Устройство для очистки неутяжеленных буровых растворов Советский патент 1988 года по МПК B01D21/08 C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/06 

гз

7

со

00

о

4

ФигЛ

Изобретение относится к устройствам для очистки бурового раствора от выбуренной пброды и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Цель изобретения - повышение качест- ва очистки неутяжеленного бурового раствора от выбуренной породы.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Устройство для очистки неутяжеленных боровых растворов состоит из корпуса 1, решетчатых перегородок 2, фильтрационной загрузки 3, выполненной в виде крупных гранул из материала с положительной плавучестью, размеш,енных между решетчатыми перегородками 2, подводяш,его патрубка 4, у нижнего торца которого по окружности выполнены отверстия 5, кожуха 6, фланца 7 с отверстиями 8, соединяющего нижние тор- цй подводящего патрубка 4 и кожуха 6, конуса 9, подвешенного на тяге 10 таким образом, чтобы больщая образующая кону- са 9 находилась против отверстий 5, перфорированного зонта 11, люка 12, трубопровода 13 для подачи флокулянта из емкости 14, желоба 15, отводного лотка 16, же- лобнОй системы буровой 17, патрубка 18, с помощью которого соединяются оба корпуса устройства, задвижки 19, штурвала 20, зл| еевика 21, кольцевого трубопровода в виде диска 22 с роплами 23.

: На фиг. 2 показано расположение от- ве|рстий 5 в патрубке 4 и отверстий 8 во ф 1анце 7, через которые подается флоку- лЯнт в буровой раствор.

Устройство работает следующим образом. Буровой раствор из скважины по патрубку 4 поступает в корпус 1 устройства, заполняет корпус 1 до нижнего торца пат- рУбка 4, после чего буровой раствор через перфорацию в зонте 11 поднимается вверх, рассредоточиваясь по всему сече1шю корпу- с 1. Рассредоточение восходящего потока по всему сечению корпуса 1 приводит к кратному уменьшению его скорости, что. в свою очередь способствует гравитационному осаждению выбуренной породы. Рассредоточенный восходящий поток бурового раствора равномерным фронтом подходит к фильтрационной загрузке 3 и фильтруется через нее. Ввиду того, что фильтрационная загрузка 3 имеет положительную плавучесть, последняя всплывает к верхней решетчатой перегородке 2. При фильтрации бурового раствора через загрузку 3 частицы последней перемещаются друг относительно друга, частично освобождаясь от комков скоагули- рованной глины, прилипшей к поверхностям гранул загрузки. Комки глины, отделившиеся от фильтрационной загрузки, оседают на дно корпуса.

Для интенсификации вывода твердой фа- фзы из бурового раствора, особенно глинистой, в зазор между патрубком 4 и кожухом 6 по трубопроводу 13 из емкости 14 подают

флокулянт, например водный раствор гипаиа, полиакриламида или жидкого стекла. Для снижения вязкости флокулянта зимой кожух 6 оборудован змеевиком 21, по которому пропускают пар, а для предупреждения обледенения фильтрационной загрузки в неработающем резервном блоке к выходному концу змеевика 21 прикрепляют диск 22 с соплами 23, направленными вниз.

Флокулянт, находящийся в зазоре между патрубком 4 и кожухом 6, через отверстия 5 и 8 стекает вниз и поступает соответственно внутрь патрубка 4 и на наружную поверхность перфорированного зонта 11.

Ввиду того, что на тяге 10 подвешен конус 9, большая образующая которого находится против отверстий 5, при прохождении раствора через кольцевой зазор между патрубком 4 и конусом 9 происходит турбулизация потока (за счет сужения проходного сечения), которая способствует равномерному перемешиванию флокулянта с раствором при входе последнего в корпус устройства.

Флокулянт, перемешиваясь с буровым раствором, обволакивает частицы выбуренной породы, которые агрегатируются в сгустки и под действием сил гравитации оседают на.дно корпуса 1.

Буровой раствор, освободившийся от сгустков, поднимается через перфорацию в зонте И. При прохождении раствора через отверстия зонта он повторно перемешивается с флокулянтом, который, вытекая из отверстий 8 во фланце 7, равномерно растекается по наружной его поверхности. При этом происходит дополнительная коагуляция бурового раствора. Скоагулированные частицы агрегатируются в сгустки, оседают на наружную поверхность зонта 11, по которой они сползают вниз и скапливаются на дне устройства.

Окончательный вывод избыточной твердой фазы из бурового раствора происходит при фильтрации его через фильтрационную загрузку 3.

Буровой раствор, прошедший через загрузку 3 и освободившийся от избыточной твердой фазы, поступает в желоб 15 и далее по отводному лотку 16 - в желобную систему буровой 17.

При длительной фильтрации бурового раствора через загрузку 3 происходит заиливание Последней и ухудшается качество очистки раствора.

При фильтрации бурового раствора через загрузку, которая сильно загрязнена глинистой фазой, постепенно начинает увеличиваться вязкость, статическое напряжение сдвига . и плотность очищенного раствора. При увеличении упомянутых показателей выше пределов, указанных в геолого-техническом наряде, необходима провести следующие операции: выключить циркуляцию, открыть задвижку 19 на патрубке 18, перепустить буровой раствор из работающего блока в резервный, закрыть задвижку 19, включить циркуляцию, предварительно направив поток бурового раствора в патрубок 4 резервного блока, и продолжить бурение. Затем с помощью тяги 10 открыть люк 12, сбросить осадок, накопившийся в нижней части корпуса 1, и промыть водой фильтрационную загрузку 3. После чего закрыть люк 12 и первый блок снова готов к работе.

Использование предложенного устройства для очистки бурового раствора позволит достигнуть высокой степени его очистки от избыточной твердой фазы без дополнительных энергозатрат.

5 окружности в его нижней части, фланцем с отверстиями, соединяющим нижние торцы подводящего патрубка и кожуха, подвешенным на тяге внутри подводящего патрубка конусом, нижняя кромка которого размещена напротив отверстий в патрубке, перОчистка раствора в предложенном устройстве производится за счет использования кинетической энергии бурового раствора, которую ей придают буровые насосы.

Кроме того, при фильтрации раствора через 20 форированным зонтом, прикрепленным мень- загрузку 3 происходит разрушение пены и щим основанием к фланцу, при этом от- част ичная дегазация очищаемого раствора верстия во фланце расположены над зонтом.

за счет разрущения газовых пузырьков при соприкосновении с гранулами загрузки 3, постоянно движущихся друг относительно друга при восходящей фильтрации бурового раствора.

Формула изобретения

Устройство для очистки неутяжеленных буровых растворов, содержащее корпус,

подводящий и отводящий патрубки, фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки, оно снабжено кожухом, коаксиально установленным на подводящем патрубке, выполненным с отверстиями по

окружности в его нижней части, фланцем с отверстиями, соединяющим нижние торцы подводящего патрубка и кожуха, подвешенным на тяге внутри подводящего патрубка конусом, нижняя кромка которого размещена напротив отверстий в патрубке, перфорированным зонтом, прикрепленным мень- щим основанием к фланцу, при этом от- верстия во фланце расположены над зонтом.

Изобретение относится к устройствам для очистки бурового раствора от выбуренной породы и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение качества очистки неутяжеленного раствора от выбуренной породы. Устройство состоит из корпуса 1, подводящего патрубка (ПП), у нижнего торца которого по окружности выполнены отверстия 5, кожуха (К), фланца с отверстиями, соединяющего нижние торцы ПП и К. В ПП установлен конус 9, а на фланце - перфорированный зонт 11. Флокулянт подается в зазор между ПП и К. Поступивший в устройство флокулянт через отверстия 5 попадает внутрь ПП и дальше - на наружную поверхность перфорированного зонта. При прохождении флокулянта через кольцевой зазор между ПП и конусом 9 он перемешивается с раствором. При прохождении раствора через отверстия перфорированного зонта 11 он повторно смешивается с флокулянтом. Происходит дополнительная коагуляция бурового раствора. Скоагулиро- ванные частицы оседают на поверхность перфорированного зонта 11 и сползают вниз, на дно корпуса 1. 2 ил. (Л