Циркуляционная система Советский патент 1986 года по МПК E21B21/06 

Изобретение относится к горной промьпплениости, а точнее к нефтеперерабатывающей, и может быть использовано при очистке от выбуренной породы, регенерации и дегазации промывочных жидкостей.

Цель изобретения - повьшение качества очистки промывочной лсидкости.

На фиг. 1 изображена упрощенная схема взаимодействия механизмов и оборудования циркуляционной системы при бурении скважины; на фиг. 2 - оборудование промежуточной очистки,, общий вид; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - вид Б на фиг, 2,

Циркуляционная система состоит из бурового насоса 1, манифольда 2,, снабженного предохранительным клапаном 3 и задвижкой 4, вертлюга 5, ведущей штанги 6, колонны бурильных труб 7 с долотом 8, желоба 9 вибросита 10,, дополнительного блока 1 очистки (в схеме предусмотрено две установки, одна из них предназначена в качестве дублера), основного блока 12 очистки с перегородками 13, которые делят емкость на отсеки установки гидроциклонов 14 (пескоотде- литель, илоотделитель), ,гидравлических перемешивателей 15, механических мешалок 16 и коллектора 7, соединяющего отсеки блока очистки с помощью вентштя 18 с буровым насосом 1. Дополнительный блок 11 очистки состоит из рамы 19 5 на ней неподвижно установлен корпус отстойника 20, на нем закреплен приемньш корпЗ с 21 , а сверху корпус закрыт крышкой 22, По линии разъема на по сцпипниковых: опорах 23 установлен сепаратор выполненный в виде шнековых валов 24 и 25 с различным направлением винтовой навивки Электровод 26 устанавливается на площадку рамы 19, в, его сборку входят; электромотор, муфты, редуктор с двумя ведущими валами и ограждение (не показано), Шнековые валы 24 и 25 устанавливаются в одном из отсеков отстойника 20, разделенного перегородг кой 27, а в другом отсеке устанавливается батарея, состоящая из ультразвуковых преобразователей 28,

На подшипниковых опорах 29 приемного корпуса 21 устанавл1 вается вал 30 механизма удаления всйененного шлама 31, На вал 30 неподвижно крепя ся черпак 32 с натянутой на нем сеткой и шестерня 33, которая входит в зацепление с рейкой - штоком пнев- моцилнидра 34, установленный на площадке рамы 19„ Корпус 2 снабжен лотком 35„ крьшжой 22 и основанием ко эпуса отстойника 0 установлен шламовый патрубок 36, и его сборку входит вал 37, соединяемый осью 38 с ры-чагом 39, выполненным с пазом 40,

Рычаг с одной стороны устанавливается на неподвижной оси 41 кронштейна 42, а с другой стрроны тягой 43 соединяется со штоком пневмоцилиндра 44. На валу 37 неподвижно устанавливает-

ся копус 45, а отстойник 20 снабжен седлой 46 и в его гнездо направляется конус. Рама 19 снабжена лотком. На крьшже 22 устанавливается втяжка 47 и гидравлический перемешиватель 48.

Устройство работает следующим об разом,

Буровой насос 1 из емкости 12 на- гпетает промывочную жидкость в сква- ясину„ Затем промывочная жидкость с

выбуренной породой и постоянной скоростью поднимается по затрубному рюльцевому пространству на поверхность. Режим течения в зтом случае хсаминарный. Дальше по желобу 9 поступает на вибросито 10. Дегазация из промывочной жидкости газа при этом не интенсивная., Чтобы ускорить процесс дегезации необходимо механическое перемепшвание ее на дополнительном блоке 11 очистки, шнековыми валами 24 и 25, Газ, выделившийся из жидкости,, может частично заполнить рабочие полости насоса, уменьшая тем са- Mbff-i его произво,цительность и ухудшая

релшм его работы.

При бурении сквалсин на нефть или газ н€ . исключается проходка пластов, содержащих этот продукт, не представляющий промьшшенный интерес в виДУ незначительных запасов, но возникает возможность ее поступления в гдиркуляционн тс систему вместе с промывочной жидкостью - необходима ее регенерация. Промывочная жидкость,

вых. из скважины, освобояодается от по следующей технологии.

От примеси твердой фазыг первая оператрля очистки промьшочной жидкости от выбуренной породы - виброси- та 105 вторая операция очистки - ме- ханиче;ское разделение промьгаочной жзл,цкости от песка, и шлама на дополнительном блоке очистки 1

3

шнековыми валами 24 и 25; третья операция - воздействие ультразвуковой вибрации на промывочную жидкост выделение из нее шлама на поверхнос емкости дополнительного блока 1; четвертая операция - тонкая очистка от песка - гидроциклоном пескоотдели телем 14; пятая операция - тонкая очистки от ила-гидроциклоном-илоот- делителем 14.

От примеси газа: первичная очистка на дополнительном блоке 11 - механическое отделение шнековыми валами тонкая ультразвуковая очистка преобразователи ультразвука помещены в ко пус Дополнительного блока 11 в «среду промывочной жидкости, для создания вибрационных ультразвуковых волн с целью эффективного вьщеления из, промывочной жидкости газа и легких фракций шлама на поверхность; отвод выделяемого газа из промьточной жидкости, с поверхности раздела приемного корпуса дополнительного- блока 11 принудительно (вентилированием).

Предварительно очищенный раствор на установке поступает в блок 12 очиски. Перегородки 13 разделяют резервуар на три отсека. Раствор поступает по желобу в первый отсек, где установлен пескоотделитель., затем во второй отсек, где установлен илоотдели- тель. Очищенный раствор гидроциклонами от песка и шлама перекачивается в третий отсек, для последующего нагнетания его в скважину. Блок 12 очистки имеет желоб и систему шиберов для приема и направления промывочной жидкости в различные отсеки емкости. Отводы коллектора 17 соединены со всеми отсеками, для этого достаточно открыть нужный вентиль 18 и один из отсеков будет соединен с буровым насосом 1. В аварийных ситуациях, в процессе бурения, когда гидроциклоны по каким-либо причинам вышли из строя и нуждаются в ремонте необходимо: направить раствор, не прошедший тонкой очистки, минуя гидроциклоны, в третий отсек, для пов гор- ной циркуляции. В этом случае ресурс работы сменных деталей бурового насоса сократится, но не так резко, благодаря промежуточной операции, очистки

раствора на установке.

Способ предварительной очистки промывочной жидкости на дополнитель10

15

20

5

ном блоке осуществляется следующим образом.

Раствор, прошедп1ий первую технологическую операцию очистки на виброси-. те поступает со скоростью в приемный корпус установки 21. (Скорость поступления раствора зависит от производительности и количества буровых насосов л/мин, включенных в циркуляционную систему, отсюда рабочий объем установки должен .соответствовать в 6-8 раз больше общей производительности насосов).

Вторая операция очистки промывочной жидкости на установках - механическая. Конструкция установки включает два шнековых вала 24 и 25. В данном случае шнек предпочтительнее, чем лопасть, так как создается непрерывное, направленное движение промывочной жидкости в осевом направлении. Вращение двух шнековых валов 24 и 25 мешалки, имеющие непрерьшное движение М (фиг. 2) и различное направление винтовой линии шнеков, создадут встречное, осевое движение, промывочной жидкости, что будет способствовать интенсивному размьгоанию рыхлых частиц, вьщелению из нее фракционной твердой фазы, пШама и газа, для последующего удаления кз циркуляционной системы.. Отстойник 20 разделен перегородкой 27, ее назначение создать отсек для шнековых валов, и

5 более интенсивному вьтадению тяжелых частиц выбуренной породы, из промывочной жидкости на дно отстойника, т.е. является отбойником, при этом необходимо обеспечить зазор между

0 днищем отстойника и перегородкой. Тяжелые частицы при выпаде из промывочной жидкости в отстойник 20 могут образовать значительный осадок вокруг шнековых валов и приемным корпусом 21 ..

5 Чтобы предотвратить возможную поломку деталей шнековой мешалки, при ее пуске от электропривода 26, который .был остановлен на некоторое время, следует освободиться от осадка при

0 помощи гидравлического перемешива- тёля 48 (промывкой). Перемешивание препятствует вьтаданию в отстойник барита из утяжеленной промывочной жидкости. При перемешивании из про-

мывочной жидкости может быть удалено большое количество газа. Затем промьюочная жидкость поступает в отсек, где установлена батарея ульт-;

0

развуковых преобразователей 28, передающая акустическую энергию - ультразвуковую вибрацию в ее среду.

Для удаления вспенепного шлама с поверхности промывочной жидкости предусмотрен механизм 31, он предназначен перекрыть путь движению пшама из установки в отсек гидроциклона .блока очистки. Для этой цели в корпусе 21 устанавливается вал 30 на подшипниковые опоры 29. На валу неподвижно крепится черпак 32. Рамка натянута сеткой с малой ячейкой, способной пропустить частицы до 0,030 мм. Более крупные частицы будут задерживаться сеткой и сбрасываться при повороте черпака на 180 от реверсивного пневмопривода 34 по лотку 35 в шламовый амбар.

Для удаления осевшего шлама из отстойника предусмотрен шламовый патрубок 36. Крупные и тяжелые частицы выделенные из промывочной жидкости, оседают в отстойник 20 и периодически сбрасываются по лотку в шламовый

aM6ai)s ля чего нужйо опустить вал 37. ежду конусом 45 и седлом 46 образуется сливной зазор. Подъем и спуск

вала 37 осуществляет пневмопривод 44, имеюп ий возвратно поступательное движение . З сйлие от пневмопривода передается тягой 43 на рычаг -39, Поворот рычага 39 по часовой стрелке относительио неподвижной оси 41, установленной на кронштейне 42, позволит опустить вал 37 и конус 45 осью 38 (запрессован на валу 37) относительно паза 40 рычага 39, он предназначен

и как ограничитель сливного зазора. Поворот рычага против часовой стрелки вызовет подъем вала 37 и устранит сливной зазор между седлом 46 и конусом 45.

Для отвода выделяемого газа из промывочной жидкости на крышке 22 устанавливается вытяжное устройство 47, оно состоит из трубы, внутри

ее встроен вытяжной вентилятор, а сверху труба закрыта козырьком.

20 27

41J938 3 0

28

фиг. 2.

/

2В

-J 2 25 27

. зг 30 JJ

V

7

фиг.З 28 29

Вид Б

Редактор Н.Данкулич

Составитель Е.Молчанова Техред М.Ходанич

Заказ 3673/30Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Тяско

Подписное