Способ дегазации жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к способам и устройствам для дегазации промывочной жидкости в процессе бурения скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации.

Сущность способа заключается в том, что дегазация промывочной жидкости в одном устройстве проводится дважды, для чего жидкость предварительно обрабатывают в дополнительной камере, в которой создают необходимый уровень разрежения и поддерживают его постоянным, затем обработанный раствор пропускают в фазе разрежения через дегазационные камеры, в которых чередуют разрежение с атмосферным давлением, при этом величина разрежения в дегазационных камерах не меньше величины разрежения в дополнительной камере.

На фиг 1 изображена схема устройства для осуществления способа; на фиг 2 - распределитель, продольный разрез.

Устройство для осуществления способа состоит из дополнительной камеры 1, дегазационных камер 2 и 3, соединенных с вакуумным насосом 4 посредством распределителя 5

Дополнительная камера 1 выполнена в виде двух сообщающихся емкостей 6, соединенных между собой гидропроводом 7 для раствора и пневмопроводом 8 для откачки газа. Каждая емкость 6 имеет отбойник 9 и переливные тарелки 10 Емкости соединены с подводящим раствор трубопроводом 11.

Дегазационные камеры 2 и 3 имеют по два обратных клапана 12 и 13 Клапаны 12

сл

00

со

СО

со

установлены на трубопроводах 14, сообщающих камеру 1 с дегазационными камерами 2 и 3, а клапаны 13 установлены на трубопроводах 15, сообщающих камеры 2 и 3 с атмосферой.

Распределитель 5 выполнен в виде полого ротора 16, установленного в цилиндрическом корпусе 17. Ротор 16 имеет хвостовик 18, связанный через редуктор 19 и клиноременную передачу 20 с валом вакуумного насоса 4, окно 21 и глухую выемку 22. Корпус 17 имеет две пары окон 23 и 24. , Окна 23 сообщены соответственно с камерами 2 и 3, а полость ротора 16 - с вакуумным насосом 4, который также сообщен с пневмопроводом 8 посредством обратного клапана 25.

Устройство работает следующим образом.

Вакуумный насос 4 создает постоянное разрежение в дополнительной камере 1 и периодическое разрежение попеременно в каждой из дегазационных камер 2 и 3. В какой-то момент, когда уже достигнут заданный уровень разрежения в камере 1, одна из дегезационных камер, например камера 2, сообщается через распределитель 5 с вакуумным насосом 4, а другая дегазационная камера 3 сообщается через распределитель 5 с атмосферой. В результате в камере 3 создается атмосферное давление. При достижении разрежения в камере 2 величины, превышающей величину разрежения в камере 1 или равной ей, обратный клапан 12 открывается, а обратный клапан 13, закрывшийся в начальный момент соединения камеры 2 с вакуумным насосом 4, остается закрытым.

В результате обработанная вакуумом промывочная жидкость переливается из камеры 1 в камеру 2, одновременно подвергаясь вторичной дегазации.

В это время в камере 3 обратный клапан 12 закрыт, а обратный клапан 13 открыт, в результате чего промывочная жидкость из камеры 3 по трубопроводу 15 сливается в емкость для дегазированной промывочной жидкости (не обозначена).

Время, в течение которого камеры 2 и 3 сообщены то с вакуумным насосом 4, то с атмосферой, одинаково и равно в конкретном случае около 10 с. За это время дегазационная камера 2 заполняется промывочной жидкостью, а дегазационная камера 3 опорожняется.

Весь цикл равен около 20 с, т. е. ротор вращается с частотой 3 оборота в минуту. Вращение ротору 16 передается с вала вакуумного насоса 4 через клиноременную передачу 20, редуктор 19 и зубчатую передачу, установленную на валу редуктора 13 и хвостовика 18 ротора 16.

Через пол-оборота ротора 16 с вакуумным насосом 4 сообщается камера 3, а камера 2 сообщается с атмосферой и т. д. Сообщение камер 2 и 3 с вакуумным насосом 4 происходит через соответствующее окно 23 корпуса 17 распределителя 5, окно 21 и полость ротора 16, а сообщение камер 2 и 3 с атмосферой - через соот- ветствующее окно 23, глухую выемку 22 и соответствующее окно 24.

Способ осуществляется следующим образом.

Под действием разрежения в камере 1 загазованная промывочная жидкость из при0 емной емкости (не обозначена) поступает по трубопроводам 11 в емкости 6 камеры 1. Благодаря кинетической энергии потока промывочной жидкости и отбойникам 9, выполненным в конкретном случае в виде псевдосферы, происходит интенсивное растекание промывочной жидкости тонким слоем, соизмеримым с размерами пузырьков газа, содержащегося в этой жидкости. Пузырьки под действием разрежения лопаются, а выделившийся из них газ удаляется вакуумным

насосом 4 через пневмотрубопровод 8 и обратный клапан 25.

Благодаря переливным тарелкам 10 увеличивается поверхность растекания промывочной жидкости тонким слоем, а следо5 вательно и время обработки жидкости вакуумом. Стекая с тарелок 10, жидкость заполняет камеру 1, равномерно заполняя емкости 6, благодаря соединительному гидропроводу 7. Обработанная таким образом промывочная жидкость переливается поочередно

0 то в одну, то в другую камеру 2 или 3 при создании в них разрежения указанной величины.

Заполняя одну из дегазационных камер, промывочная жидкость подвергается дополнительной обработке вакуумом..

5

Известно, что при снижении давления над жидкостью температура ее кипения понижается, а значит текучесть жидкости повышается, т. е. вязкость промывочной жид0 кости уменьшается, приближаясь к величине вязкости воды. В результате при переливе промывочной жидкости из камеры 1 в камеру 2 или 3 оставшиеся в ней пузырьки газа, не успевшие удалиться из камеры 1, легко всплывают на поверхность жидкости, лопают5 ся, и выделившийся из них газ удаляется через распределитель 5 вакуумным насосом 4. При полном сливе промывочной жидкости из камеры 1 в камеру 2 или 3 последняя сообщается через распределитель 5 с атмосферой.

0 В результате клапан 12 закрывается, а клапан 13 открывается - дегазационная камера 2 или 3 опорожняется. В момент сообщения камеры 2 или 3 с атмосферой обратный клапан 25 разобщает камеру 1 и камеру 2 или 3, что обеспечивает постоян5 ный уровень разрежения в камере 1. Величина разрежения в камере 1 устанавливается с помощью вентиля (не показан) в зависимости от вида промывочной жидкости,

характеризующегося стойкостью газовой фазы. Различают четыре вида промывочной жидкости, и, как следствие, диапазон величин разрежения находится в пределах 0,3- 0,8 кг/см2. В результате, изменяя соотношение величин разрежения в камерах 1 и 2 или 3, можно обеспечить оптимальный режим дегазации любой промывочной жидкости.

Предложенные способ дегазации и устройство для его реализации позволят повысить эффективность дегазации промывочной жидкости путем повышения качества дегазации, что обусловлено дополнительной дегазацией промывочной жидкости в камере с рабочим уровнем разрежения, а также поддержанием постоянной величины разрежения в дополнительной камере; повышения производительности дегазации, что обусловлено непрерывным процессом дегазации за счет поддержания постоянного разрежения в дополнитльной камере; снижения удельной энергоемкости, так как повышение качества и проиозводительности дегазации обеспечивается без увеличения энергозатрат. Формула изобретения

1. Способ дегазации жидкости, включающий пропускание жидкости через дегаза

0

5

ционные камеры, в которых чередуют разрежение с атмосферным давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации, перед пропусканием жидкости через дегазационные камеры в фазе разрежения жидкость обрабатывают в дополнительной камере под постоянным разрежением, а величина разрежения в дегазационных камерах не меньше величины разрежения в дополнительной камере.

2. Устройство для дегазации жидкости, включающее дегазационные камеры, соединенные с вакуумным насосом посредством распределителя, подводящие трубопроводы и отбойники, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации, устройство снабжено дополнительной камерой, соединенной с дегазационными камерами и с вакуумным насосом посредством обратных клапанов.

3 Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительная камера выполнена в виде двух емкостей, сообщающихся с помощью гидро- и пневмопроводов, причем отбойники размещены в емкостях, а подводящие трубопроводы соединены с емкостями.

Изобретение относится к технике бурения скважин на нефть и газ, конкретно для дегазации промывочной жидкости в процессе бурения скважин. Цель изобретения - повышение эффективности процесса дегазации. Способ дегазации включает в себя пропускание промывочной жидкости через камеру, в которой создают разрежение, чередуя с атмосферным давлением. Перед этим жидкость предварительно закачивают в дополнительную камеру, в которой создают разрежение постоянной величны, затем обработанную жидкость направляют на обработку в дегазационную камеру, предварительно создав в ней разрежение, величина которого должна быть не менее постоянной величины разрежения в дополнительной камере. Устройство для дегазации содержит дегазационные камеры, соединенные с вакуумным насосом посредством распределителя. Дополнительная камера соединена с дегазационными камерами и с вакуумным насосом посредством обратных клапанов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

18

Фиг. 2.