Устройство для приготовления и обработки буровых растворов Советский патент 1984 года по МПК E21B21/06 

2. Устройство по п. 1, о т л и-3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем,что днище дис-чающееся тем,что всасываюпергирующего отсека футерованоиий патрубок насоса соединен с нижвнахлестЛу пластинами, выступы ко-ней и верхней частями циркуляционторых направлены в сторону сопла.иой емкости.

1086117

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЖНИЯ И ОБРАБОТКИ PACTЮРОВ, включающее цирку ля 1дгонную емкость, разделенную на смесительный и диспергирующий отсеки, и насос,связанный на-. . порным трубопроводом со смесительным отсеком емкости,о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения качества раствора, диспергируюЕций отсек выполнен криволинейным-с отражателем в нижней части, а в верхней части он имеет патрубок,сообщенный с напорным трубопроводом, и нижняя часть патрубка выполнена в виде плоского щелевого сопла, расположенного по касательной к дниmv диспёигиоуюшего отсека поичем боковая поверхность последнего в ниж ней части выполнена в виде решетки (Л для сообщения со смесительным отсеком.

Изобретение относится к горной щ)о вдпленности, а точнее к нефтегаз добывающей, и может быть использовано для приготовления и обработки бурош 1х растворов, в частности применяемых на морских буровых установкахкпри бурении нефтяных и газовых скважин. Известно устройство для приготов ления и обработки буровых растворов, содержащее фрезерно-струйную мельницу, циркуляционную емкость и насос, связанный трубопроводами с емкостью н фрезерно-струйной мельницей J . Недостатками эfoй установки являются необходимость сравнительно длительной циркуляции приготавливаемого раствора через насос и фре- зерно-струйную мельницу дпя получен раствора требуемого качества,что значительно снижает производительность установки, образование осадк при приготовлении растворов из оком кованных материалов на дне циркуля ционной емкости, что снижает качест во приготовляемого раствора. Наиболее близким к предлагаемому является устройство дая пригото ления и обработки рг створов, вклкк щее циркуляционную емкость,разделенную на смесительный и диспергиру ющий отсеки, и насос, связанный на порным трубопроводом со смесительным отсеком емкости . Однако известное устройство ха.рактеризуется недостаточной гомоген ностью и коллоидальностью приготавливае1 1х буровых растворов, образованием осадка в нижней части циркуляционной емкости,все это снижает качество приготовляемого раствора. Цель изобретения- повышение качества раствора. Поставленная цель достигается ,тен,что в устройстве дпя приготовления и обработки растворов, вкпю-. чаихцем циркуляционную емкость,разделенную на смесительный и диспергирующий отсеки,.и насос, связанный напоршлм трубопроводом со смесительным отсеком емкости,диспергирукиций отсек выполнен криволинейным с отражателем в нижней части, а в верхней части он имеет патрубок, сообщенный с напорным трубопроводом и нижняя часть патрубка выполнена в виде плоского щелевого .сопла, расположенного по касательной к днищу диспергирующего отсека , причем боковая поверхность последнего в нижней части выполнена в i виде решетки дпя сообщена со смесительньш отсеком. При этом днище диспергируидего отсека футеровано внахлестку пластинами, выстулл которых направлены в сторону сопла. Кроме того, всасывакщий патрубок насоса соединен с нижней и верхней частями циркуляционной емкости, На фиг.1 показано устройство для .приготовления и обработки бурового раствора, продольный разрез;на 4ИГ.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - узел Т на фиг.2 (футеровка диспергирующего отсека), на ijtor.Aвид Б на фиг.3. Устройство для приготовления иобработки буровых растворов состоит из приемного бункера 1 для порошкообразных материалов, фрезерно-струйной мельницы 2, циркуляционной емкости 3, насоса 4 н опорной рамы 5. Приемный бункер снабжен питателем 6 непрерывного действия (ганековым или ленточным). Циркуляционная емкость по д/шне разделена перегород-, кой 7 на два отсека: диспергирующий 8 и смесительный 9.Диспергирующий

3,

отсек имеет цилиндрическое днище.В этом отсекеОТ напорного трубопровода 10 отведен патрубок I1,переходядий в плоское щелевое согшо 12,расf положенное по касательной к цилиндрическому днищу диспергируклдего отсека. Для повышения эффективности . диспергирования комочков,образующихся при смачивании порошкообразных материалов, днище емкости футеровано внахлестку /выступами в сто-рону сопла ТОНКИ11И пластинами 13 из износоустойчивой стали толщиной 13 мм.

В нижней части перегородки расположена перфорированная решетка 1А и люк 15 для удаления отходов из диспергирующего отсека. В верхней части этого отсека со стороны противоположной соплу находится улиткообраэ ный отражатель .16 для предотвращения выброса раствора из емкости.

В смесительном отсеке предусмотрено перемешивание раствора гидромонитором 17. Отвод жидкой Лазы из емкости предусмотрено осуществлять по верхнему 18 и нижнему 19 патрубкам, снабженным задвижками и соединенным вертикальным трубопроводом 20 с всасывающим патрубк;ом насоса 4.

Напорньй патрубок насоса обвязан с напорным трубопроводом 10 1для подачи раствора к соплу и гидромонитору и циркуляционным напорным трубопроводом 21 для подачи раствора во фрезерно-струйную мельниЦУ 2.

Устройство работает следующим обт разом.

Из контейнеров в бункер 1 загружается порошкообразный материал, а в циркуляционную .емкость 3 заливается вода. Затем включаются в рабо ту фрезерно-струйная мельница,насос и питатель.

Получаемьй в мельнице раствор поступает в диспергирующий отсек 8, где он подхватывается мощной струей, выходящей из соплаjрасположенного по касательной к криволинейной поверхности диспергирующего отсека. Улиткообразный отражатель 16, предотвращая .выброс раствора,обеспечивает постоянную циркуляцию раствора в диспергирующем отсеке.

При перемещении струи,выходящей из сопла, вдоль криволинейной поверх ности отсека грубодисперсные частиII 4

цы под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности днища. При этом эффективному из-мельчению грубодисперсных частиц способствуют выступы пластин,которыми футеровано днище диспергирующего отсека, так как эти выступы расположены навстречу циркулирующем в отсеке потоку.

-Измельчению комочков и грубоднс-персных частиц,содержащихся в растворе, способствует также их перемещение вместе с потоком вдоль решетки, расположенной в перегородке у днища диспергирующего отсека, и при пр охождении раствора через нее в смесительный отсек. Такой переход раствора осущ ествляется под действием как гидростатического (по ЗАкону сообщающихся сосудов) , так и гидродинамического напоров,возникающих в диспергирукйцем отсеке при циркуляции в нем жидкостного потока.

Не прошедшие через решетку частицы продолжают измельчаться в гфоцесс их последукидей циркуляции в диспёргнрукяцем отвеке, Циркуляция шадкостного потока предотвращает также обра зование осадков в отсеке и способствует непрерывной самоочистке решетки.

Таким образом, благодаря наличию отдельного диспер пирующего отсека, футерованного внахлестку пластинами, плоского сопла и разделяющей решетки, значительно ускоряется процесс диспергирования частиц, содержащихся в растворе, что способствует повышению его коллоидальиости.

Для перемешивания (гомогенизации) раствора в смесительном отсеке служат гидромониторы 17,

Данным устройством обеспечивается возможность отвода раствора насосом как из нижней части емкости (при откачке раствора в рабочие емкости),, так и из верхней части емкости (во время пригЪтовления раствора)

Рациональнее во врег-ш гдаркуляции раствора перекачивать насосом менее концентрированные растворы,так как п итоге будет происходить более быстрое их насыщение твердой фазой и уменьшаться износ насоса, трубопроводов, сопла и фрезерно-струйной мельш1цы, поскольку абразнвность растворов возрастает по мере увеличения их концентрации. S Твердые включения (галька,металлические включения),которые не.могут измельчиться в диспергирующем отсеке, периодически удаляются из него через люк 15. Преимущества предлагаемой установки в том,что повышается качест приготавливаемых буровых растворов сокращается время циркуляции раи

/

Фиг.З Видб 7« сТвора через мельницу при приготовлении растворов из глинопорошков при их обработке, утяжелении,введении химреагентов и т.д. Кроме того, повышается производительность как при приготовлении,так и обработке буровых растворов, в связи с уменьшением осадков в емкости и трубопроводах снижаются потери материалов с отходами.