Устройство для приготовления бурового раствора Советский патент 1984 года по МПК E21B21/06 

Изобретение относится к области горной промьшшенности, а точнее к производству промывочных жидкостей, применяемых при бурении нефтяных и газовьк скважин, наиболее эффективно может быть использовано для приготовления глинистых растворов из комовой глины, а также для производства растворов из исходных материалов в других отраслях промьпп ленности. Известно устройство, в одном агр гате которого размещены ультразвуковые излучатели, производящие тонкое диспергирование исходной суспен зии или эмульсии, приготовленной в другом агрегате (мешалке или смесителе) Л . Недостаток заключается в низком .качестве приготовления раствора. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для приготовления бзфового раствора, включающее 1 абочую емкость, разделенную перегородкой на две секции, в одной из которой установлены гидромониторные насадки для размьша комовой глины, напо1;шый и всасывающий трубопроводы, Q. Недостатком является невысокое качество приготовленного раствора, поскольку устройство не обеспечивает высокой степени диспергации. Цель изобретения - повышение качества раствора за счет повышения степени диспе ргирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство для приготовления бурового раствора, 1включанщее рабочую емкость, разделённую пере городкой на две секцииув одной из которых установлены гид1)омонито1{ные насадки для размыва комовой глины, напорный и всасыванхций трубопроводы снабжено вихревьми двухсопловыми из лучателями, размещенньми равномерно вдоль второй секции рабочей емкости у ее дна под углом к последнему, и защитной сеткой, установленной на всасывающем патрубке и имекнцей отверстия, диаметр которых сечения наиболее суженных проходных каналов излучателей и насадок, а cy ФIapнaя площадь отверстий больше площади внутреннего сечения всасывающего патрубка, причем одна часть вихревых двухсопловых излучателей направлена вниз в сторону перегород ки, а другая,часть - вверх в сторону задней стенки рабочей емкост,и, а одно сопло излучателя, ближайшее .к сетке, направлено на последнюю, На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 ультразвуковой излучатель, общий вид, разрез. Устройство состоит из рабочей емкости 1 с наклонными боковыми 2 и передней 3 стенками. Емкость делится перегородкой 4 с отбойным козырьком 5 на двц секции: первая секция а имеет отдельный, напорный коллектор 6 с запорной задвижкой 7 и служит дпя размыва загруженной в устройство глины 8, помещенными в ней гидромониторными насадками 9, которые связаны с напорным; коллектором 6 размьшньми патрубками 10 с задвижками 11, у дна 12 размещены размьшные насадки, направленные на глину с четырех сторон. Вторая секция b имеет также отдельньй напорный коллектор 13 (фиг. 3) с запорной задвижкой 14. В этой секции осуществляется тонкое диспергирование глинистого раствора, расположенными в ней в два ряда, вихревыми двух сопловыми излучателями 15, которые размещены у дна 16 (фиг. 1) равномерно под небольшим углом об к нему и вдоль продольной оси так, что расположенные ближе, к дну выходные сопла излучателей 17 направлены вниз и в сторону перегородки, а противоположные 18 - вверх и в сторону задней стенки 19 емкости. Излучатели присоединены к напорному коллектору патрубками 20 с задвижками 21. Задвижки 11 и 21 служат для отключения насадок и излучателей в случае их осмотра, замены и ремонта. Напорные коллекторы 6 и 13 связаны с нагнетательньм турбопроводом 22 поршневого насоса., В стенку секции b вмонтированы всасывающий 23 (фиг. 1), сливной 24 и очистной 25 патрубки. Внутри устройства на всасывающем патрубке установлена закрытая сетка 26 с отверстиями меньше наиболее суженньк проходных каналов насадок и излучателей и с cy elapнoй площадью отверстий в несколько раз больше площади внутреннего сечения всасывающего патрубка, на которую нагфавлено ближейш е выходное сопло одно го из излучателей. Всасывающий патрубок связан с всасывающей линией 27 поршневого насоса. К всасывающей линии насоса присоединен водопровод 28. Дно первой и дно второй секции устройства (соответственно 12 и 16) имеет небольшой уклон: в перво случае в сторону расположенного в центре очистного люка 29, во втором - в сторону очистного патрубка Излучатель состоит из рабочей камеры С , образованной внутренни кольцом 30 с тангенциальной щелью 31 и фланцами 32, и рабочих ка мер меньшего диаметра d и е образованных вькодными соплами 17 и 18. К внешнему кольцу 33 излучателя присоединяется патрубок 20. Устройство установлено на санях 34 Устройство работает следующим образом. В.первую секцию а загружается необходимое количество глины. По водопроводу 28 через всасьшающую линию 27 насоса и всасывающий патрубок 23 подается вода, которая, обмывая защитную сетку 26, поступает в устройство. Вторая секция b заполняется водой, которая, достигнув перегородки 4, приблизи тельно равной 2/3 высоты рабочей емкости 1f переливается через верх ний край ее отбойного козырька 5 в первую секцию а и заполняет ее, далее происходит одновременное зап нение обоих секций до полного объе ма емкости устройства. При открытых запорной задвижки напорного коллектора 13 второй секции и запорной задвижки 7 напорного коллектора 6 первой секции вкл чается насос и постепенно закрывается задвижка 14. Насос начинает забирать жидкость из устройства по всасывающим патрубку 23 и линии 27 и подавать ее под давлением порядка 50-100 атм по нагнетательному трубопроводу 22, напорному коллектору 6,разливным патрубкам 10 и гидро мониторным насадкам 9.Выходя из насадок струи жидкости размывают глину 8, образуя грубую глинистую суспензию. Глинистая суспензия переливается через верхний край отбойного козьфька 5 во вторую секцию (при этом крупные комки и частицы отбрасьгошот 5 ся козырьком обратно в первую секцию) . Размыв глины гидромониторными насадками с помощью насоса осуществляется при замкнутой циркуляции жидко,сти. Процесс идет до тех пор, пока суспензия не достигает нужной концентрации твердой фазы (заданной плотности). После образования требуемой концентрации твердой фазы в суспензии открывается задвижка 14 и постепенным закрьшанием задвижки 7 насос переключается на вторую секцию. Насос забивает суспензию из устройства по патрубку 23 и линии 27 и подают ее по трубопроводу 22, коллектору 13, патрубкам 20 к ультразвуковым излучателям 15. Излучатель .(фиг. 4) работает следующим образом. Жидкость по патрубку 20 попадает в пространство между )анешним кольцом 33 и внутренним кольцом 30 и, пройдя через-тангенциальную щель 31 внутреннего кольца, получает вращательное движение в рабочей камере О . Вращающийся поток в камере С разделяется на два потока: один проходит через рабочую камеру d (выходное сопло 17), другой - через рабочую камеру б (выходное сопло 18). При переходе из камеры с , в камеры и ё .скорость вращения жидкости возрас тает по закону сохранения количества движения и у выходов из этих камер в жидкой среде образуются ультразвуковые поля,в которых происходит тонкое диспергирование глинистой суспензии. Насос непрерьгено засасывает суспензию из второй секции и подает ее к излучателям, осуществляя замкнутую циркуляцию жидкости (направления движения потока во второй секции показано стрелкой на фиг. 1)Ультразвуковое диспергирование длится о получения раствора требуемого ;качества, после чего насос останав пивается и приготовленный глинистый раствор через патрубок 24 сливается в емкость. Вследствие отмеченного Bbmie расположения и направления излучателей, они поднимают со дна осадок и интенсивно перемешивают весь объем суспензии во второй секции гидромешалки. Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить качество приготовленного раствора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕ НИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающее рабочую емкость, разделенную перегородкой на дпе секции, в одной из которых установлены гидромониторные насадки для размыва комовой глины, напорный и всасывающий трубопроводы, отлич ающе е ся тем, что, с целью повьппения качества раствора за счет повьшения степени диспергирования, оно снабжено вихревьми двухсопловыми излучателями, размещенными равномерно вдоль второй секции рабочей емкости у ее дна под углом к последнему, и защитной сеткой, установленной на всасывающем патрубке и имеющей отверстия, диаметр которых меньще сечения наиболее суженных проходных канаЛов излучателей и насадок, а суммарная плсчцадь отверстий больше площади внутреннего сечения всасывающего патрубка, причем одна часть вихревых двухсопловых излучателей направлена вниз в сторону пет регородки, другая часть - вверх в сторону задней стенки рабочей емкости, а одно сопло излучателя, ближайшее к сетке, направлено на последнюю .