Виброотстойник для очистки бурового раствора Советский патент 1983 года по МПК C02F1/34 B01D21/02 C02F103/34 

Изобретение относится к устройст вам для очистки бурового раствора от шама и может быть использовано в нефтяной промышленности при бурении скважин, а также в других отраслях нар одн о г о хозяйства. Известно устройство для очистки бурового раствора с подачей затлям- ленного раствора под горизонтальную сетку очистной поверхности. Очистная поверхность соединена с рамой гибким элементом Cl 3. Однако известное устройство не обеспечивает очистки бурового раствора от частиц, меньших размера ячейки сетки, т.е. выполняет грубую очистку, долговечность очистной поверхности мала, так как в результате знакопеременных нагрузок, возникающих при вертикальной вибрации, сетка очистной поверхности интенсивно разрушается. Циклический напор раствора, возникающий при виб рации, определяет пропускную способ ность устройства. Увеличение часто гк вибрации повьппает пропускную спо собность, однако частота вибрации ограничена динамической прочностью сетки очистной поверхности и не может быть значительной. Поэтому устройство не обеспечивает высокую про пускную способность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к Предлагаемому является виброотстойник, включающий емкость,с наклонным днип|ем, патрубками входа очищаемого и выхода очищенного раствора, накло ную очистную поверхностьJ вибратор и шнековый транспортер для удалени шлама 2 3« Недостатком известного устройства является то, что свободная под веска сит устройства на гибких элементах не позволяет осуществить виб рацию в плоскости очистной поверхности, т.е. сита имеют возможность вибрировать в нескольких степенях свободы, что сгшжает глубину и сте- пень очистки б фового раствора, уменьшает пропускную способность и срок службы гибких элементов. При достаточной жесткости штампованных сит в плоскости очистной поверхнос ти сита имеют малую жесткость по сегчению, что при вибрации очистной поверхности вызывает самопроизвольные колебания ее по направлетгию про хождения раствора через ячейки пер- форации, снижающие пропускную способность устройства. Пропускная способность очистной поверхности зависит от живого сечения сетки. Однако в устройстве невозможно использовать в качестве очистной поверхности тканые сетки, имеющие значительно болыяее живое сечение,, но треб- тощие натяжения. Целью изобретения является повышение эффективности очистки бурового раствора и увеличение пропускной способности виброотстойника. Указанная 1д&ль достигается TaMj что виброотстойигик для очистки бурового раствора, включающий емкость с наклонным днищем, патрубкат-ш входа , очищаемого и выхода очищеш ого раствора, наклонную очистную поверхность, вибратор и тнековый транспортер для удаления ншама, снабжен обрезиненнь ми колосниками, размещенными над очистной поверхностью со Стороны патрубка выхода очищенного раствора и направляющими, при этом очистная поверхность установлена в направляюрщх, подпр окинсна к герметично соединена с , а днище корпуса установлено с возможностью изменения и фиксации угла наклона. При этом герметичное соединение очистной поверхности с корпусом выполнено в виде клиновидных и U-образнь х планок. Установка очистной поверхности на направляющих, соосных с ней, позволяет вьтолнить вибрацию очистной поверхности строго в своей плоскости и в направлении, перпендикулярном прохож,дению бурового раствора через ячейки сетки очистной поверхности, что обеспечивает болыпуто глуби гу и степень очистки бурового раствора, а такзке снижает нагрузки на гибкие элементы устройства, что повьпллет срок их службы. Проведенные эксперименты показали, что наклонная очистная поверхность, установленная на направляющих, производит очистку бурового раствора от частиц, меньших размера ее ячейки сетки. Выполнение очистной поверхности в нижней части подпр жиненной исключает затраты энергии на перемещение веса очистной поверхности при ее вибрации,, что сньгеает удельные энергозатраты на очистку бурового раствора. Снабжение очистной поверхности обрезиненными колосниками предотвра щает возникновение самопроизвольных колебаний очистной поверхности в направлении прохождения бурового раствора через ячейки сетки . очистI ной поверхности при ее вибрации, снижающих пропускную способность устройства. Узел, обеспечивающий герме.тичность соединения очистной поверхнос ти с корпусом и натяжение сетки, Предотвращает попадание неоч{щенного бурового раствора в очищенный и позволяет применять тканые сетки. - Конструкция узла в виде клиновидных и U-образных планок,взаимоде ствуюшлх мелоду собой и сеткой очист ной поверхности, обеспечивает совме щение функций герметизации очистной поверхности и натяжения сетки. Выполнение днища корпуса подвижным с возможностью регулирования и установки фиксированных угла накло и величины зазора между очистной поверхностью и подвижным днищем корпуса позволяет при постоянных параметрах виброотстойника регулиро вать параметры очищенного бурового раствора в зависимости от его вида и предъявляемых требовашгй. Так, например,, установка угла наклона Д1адща 10-15° и величины зазора 10 мм, при величине ячейки сетки 0,8 мм, позволяет сохранить в утя-. желейном буровом растворе утяжелитель с размерами частиц до 0,08 мм На фиг. 1 представлен виброотСТОЙ1-ШК, общий вид; на фиг, 2 то же, вид в плане; на фиг. 3 - узел, обеспечиваюшлй герметичность соединения с корпусом и натяжение сетки очистной поверхности. Виброотстойник для очистки бурового раствора содержит корпус с подвижным днищем 2, мембраной 3 и рамой 4. Сетка 5 очистной поверхности собрана на каркасе 5 и установлена Б раме 4, К раме 4 с боковы CTOpoli жестко присоединены подшипники 7, свободно передвигающиеся на напр авляюга,их 8, установленных; соосно сетки 5 очистной поверхности. Сверху рама А соединена с вибратором 9, установленным на корпусе 1 , а в части подпружинена. Над очистной поверхностью, со стороны выхода очищенного раствора, установлены обрезиненные колосники 10 Боковые планки 1 1 каркаса 6 выполнекы и-образными. Каркас 6 с собраной на нем сеткой 5 очистной поверхности по боковым сторонам прижимается к раме 4 при помощи клиновидных планок 12. Междукаркасом и рамой установлено уплотнение13. Усилием прижатия каркаса 6 к раме 4 обеспечивается герметичность соединения очистной поверхности с корпусом. Под воздействием усилия прижатия взаимодействием клиньев клинообразных планок 12, сетки и U-образных планок I1 каркаса 6 обеспечивается натяжение сетки очистной поверхно сти. Герметичность соединения подвижного днища 2 с корпусом 1 обеспечивается: гармогакой 14. Регули-ровка и установка фиксированных угла наклона и величины зазора обеспечивается гайками I5, перемещающими подвижное днище на шпильках 16. Подача раствора в устройство осуществляется по патрубку 17, а слив очищенного раствора - по желобу 18, установленное на раме 4. Удаление шлама из устройства производится шнековым транспортером 19, Устройство работает следующим образом. При включенном вибраторе 9 рама 4 с установленной на ней очистной поверхностью на направляющих 8 совершает возвратно-поступательные колебания в плоскости очистной поверхHOCTV, Зашламленный буровой раствор по патрубку 17 поступает в зазор, образованный подвижным днищем 2 и сеткой 3 очистной поверхности. За счет вибрации сетки очистной поверхности в направлении, перпендикулярном прохождению pactBopa.через ее ячейки, производится очистка бурового раствора от взветенньгх частиц, как больиих,, так и меньших размера ячейки сетки. Под действием вибрации, нис:одя11щх потоков зашламленного раствора и сил гравитации, происходит интенсивное осаждение шлама, который удаляется из устройства шнековым транспортером 19. Очищенный буровой раствор, проходящий через сетку очистной поверхности, желобом 58 направляется в магистраль циркуляционной системы буровой. Биброотстойник для очистки буровых растворов позволяет выполнять

более тонкую очистку в сравнении с известными устройствами, использующими сетки в качестве очистной поверхности.

Конструкция виброотстойника по3волнет производить вибрацию стандартных сеток при значительно боль,тей частоте, так как подача раствооа под ceTKv и вибрация в плоскости очистной поверхности исключают воздействие высоких статических и дикамических нагрузок на сетку, нарушающих ее прочность и снижающих долговечность.

Проведенные исследования показали что с увеличением частоты вибрации очистной поверхности виброотсточника

повыгаается глубина, степень очистки бурового раствора и пропускная способность устройства.

Для очистки бурового раствора требуется малая амплитуда вибрации очистной поверхности в пределах от половины до полного размера ячейки сетки ОЧИСТТ1ОЙ поверхности. Отсутствие затрат энергии на перемещение очистной поверхности раствора и шлама и сокращение затрат энергии на вибрацию очистной поверхности за счет уменьшения амплитуды вибрации позволяют выполнить устройство, требующее меньших удельных энергозатрат, в сравнении с известными устройствами для очистки бурового раствора.

ВНКРООТСТОЙНИК ДЛЯ ОЧНСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий емкость с наклонным днищем, патрубками входа очищаемого и выхода очищенного раствора, наклонную очистную поверхность, вибратор и шнековьт транспортер для удаления шлама, отличающийся тем, что, с целью повышения э11кЬективности очистки бурового раствора и увеличения пропускной способности виброотстойника, он снабжен обрезиненными колосниками, размещенными над очистной поверхностью со стороны патрубка выхода очищенного раствора и направлягацими, при этом очистная поверхность уста- , новлена в направлякщих, подпружине- на и герметично соединена с корпусом, а днище корпуса установлено с возможностью изменения и фиксации « угла наклона. 2. Виброотстойник по п. 1, о т личающий ся тем,что герd -метичное соединение очистной поверхности с корпусом вьтолнено в виде ютиновидных и Ц-образных планок. СО 4 05