Шнековая сушилка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««983250

Союз Советскмх

Соцмалнстнческии

Республик ( (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (53)М. Кл. (22) Заявлено 10.10.80 (21) 2gg60g6Щ 03

1 с присоединением заявки №

Е21 В2!06

F 26 В 17/18

Гоаударотвениый квинтет (28) Приоритет во делаи изобретений и открытии

Опубликовано 23,12.82. Бюллетень № 47 (53) УДК 622.243. бб 66 04755 (088.8) Дата опубликования описания 23.12.82

M. М. Кузьменко, (Э. (. (( ( (Специальное проектно — конструкторское ро аатоматизации глубокого разведочного бурения Всесоюзного трвщдодственного ) объединения "Союзгеотсхника" (72) Автор изобретения (7l ) Заявитель (54) Ш11ЕКОВАЯ СУШИЛКА (.1

Изобретение относится к горной технике, а именно к устройствам для обработки шлама при бурении скважин.

Известен способ обработки шлама при бурении скважины, включающий обезвоживание шлама и последующую обработку буровой мелочи путем промывки моющими средствами для очищения шлама от загрязняющих ком-. понентов.

Данный способ и устройство для его реализации позволяют предотвратить загрязнение окружающей среды (1) .

Однако данным способом не обеспечивается полного обезвоживания и транспортировки шлама на значительные расстояния от буровой без специальных транспортных средств.

Известна также шнековая сушилка, включающая сушильную камеру, установленный на валу шнек, питатель и трубопровод для подачи горячего воздуха (2).

Однако данная сушилка не обеспечивает транспортирование шлама, образующегося при бурении скважины, на значительные .расстояния от буровой и обладает, кроме того, нслостаточ ной интенсивностью п1юцесса высушивания обводненного и загрязненного химическими реагентами бурового илама.

Целью изобретения является повышение интенсификации процесса высушивания шлама при бурении скважин и обеспечение транспортирования шлама на значительные расстояния от скважины.

Указанная цель достигается тем, что шнековая

1О сушилка, включающая сушильную камеру, установленный на валу шнек, питатель и трубопровод для подачи горячего воздуха, снабжена мешалкой, установлешюи на валу шнека, а сушильt5 ная. камера выполнсна из двух пересекающихся цилиндрических корпусов, в одном иэ которых размещен установленньй на валу шнек, выпол. ненный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров с наружными и внутренними витками противоположных направлений, а в другом— мешалка, приясм полость между цилиндрами шнека сообщена окнами с внутренней полостью

/ последнего и полостью сушильной камеры, а вап шнека на обоих концах имеет итнсковые витки.

На фиг. 1 изображена сушилка, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Шнековая сушилка включает сушильную камеру 1, питатель 2, нагревательное устройство

3, агрегат 4 для подачи воздуха, емкость 5 5 для отбора обезвоженного шлама и программный механизм 6. Сушильная камера 1 выполнена из двух пересекающихся цилиндрических корпусов 7 и 8, при этом корпус 8 снабжен трубопроводом 9 для отвода обезвоженного шлама, а корпус 7 снабжен ротором 10, который выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров 11 и 12, образующих замкнутую полость 13, сообщающуюся посредством окон 14 и 15 с внутренней полостью ротора 16 и его наружным межвитковым пространством 17. Окна 15 выполнены в виде отверстий, равномерно расположенных по окружности на наружном цилиндре 11. Окно 14 выполнено в виде отверстия, расположенного на верхней образующей цилиндра 12 с противоположного конца ротора 10, который имеет наружные 18 и внутренние 19 шнековые витки с противоположными направлениями. Кроме того, ротор 10 вместе с корпусом 7 имеет лабиринтное уплотнение 20. Ротор 10 установлен 5 на валу 21, имеющем шнековые витки 22 и 23 и мешалку 24 и соединенным с электроприводом 25. С корпусом 7 соединен питатель 2, который имеет корпус 26 с приемной воронкой

27 и шнек 28, выполненный, например, полым 30 для установки в нем трубопровода 29, подводяп1его в сушильную камеру 1 горячий воздух, и соединенный с электроприводом 30..Трубопровод 29 соединен с нагревательным устройством

3, который соединен с агрегатом 4 для подачи воздуха Внутренняя полость емкости 5 для отбора обезвоженного,шлама, выполненной мерной из прозрачного материала, сообщается с полостью трубопровода 9 для отвода этого шлама с помощью программного механизма 6, име-4О ющего вариатор 31 уставки периода g, ре ле 32 времени г, вариатор 33 уставки длительности t, реле 34 времени t и исполнительный механизм 35, например электромагнитный клапан.

Сушилка работает следующим образом.

Шлам, поступивший в приемную воронку 27, с помощью шнека 28 подается в корпус 7 сушильной камеры 1. При этом шлам предварительно отжимается, а освободившийся раствор удаляется через дренажное отверстие (не показано) .

Шлам, попавший в корпус 7 сушильной камеры 1, перемещается по наружному межвитковому пространству 17 с помощью шнековых

55 витков 18 ротора 10. Вместе со шламом в корпус 7 сушильной камеры 1 попадает горячий воздух, который нагнетается агрегатом 4 через нагревательное устройство 3 и трубопровод 29, установленный, например, внутри питателя 2.

Горячий воздух, попав в наружное межвитковое пространство 17, поступает через окна 15, расположенные перед лабиринтным уплотнением

20, в замкнутую полость 13 и движется в ней прямотоком через стенку цилиндра 11, обогревая шлам, перемещающийся в наружном межвитковом пространстве 17.

Дойдя до шнековых витков 22 и вала 21, имеющих направление, противоположное направлению шнековых витков 18 ротора 10, шлам, изменяя направление, попадает во внутреннюю полость 16 ротора 10, куда через окно 14 попадает и горячий воздух.

С помощью шнековых витков 19 шлам перемещается во внутренней полости 16 ротора 10, одновременно разрыхляясь и просушива ясь в непосредственном контакте с горячим воздухом. Из внутренней полости 16 шлам попадает в корпус 8, где перемешивается мешалкой 24, с помощью которой увеличивается поверхность контактирования шлама с горячим воздухом, а также происходит измельчение твердых частиц шлама.

Высушенные частицы шлама, размеры которых в основном не превышают 74 мкм, под действием мешалки 24 и турбулентного потока горячего воздуха отрываются от поверхности еще не просушенного материала и удаляются из корпуса 8 через трубопровод 9 за пределы буровой установки в определенное место. Полость трубопровода 9, по которому отводится порошкообразный шлам, периодически через установленное с помощью вариатора

31 уставки периода. е времени. при помощи реле 32 времени и исполнительного механизма 35, например электромагнитного клапана, сообщается с внутренней полостью прозрачной мерной емкости 5.

В результате порошок высыпается из трубопровода 9 в емкость 5 на протяжении времени, установленного вариатором 33 уставки длительности t, после чего при помощи реле 34 времени т и исполнительного механизма 35 емкость 5 отключается от трубопровода 9. Периодичность и продолжительность подключения емкости 5 для отбора шлама к трубопроводу 9 определяется исходя из режима бурения скважины и предварительного изучения геологического разреза. В процессе бурения скважины порошкообразный шлам, периодически высыпаясь в прозрачную мерную емкость 5 и откладываясь в ней слоями, дает наглядную картину пройденного геологического разреза Для более тщательйого изучения нужного слоя шлама последний может быть удален из емкости 5 с помощью откачивающего устройства (не показано) .

5 98325

Предлагаемая сушилка обеспечивает предвари;. тельное отжатие шлама, сушку испарением влаги е за счет нагревания шлама через металлические поверхности, сушку испарением влаги за счет непосредственно соприкосновения шлама с горячим S воздухом, непрерывное перемешивание и иэмельчение шлама и удаление его за пределы буровой установки.

Предварительное отжатие шлама с целью понижения влажности позволяет существенно повысить интенсификацию процесса сушки.

Например, шлам, поступивший в приемную воронку 27, имеет влажность M — 80%. При полном удалении влаги из высушиваемого шлама на каждый килограмм сухого шлама пришлось 1э бы удалить влаги

С W 80 4 кг

100- щ 100-80 Кг сухого шлама

При понижении первоначальной влажности шлама всего лишь на 5% необходимо удалить влаги уже не 4, а 3 кг/кг сухого шлама, т. е. процесс сушки на 23% становится экономичней.

Известно, что скорость сушки материала неравномерна. В первую половину общего времени сушки удаляется 90% всей влаги, а во вторую половину времени удаляются остальные

10% влаги. Такая неравномерность отрицательно влияет на весь ход процесса сушки.

С целью обеспечения равномерности скорос30 ти сушки в конструкции предусмотрены поступательное перемещение шлама с первоначальным нагреванием его через металлические поверхности, затем нагреванием его при непосредственном соприкосновении с горячим воздухом и интенсивная обработка шлама горячим воздухом при

I непрерывном его перемешивании, в результате которого увеличивается поверхность соприкосно-. вения шлама с горячим воздухом и, следовательно, интенсивность испарения влаги.

При расчете сушильной камеры необходимо знать функциональную зависимость скорости сушки от времени, а это возможно лишь путем экспериментального исследования режима процессов сушки в производственных условиях, так как скорость сушки зависит от многих факторов и прежде всего от природы шлама (структуры химического состава, характера связи с влагой). формы шлама (размер кусков, толщины

I слоя); количества влагн, подлежащей удалению; интенсивности перемешивания шлама, температу-Я ры сушки, скорости движения теплоносителя, а также конструкции сушильной камеры и др. . Использование предлагаемой. шнековой сушил. ки в отличие от известных устройств.обеспечивает следующие преимущества: SS

1. Улучшает охрану окружающей среды, благодаря обезвоживанию шлама до сухого состояния, термодеструкции химических элементов и транспортировке высушенного шлама пневмотранспортом в труднодоступные места, непригодные для разделывания почвы (болота, овраги и т. д.), что позволит сохранить исходный рельеф земли, почвенно — растительный слой, и, в результате плодородие земельного участка, геологическую среду и предохранить атмосферу, почву и воду от загрязнения химическими элементами

2. Снижает трудоемкость обработки шлама, повышает ее экономичность, так как не требует. ся транспорт для вывоза шлама и связанные с ним трудовые затраты на загрузку и выгрузку этого шлама, не требуются удобрения для обрь ботки шлама, не увеличивается численность обслуживающего персонала и обеспечивается автоматический режим шламоудаления, 3. Снижает трудоемкость отбора шлама для изучения геологического разреза, дает наглядную картину проходимого в ходе бурения геологического разреза, что способству,ет оперативному принятию необходимого ре,шения при бурении скважины.

4. Способствует решению основной задачи в бурении скважин — автоматизации бурения скважин с численностью буровой бригады не более трех человек.

Формула изобретения

Шнековая сушилка, содержащая сушильную камеру, установленный на валу шнек, нитатель и трубопровод для подачи горячего воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсификации процесса высушивания шлама при бурении скважины и обеспече ния транспортирования шлама на значительные расстояния от скважины, она снабжена мешалкой, установленной на валу шнека, а сушильная камера выполнена иэ двух пересекающихся цилиндрических корпусов, в одном иэ которых размещен установленный на валу шнек, выполненный в виде двух коаксиапьно расположенных цилиндров с наружными и внутренними витками противоположных направлений, а в другом — мешалка, причем полость между цилиндрами шнека сообщена окнами с внутренней полостью последнего и полостью сушильной камеры, а вал шпека на обоих концах имеет шнековыс витки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ И 3693733, кл. 175 — 66, опублик. 1972.

2. Патент Великобритании У 1393100, кл. F 4 G, опублик. 1975 (прототип)., 983250

Составитель В. Никулин

Техред Е.Харигончик

Редактор Н. Джуган

Корректор Н. Буряк

Заказ 9862/36

Подписное

Тираж 623

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4