Устройство для очистки промывочной жидкости

 

Устройство для очистки промывочных жидкостей относится к горной промышленности, а именно к оборудованию для бурения скважин. Устройство состоит из набора герметичных желобов с присоединенными к ним отстойниками, у которых в переходных полостях установлены гребенки с наклонными перекрывающими друг друга пластинами. Гребенки выполнены с возможностью их вертикального перемещения по сечению проходных каналов желобов, на внутренних верхних стенках которых установлены возмутители потока в виде зубчатой рейки. На выводе из проходного канала последнего герметичного желоба устройства установлен фильтр. Этот фильтр состоит из сменного фильтрующего элемента, смонтированного на жестком каркасе в виде вогнутой пространственной решетки цилиндрической формы, обращенной открытой внутренней поверхностью к отстойнику. Для очистки фильтрующего элемента от частиц оседающего шлама на одной оси с каркасом установлено турбинное колесо, которое при движении потока жидкости вращается и своими лопастями снимает с фильтрующего элемента осевший на фильтре шлам и отбрасывает его в шламосборник. Для облегчения удаления шлама из отстойников с наружной поверхности отстойников по оси геометрического центра тяжести устройства установлен вибратор. Для уменьшения потерь промывочной жидкости при выгрузке шлама в каждом отстойнике установлены плавающие на поплавках сливные патрубки, обеспечивающие слив жидкости из отстойников в приемную емкость. Кoнстpyкция устройства для очистки промывочных жидкостей пoзвoляeт уменьшить минимальный размер твердых частиц шлама, осаждаемого в шламосборниках, содержание твердой фазы в очищенной промывочной жидкости и, слeдoвaтeльно, увеличить эффективность бурения скважин. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к оборудованию для бурения скважин.

Известно устройство для очистки промывочных жидкостей по а. с. СССР за N 1191551 (прототип), включающее герметичные желоба с присоединенными к ним отстойниками, имеющими в переходной полости гребенки с наклонными перекрывающими друг друга пластинами, выполненные с возможностью их вертикального перемещения по сечению проходных каналов желобов, на внутренних верхних стенках которых установлены возмутители потока в виде зубчатой рейки, а с наружной поверхности отстойника по оси геометрического центра тяжести устройства установлен вибратор.

Данное устройство имеет следующие недостатки: Во-первых, минимальный размер твердых частиц шлама, осаждаемых в шламосборники, составляет не менее 0,05 мм.

Во-вторых, содержание твердой фазы в промывочной жидкости, прошедшей очистку в подобных устройствах, находится в пределах от 1,5 до 3,5%.

Цель изобретения - создание устройства для очистки промывочных жидкостей, обеспечивающих улучшение качественных показателей очищенной промывочной жидкости.

Указанная цель достигается тем, что на выходе из проходного канала последнего герметичного желоба устройства установлен фильтр, состоящий из сменного фильтрующего элемента, смонтированного на жестком каркасе в виде вогнутой пространственной решетки цилиндрической формы, обращенном внутренней поверхностью к отстойнику, и турбинного колеса, ось вращения которого совпадает с осью каркаса, а высота лопастей колеса соответствует величине внутреннего радиуса фильтра. При этом в переходной полости отстойника перпендикулярно движущемуся потоку жидкости установлена плита, верхняя плоскость которой находится в горизонтальной плоскости, проходящей через ось турбинного колеса, а боковая плоскость плиты отстоит от оси вращения колеса на величину его радиуса.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для очистки промывочной жидкости, вид с торца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для очистки промывочной жидкости включает герметичные желоба с присоединенными к нему отстойниками 1, соединенными между собой переходниками 2 в единый блок. Каждый герметичный желоб с присоединенным к нему отстойником по вертикали разбит на три гидравлических зоны: проходной канал 3, переходная полость 4, шламосборник 5 с наклонным днищем 6. В верхней части проходного канала 3 установлена зубчатая рейка 7. В переходной полости 4 размещена гребенка 8 с наклонными перекрывающими друг друга пластинами 9. Изменение сечения канала производится путем перемещения гребенки 8 тягой 10. Перемещение гребенок 8 производится одновременно во всех проходных каналах 3 с помощью траверсы 11. В нижней части шламосборника 5 имеется люк 12, закрываемый крышкой 13. Крышка 13 закрывает и открывает все люки 12 (по числу отстойников) одновременно. С наружной поверхности отстойника 1, по оси геометрического центра тяжести устройства, установлен вибратор 14. Для слива жидкости перед выгрузкой шлама используются поплавковые патрубки 15, расположенные в каждом отстойнике 1. При выходе из проходного канала 3 последнего по ходу движения жидкости герметичного желоба 1 установлен фильтр, состоящий из сменного фильтрующего элемента 16, который крепится на жестком каркасе 17, выполненном в виде вогнутой пространственной решетки цилиндрической формы. Турбинное колесо 18 установлено в подшипниках 19 таким образом, что его ось вращения совпадает с осью каркаса 17, а радиус очистных лопастей 20 турбинного колеса 18 соответствует величине радиуса фильтрующего элемента 16. Для смены фильтрующего элемента 16 на наружной верхней поверхности проходного канала 3 имеется люк 21 со съемной крышкой 22. Для обеспечения вращения турбинного колеса 18 в переходной полости 4 перпендикулярно движущемуся потоку жидкости установлена плита 23, верхняя плоскость которой расположена в горизонтальной плоскости, проходящей через ось турбинного колеса 18, а боковая плоскость плиты 23 отстоит от оси вращения колеса 18 на величину его радиуса.

Устройство для очистки промывочных жидкостей работает следующим образом. Промывочная жидкость из скважины поступает под давлением в проходной канал 3 первого герметичного желоба 1 и, встречая на своем пути зубчатую рейку 7, завихряется на ее зубьях. Создаваемые при движении промывочной жидкости в области зубчатой рейки 7 вихревые потоки разрушают структуру промывочной жидкости и тем самым способствуют ускоренному выпадению из нее шлама. Находящийся в жидкости шлам, попадая в вихревые потоки, отбрасывается на гребенку 8 и, отражаясь при соударениях о наклонные поверхности ее пластин 9, попадает в полость шламосборника 5, где под действием сил тяжести осаждается. Вихревые потоки при соударениях с поверхностью пластин 9 теряют свою энергию и гасятся в переходной полости 4. Первично очищенная в первом по ходу движения жидкости герметичном желобе 1 промывочная жидкость через отверстие "Б" вверху проходного канала 3 по переходнику 2 попадает в следующий герметичный желоб 1 и процесс очистки повторяется. В последнем по ходу движения жидкости герметичном желобе 1 промывочная жидкость под давлением проходит через сменный фильтрующий элемент 16, обеспечивающий задержание шлама заданной фракции. Движущаяся в проходном канале 3 промывочная жидкость, попадая на вогнутые поверхности очистных лопастей 20, вращает турбинное колесо 18 и тем самым обеспечивает постоянный съем шлама, осаждаемого на поверхности фильтрующего элемента 16.

Количество герметичных желобов 1 в устройстве выбирается исходя из практической целесообразности.

При изменении подачи промывочной жидкости меняется скоростной режим потока. Для поддержания оптимальной скорости потока меняют сечение проходного канала 3 путем поднятия или опускания гребенки 8. Выгрузку шлама производят одновременно из всех шламосборников 5 через люки 12 при включенном вибраторе 14.

Для уменьшения потерь жидкости при выгрузке шлама используются поплавковые патрубки 15, по которым происходит слив очищенной жидкости.

Таким образом, предлагаемое техническое решение устройства для очистки промывочной жидкости со встроенным фильтром позволяет: во-первых, уменьшить минимальный размер твердых частиц шлама, осаждаемого в шламосборники; во-вторых, уменьшить содержание твердой фазы в очищенной промывочной жидкости и, следовательно, увеличить эффективность бурения скважин.

Формула изобретения

Устройство для очистки промывочных жидкостей, включающее герметичные желоба с присоединенными к ним отстойниками, имеющими в переходной полости гребенки с наклонными перекрывающими друг друга пластинами, выполненные с возможностью их вертикального перемещения по сечению проходных каналов желобов, на внутренних верхних стенках которых установлены возмутители потока в виде зубчатой рейки, и с наружной поверхности отстойника, по оси геометрического центра тяжести устройства, установлен вибратор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки промывочных жидкостей, на выходе из проходного канала последнего герметичного желоба устройства установлен фильтр, состоящий из сменного фильтрующего элемента, смонтированного на жестком каркасе в виде вогнутой пространственной решетки цилиндрической формы, обращенном внутренней поверхностью к отстойнику, и турбинного колеса, ось вращения которого совпадает с осью каркаса, а высота лопастей колеса соответствует величине внутреннего радиуса фильтра; при этом в переходной полости перпендикулярно движущемуся потоку жидкости установлена плита, верхняя плоскость которой находится в горизонтальной плоскости, проходящей через ось турбинного колеса, а боковая плоскость плиты отстоит от оси вращения колеса на величину его радиуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2