое на поперечные опоры, занимает пространственное положение и поверхность предстает плоскими гранями, а проекция на боковую сторону ломаной линией. Натяжное устройство представляют два барабана, снабженные храповыми механизмами [3] При одинаковом принципе работы вибросита имеют и одинаковые недостатки. К общим недостаткам следует отнести быстрый износ сеточного полотна, разрушение элементов крепления сеточного полотна от вибрации, неспособность отделять шлам состоящий из глины. Низкий технический результат требует большого количества времени для обслуживания и ремонта.

Цель изобретения определяет технологию бурения, которая требует хорошей очистки бурового раствора и непрерывного цикла бурения. Поэтому вибросито должно быть способным отделять шлам из глины устойчивым к вибрации и с низким расходом сеточного полотна.

Поставленная цель достигается путем усовершенствования вибросита-прототипа. В предлагаемой конструкции шламоотделителя для устранения забивания корытообразной емкости основания илообразным осадком днище ее выполнено наклонным. Для сокращения пути движения шлама рама и сеточное полотно укорочены на одну треть. Для фиксирования сеточного полотна на четыре стороны во внутреннем пространстве по периметру рама оснащена полкой. С целью равномерного натяжения сеточного полотна на четыре стороны поддерживающие поперечные прямые опоры с резиновыми накладками заменены на дугообразные продольные ребра жесткости с резиновой полосой, завальцованной в паз ребра по внешней его дуге. Ребра жесткости и полка ориентированы по диагонали прямоугольной боковой стороны рамы. Лекальная дуга изгиба ребра в сочетании с углом наклона диагонали формируют поверхность сеточного полотна с пологим наклоном со стороны набега раствора, переходящую постепенно в поверхность с очень крутым наклоном на стороне схода шлама. Для устранения разрушения сеточного полотна в местах падения на него раствора верхний край сеточного полотна через малый зазор сопряжен с днищем подводящего лотка. С целью устранения зазора в опорах натяжного механизма барабаны с храповыми механизмами заменены на один натяжной вал с разрезными втулками опорами.

Внесенные изменения в конструкцию шламоотделителя в совокупности повлияли не только на технический результат, но и на принцип его работы. Подтверждением тому может служить факт отделения шлама в положении статики при бурении на воде или на невязком растворе. Принцип отделения шлама можно объяснить законами механики о движении тела: по инерции по наклонной плоскости по вибрирующей поверхности. В результате усовершенствования вибрирующая рама стала обладать меньшими габаритными размерами и меньшей массой, что позволило осуществить вибрацию на малой амплитуде и повышенной частоте. При таком режиме работы натяжной механизм и конструкция в целом не выходит из строя в течение пяти-семи лет, т.е. до полного разрушения от коррозии в результате контакта с агрессивными растворами. Расход сеточного полотна за этот срок составляет 5-6 м².

На фиг. 1 изображен предлагаемый шламоотделитель, вид сверху; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 поперечное сечение дугообразного ребра жесткости.

Шламоотделитель состоит из корытообразной емкости основания 1, на основании установлен подводящий лоток 2 с люком 3 для пропуска раствора без очистки, регулирующих створок 4, вибрирующей рамы 5, по периметру рамы имеются полки с накладками 6 и 7, внутри рамы установлены дугообразные ребра 8 жесткости, на ребра и полки укладывается сеточное полотно 9, со стороны схода шлама размещен натяжной вал 10, концы вала находятся в опорах 11, для связи рамы с основанием имеются четыре пружинных подвески 12 и вибратор 13.

На фиг.2 видно, что сеточное полотно 9, натянутое на дугообразные ребра 8, не лежит в одной плоскости. Оно занимает пространственное положение и представляет волнистую поверхность, изогнутую по дуге ребра. Такое положение сеточного полотна вынуждает все точки его поверхности колебаться синхронно с рамой. На фиг.3 показано соединение ребра 8 с резиновой полосой 14. При колебании они двигаются как одно целое.

От взаимодействия вибратора 13 и пружинных подвесок 12 рама находится в состоянии вибрации. При закрытом люке 3 буровой раствор из подводящего лотка 2 плавно набегает на сеточное полотно 9. Створки 4 способствуют равномерному распределению раствора по всей ширине рабочей поверхности. Крупные частицы шлама за счет приобретенной скорости по инерции прокатываются без задержки. Средние и мелкие частицы выносятся раствором на линию его провала через ячейки полотна. Вибрация повышает проницаемость сеточного полотна для бурового раствора, а вибрирующая его поверхность продвигает шлам вперед к сходу. Чем ближе к сходу, тем больше угол наклона поверхности и тем лучше условия для продвижения шлама. Двигается шлам с заметным ускорением и проходит весь путь по поверхности за 5-15 с. При бурении на воде или на не вязком буровом растворе отделение шлама проходит без вибрации. В этом случае выносимый раствором шлам накапливается на поверхности до некоторого критического объема, затем лавинообразно сползает в отвал. Сеточное полотно устанавливается и крепится один раз до износа, износ полотна зависит от количества прошедшего шлама и его абразивных свойств. Внедрение в практику шламоотделителя оказало бы положительное влияние на решение задач экологического характера разбуриваемых площадей.

Формула изобретения

1. ШЛАМООТДЕЛИТЕЛЬ, содержащий корытообразное основание, подводящий лоток, размещенную на основании на подпружиненной подвеске вибрирующую раму с установленными на ней натяжным валом и связанным с ним сеточным полотном, расположенным в пространственном положении с возможностью сопряжения верхнего края сеточного полотна с днищем подводящего лотка, и вибратор, установленный на вибрирующей раме, отличающийся тем, что вибрирующая рама выполнена в виде размещенных внутри нее по периметру полки и дугообразных ребер жесткости, сеточное полотно уложено на полку и дугообразные ребра жесткости, вибратор размещен в подсеточном пространстве вибрирующей рамы, а дугообразные ребра жесткости прикреплены к корпусу вибратора.

2. Шламоотделитель по п. 1, отличающийся тем, что дугообразные ребра жесткости оснащены резиновыми полосами, завальцованными в пазы, выполненные по внешней дуге упомянутых ребер жесткости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3