Устройство для отбора проб бурового шлама Советский патент 1984 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к устройствам для периодического отбора шла,мовых проб при бурении скважин и может использоваться для тонкого разделения минеральных суспензий в других отраслях промышленности. Известно устройство для отбора шлама, содержащее воронкообразную гидрокамеру с трубой для загрузки обрабатываемой суспензии, фильтруюш;ее вибросито, привод, запорное устройство, разгрузочный клапан и сливную камеру. Зазор между виброситом и гидрокамерой заполнен слоем свободноплаваюш,его материала 1. Известное устройство не обеспечивает требуемого качества отбора шлама и представительности пробы из-за низкой степени разделения суспензий, которая определяется размерами ячеек сита. Уменьшение ячеек сита, в свою очередь, резко снижает производительность устройства и привод 1т к их быстрому засорению, а частицы, размеры которых меньше размеров ячеек сита, выбрасываются из пробы. Кроме того, вибрация сита разрушает агрегаты частиц и увеличивает потери мелких частиц, которые достигают от обшей массы твердой фазы. Указанные недостатки снижают качество получаемой информации о составе и количестве исследуемой пробы. Устройство сложно по конструкции и при эксплуатации. Известно также устройство для отбора бурового шлама, позволяющее отбирать из суспензии частицы коллоидальных размеров, и содержащее корпус шламосборной камеры с концентрично установленными положительным и сетчатым отрицательным электродами и сливную камеру, приспособление для разгрузки шлама, подвижную горизонтальную перегородку с сифонной трубкой и груз 2. Известное устройство повышает качество разделения суспензий, но при колебаниях расхода суспензии и содержания в ней твердой фазы значительный процент коллоидных частиц уходит с водой на слив. Это происходит также при накоплении шлама в шламосборной камере и при наличии электронейтральных частиц в суспензии, что снижает качество отбора шлама и представительность пробы. Кроме того, устройство сложно по конструкции. Наличие специального запорного устройства, подвижной перегородки, сифонной трубки, груза усложняет конструкцию, изготовление и эксплуатацию устройства. Цель изобретения - улучшение качества отбора шлама, повышение представительности пробы и упрощение конструкции устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб бурового Шлама, содержащем корпус щламосборной камеры с концентрично установленными положительным и сетчатым отрицательным электродами и сливную камеру, шламосборная камера образована отрицательным электродом и корпусом, в кольцевом пространстве между которыми расположен положительный электрод, а отрицательный электрод выполнен в виде клапана, сообщающего при его подъеме шламосборную камеру со слИВ ной камерой, причем последняя выполнена в виДе съемного контейнера из фильтровального материала. На чертеже представлено устройство для отбора проб бурового шлама. Устройство содержит корпус 1 шламосборной камеры, концентрично установленные положительный 2 и сетчатый отрицательный 3 электроды, соединенные с источником 4 постоянного тока, и сливную камеру 5. Отрицательный электрод 3 выполнен в виде клапана, сообщающего при подъеме шламосборную камеру 1 со сливной камерой 5. Сливная камера 5 выполнена в виде съемного контейнера 6 из фильтровального материала. Отрицательный электрод 3 в верхней части снабжен рукояткой 7 для подъема его, а в нижней части, входящей в патрубок 8, уплотнительным кольцом 9. Для подвода обрабатываемой суспензии служит патрубок 10. Контейнер 6 крепится на буртике 11 патрубка 8. Для изоляции электродов между ними установлены прокладки 12 и 13 из текстолита. Для прохода жидкости в полость 14 отрицательного электрода он выполнен в зоне сетки с пазами 15. Устройство смонтировано на опоре 16. Устройство работает следующим образом. Буровая пульпа из скважины через патрубок 10 поступает в шламосборную камеру, в которой оседают крупные частицы шлама, а жидкость со взвешенными частицами - в зазор между электродами 2 и 3. В межэлектродном пространстве протекают электрохимические реакции, в результате которых коллоидные частицы (главньш образом глины) оседают на внутренней поверхности электрода. При выделении из суспензии коллоидной фракции структура ее разрушается и твердые частицы быстро оседают в шламосборной камере. Отрицательно заряженное сито отталкивает отрицательно заряженные твердые частицы и пропускает воду и нейтральные частицы, которые перетекают в полость 14 отрицательного электрода 3 через пазы 15. Из полости 14 жидкость стекает в сливную, камеру 5. Через стенки контейнера 6 из фильтровальной ткани протекает чистая вода, а твердые частицы остаются в кЬнтейнере. По окончании бурения исследуемого интервала электрод 3 при помощи рукоятки 7 приподнимается и шламосборная камера сообщается со сливной камерой 5. Шлам с жидкостью стекает в контейнер б, где жидкость отфильтровывается. Контейнер с пробой шлама снимается с патрубка 8 и на его место устанавливается другой свободный контейнер. При исследовании нового интервала бурения процесс взятия пробы шлама повторяется в той же последовательности. При наличии в суспензии большого количества глинистых или подобных им частиц, которые плотным слоем оседают на положительном электроде, по окончании бурения перед разгрузкой пробы полярность электродов меняют на противоположную. При этом корка моментально отслаивается от положительного ЭJ eктpoдa и падает в шламосборную камеру.

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключаются потери твердых частиц из пробы, в результате чего достигается наибольшая представительность пробы. Многократное изменение направления движения частиц и скорости движения суспензии, а также сообшение при помоши электродаклапана шламосборной камеры со сливной камерой улучшают качество отбора шлама. Устройство МОЖНО изготовить из стандартных труб практически без механической обработки. Выполнение отрицательного электрода в виде клапана исключает применение специального разгрузочного устройства и разгрузочного клапана, а использование сливной камеры в виде съемного контейнера исключает применение специальной камеры. Все это упрош.ает конструкцию изготовления и эксплуатацию устройства. При этом снижаются металлоемкость и затраты на изготовление, а надежность работы устройства повышается.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ БУРОВОГО ШЛАМА, содержащее .корпус шламосборной камеры с концентрично установленными положительным и сетчатым отрицательным электродами и сливную камеру, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества отбора шлама, упрощения конструкции и повышения представительности пробы, шламосборная камера образована отрицательным электродом и корпусом, в кольцевом пространстве между которыми расположен положительный электрод, а отрицательный электрод выполнен в виде клапана, сообщающего при его подъеме шламосборную камеру со сливной камерой, причем последняя выполнена в виде съемного контейнера из фильтровального материала. (Л