Вибросито для очистки жидкости от механических примесей Советский патент 1985 года по МПК B07B1/40 

« Изобретение относится к устройст вам для очистки жидкостей от механических примесей и предпочтительно может использоваться для очистки бу рового раствора от шлама в процессе бурения Скважины. Известно устройство для очистки бурового раствора, содержащее корпу с установленными на нем одной или более виброрамами, на которых закреплены ситовые полотна, привод ви рорам, подводящие загрязненный и от водящие очищенный раствор и шлам каналы jj , i Недостатком такого вибросита является то, что при мелкоячеистой се ке и повышенной вязкости раствора трудно обеспечить высокую пропускную способность, так как часть раст вора не успевает пройти сквозь сито вое полотно, что снижает эффективность очистки. Известно также вибрационное сито, состоящее из корпуса в виде гер метичной емкости, виброрамы с закрепленными ситовыми полотнами, установленные в вертикальной плоскост и разделяющие емкость на отдельные камеры, привод виброрам, подводящие загрязненный и отводягцие очищенный раствор и шлам каналы. В данном вибросите наличие герме тично выполненной емкости способствует уменьшению потерь раствора и повьш1ению пропускной способности вибросита благодаря возможности-повысить давление раствора выше гидро статического перед ситовым полотном 2j . Однако в известном вибросите отсутствует взаимосвязь между степень закупорки ячеек ситового полотна, т.е. давлением жидкости перед ним, при заданной .производительности, и работой привода виброрам, который выполнен в виде эксцентрикового вала, приводимого во вращение от элек родвигателя с постоянными оборотами, что снижает эффективность очист ки бурового раствора. Кроме того, при постоянной интенсивной частоте и амплитуде вибраций ситового полотна снижается срок службы последмену, потерю времени на его обслуживание, а также увеличивает потреб ляемое количество энергии. Цель изобретения - повьш ение эффективности очистки. 802 Поставленная цель достигается тем, что в вибросите для очистки жидкости от механических примесей, содержащем корпус в виде герметичной емкости, виброрамы с укрепленными ситовыми полотнами, установленные вертикально и разделяющие емкость на отдельные камеры, привод виброрам и подводящие и отводящие каналы, подводящий канал снабжен генератором гидроимпульсов, а привод виброрам выполнен в виде двух мембранных гидроцилиндров, мембраны которых соединены штоками с виброрамами в нормальном и касательном направлениях к ситовому полотну, при этом мембрана гидроцилиндра соединенная с виброрамами в касательном направлении, сообщена со стороны штока с подводящим каналом, а с противоположной стороны - с мембраной другого гидроцилиндра со стороны, противоположной штоку. Кроме того, генератор гидроимпульсов выполнен в виде цилиндрической камеры с тангенциальными каналами ввода и отвода и установленным внутри лопастным ротором с возможностью вращения и периодического перекрытия канала ввода. На чертеже изображено вибросито, общий вид. Вибросито состоит из корпуса, выполненного в виде герметичной емкости 1, в полости которой в вертикальных плоскостях установлены виброрамы 2 и 3, связанные со стенками емкости 1 посредством упругих герметизирующих элементов 4. На виброрамах неподвижно закреплены ситовые полотна 5 и 6 с различными размерами ячеек сеток. Емкость 1 снабжена подводящим загрязненную жидкость каналом 7 и каналом 8 для отвода очищенной жидкости из вибросита. Ситовыми полотнами 5 и 6 совместно с виброрамами 2 и 3 и герметизирующими элементами 4 емкость 1 разделена на отдельные полости А и Б. Вибросито снабжено приводом виброрам, который состоит из генератора 9 гидроимпульсов и гидроцилиндров 10 и 11. Генератор 9 гидроимпульсов установлен в подводящем канале 7 и выполнен в виде цилиндрической камеры 12с тангенциально расположенным вво3дом 13 и установленным в ней с возi-гажностью вращения и периодического перекрытия подводящего канала лопастного ротора 14, вращение которого обеспечивается благодаря кру говому движению жидкости в камере и наличию лопастей 15. }1пя перетока жидкости из цилиндрической камеры 1 в полость А емкости 1 служит канал 16, который при вращении ротора 14 всегда остается открытым, т.е. лопастями 15- не перекрывается. ГиДро- цилиндры 10 и 11 представляют собой, например, мембранные гидроцилиндры, в которых приводные штоки 1 кинематически связаны с виброрамами 2 и 3. При этом один из гидроцилиндров 10 связан с виброрамами 2 и 3 таким образом, что его усилия направлены касательно ситовым полотнам 5 и 6, а гидроцилиндр 11 нормально к этим ситовым полотнам. Рабочие полости гидроцилиндров 10 и 11 гидравлически сообщены при помощи канала 18 и трубопровода 19 с подводящим каналом 7 до генератора 9 гидроцимпульсов. Вибросито также снабжено перегородками 20 и 21, которые соответС.твенно расположены перед ситовыми полотнами 5 и 6 и служат для формирования потоков очищаемой жидкости перед ними, а также накопителем 22 шлама и устройством 23 выгрузки шла ма. Вибросито работает следующим образом . Загрязненная жидкость по подьидя шему каналу 7 под некоторым избыточ ным давлением поступает в цилиндрическую камеру 12 через тангенциальный ввод 13. Поток раствора, поступающий касательно к внутренней цилиндрической стенке камеры 12 с пос тоянным расходом, вызывает вращение самой жидкости в камере 12 и, соответственно, лопастного ротора .14. Пройдя камеру 12, раствор поступает через канал 16 в полость А емкости 1 и далее через ситовое попот но 5 перетекает в полость Б, а зате пройдя второе ситовое полотно 6, сливается в отводящий канал 8. При прохождении раствора через ситовые полотна на них задерживаются частиц шлама, размер которых больше размера ячеек сетки ситового полотна. На ситовом полотне 5 отделяются более 80 крупные частицы шлама, а на полотно 6 - более мелкие. Отделенр1ый на ситовых полотнах 5 и 6 шлам скапливается в нижней части накопителя 22 шлама. По мере накопления ишам выгружается через устройство 23. В процессе вращения ротора 14 лопасти 15 кратковременно перекрывают тангенциальньй ввод 13, в г зультате. чего в подводящем канале 7 возникает пульсация давления, которая по каналу 18 и трубопроводу 19 передается на гидроцилиндры 10 и 11. В тот момент, когда в гидроцилиндрах 10 и 11 импульс давления в результате перекрытия ввода 13 достигает максимальной величины, соответствующее значение имЙульса давления в полостях А и Б имеет минимальное значение, так как в этот момент эти полости емкости 1 отделены от источника давления лопастями 15. В результате этого на штоках 17 гидроцилиндров Ю и 11 возникают максимально возможные по величине усилия, которые приложены к ситовым полотнам 5 и 6 в нормальном и касательном направлениях по отношению к их плоскостям. Эти усилия перемещают виброрамы 2 и 3, а вместе с ними и ситовые полотна 5 и 6 вправо, т.е. навстречу движению потока очищаемой жидкости, и вверх соответственно . В следующий момент времени, когда лопасть 15 откроет тангенциальный ввод 13, давления в полостях А и Б возрастают до максимальных величин, а давления в рабочих полостях гидроцилиндров 10 и 11 снижаются до этого значения. Но так как ситовые полот на 5 и 6 представляют собой пщравпические сопротивления, то на них возникают перепады давлений, которые вызывают результирующее усилие, направленное влево, т.е. в сторону движения жидкости, через ситовые полотна. Это результирующее усилие перемещает виброрамы 2 и 3 совместно с ситами 5 и 6 в ту же сторону на заданную величину. Наряду с. этим виброрамы 2 и 3 с ситовыми полотнами 5 и 6 перемещаются вниз на заданную величину, так как давление в гидроцилиндре 10 со стороны канала 18 меньше, чем оно есть до рассматриваемого момента времени. Это давление не обеспечивает удержание виброрам в верхнем положении и последние перемещаются в нижнее положе ние . Так как максимальные значения ус лий, возникакицих в гидроцилиндре 11 и на ситовых полотнах 5 и 6, всегда находятся в противофазе, то этим обеспечивается вибрация виброрам со местно с ситовыми полотнами в направлении, нормальном к их плоскост Вибрации ситовых полотен вдоль их плоскости (вверх-вниз) обеспечивает за счет возникновения импульсов давления в гидроцилиндре 10 в направлении вверх. Вибрация ситовых полотен обеспечивается при условии, что результирующее усилие, возникающее от перепада давлений на этих полотнах, бол ше усилия, возникающего на мембране гидроцилиндра 11 в момент открытого состояния тангенциального ввода. В процессе работы вибросита, когда си товые полотна незашламлены, их гидросопротивления незначительны и поэтому перепад давления и соответственно результирующее усилие на ни небольшое. В этом случае вибрация незначительна или отсутствует. По мере роста зашламленности (закупорк ячеек) ситовых полотен увеличивается их гидросопротивление и соответственно растет результирующее усилие на этих полотнах, что приводит к перемещению последних в сторону движения жидкости. С другой стороны рост гидросопротивления ситовых полотен приводит к росту давления в подводящем канале, периодическое перекрытие которого в этом случае вызывает импульсы давления в нем более высокого значения. Такие пульсации давления обеспечивают вибрацию ситовых полотен с заданной амплитудой, что способствует очистке ситового полотна от шлама, т.е. способствует увеличению пропускной способности ситовых полотен. Обеспечение вибрации в плоскости ситовых по-лотен также в значительной степени способствует очистке их ячеек от шлама . Наличие установленных перед ситовыми полотнами перегородок 20 и 21 также способствует эффективности очистки благодаря тому, что жидкость направляется на ситовые полотна сверху вниз. Такое движение жидкости благоприятствует перемещению шлама вдоль плоскости сит и осаждению его в накопителе 22 шлама, а также увеличивает способность ситового полотна задерживать частицы шлама меньше размера его ячейки в результате того, что жидкость движется сквозь ситовое полотно под некоторым углом к ее плоскости . Предлагаемое выполнение вибросита позволит осуществлять качественную очистку бурового раствора (жидкости), увеличить срок службы фильтрующих элементов (ситовых полотен) и улучшить условия эксплуатации очистного оборудования на буровой, что в целом позволит повысить эффективность очистки. Это обеспечит повьшгение скорости проходки скважин и уменьшение расходов на приобретение ситовых полотен и затрат труда по их замене.

1. ВИБРОСИТО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ, содержащее корпус в виде герметичной емкости, виброрамы с укрепленными ситовыми полотнами, установленные вертикально и разделяющие емкость на отдельные камеры, привод виброрам и подводящие и отводящие каналы. отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, подводящий канал снабжен генератором гидроимпульсов, а привод виброрам выполнен в виде двух мембранных гидроцилиндров, мембраны которых соединены штоками с виброрамами в нормальном и касательном направлениях к ситовому полотну, при этом мембрана гидроцйлиндра, соединенная с виброрамами в касательном направлении, сообщена со стороны штока с подводящим каналом, а с противоположной стороны - с мембр.аной другого гидроцилиндра со стороны, противоположной штоку. 2. Вибросито по п. 1, отлиW чающееся тем, что генератор гидроимпульсов выполнен в виде цилиндрической камеры с тангенциальными каналами ввода и отвода и установленным внутри лопастным ротором с возможностью вращения и периодического перекрытия канала ввода. 4 00 4 СХ)