Виброотстойник Советский патент 1978 года по МПК B01D21/28 B03D3/04 C02F1/40 

Изобретение относится к устройствам для механической очистки буровых растворов от частиц выбуренной породы и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности.

Известны устройства, применяемые для грубой очистки бЧровых растворов от выбуренной породы, в виде одно- двухъярусных вибросит с наклонной сеткой 1.

Очистка раствора в этих устройствах происходит при свободном стекаиии раствора по наклонной вибрирующей сетке.

Недостатками таких вибросит являются большие потери раствора со шламом вследствие постоянной закупорки ячеек сетки частицами выбуренной породы, а также низкая очистная способность из-за невозможности уменьшения размеров ячеек сетки, поскольку при этом резко увеличиваются потери раствора.

В различных отраслях промышленности известно применение барабанных сит 2.

Их недостатками являются малая удельная производительность (рабочая поверхность ситового полотна составляет 12-20% от обшей ее площади), сравнительно легкая закупорка ячеек сетки (для предотвращения этого явления требуется применение пульсирующего вращения барабана и орощения) и, кроме, того,

болылая удельная металлоемкость (необходим привод с многоступенчатой передачей при малых оборотах барабана).

Известно устройство для очистки промывочных растворов для глубоких буровых скважин, содержащее отстойник и вибрирующую перегородку с излучателем ультразвука, разделяющую отстойник на осадочную и подъемную шахты 3.

Это устройство высокоэффективно при очистке маловязких буровых растворов и малоэффективно при очистке вязких растворов, имеющих значительное статическое напряжение сдвига для удержания частиц во взвешенном состоянии. В этом случае необходимо очень длительное время, для отстоя частиц. При наличии циркуляции раствора мелкие частицы выбуренной породы не будут осаждаться и поэто.му для очистки раствора потребуются дополнительные устройства. Кроме того, применение ультразвука будет способствовать диспергированию частиц выбуреп ной породы и, следовательно, ухудщению условий очистки.

Целью изобретения является повышение степени очистки и снижение потерь раствора со 25 шламом. роотстойяике, содержащем очистную повсрхно ть, иибратор, патрубок подвода исходного раствора, желоб для сбора очи ценного раствора ii iH,;iti:v OGbu-i патрубок, очистная поверхность выполнена в виде двух усеченных конусов, Н1- Жнего нег;одв1:жного и верхнего подвижного, обращенных друг к другу большими основаниями, прнче.1 верхний конус посредством обгонной муфты связан с вибратором. На фиг. I изображен общий вид виброот стойнпка; на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1. Виброотстойник состоит из очистной поверхности 1, вибраторг 2, желоба 3 бурового раствора, вала 1 с лопастями 5 и шнеком 6, полой оси 7, загру.зочного 8 патрубка, шламового 9 патрубка,-обгонной . 10, расноложенной по калу 4. Очистная поверхность яынолнена в виде двух усеченных конусов: нижнего неподвмжного i i и верхнего подвижного 12. Верхний конус установлен меньшим основанием 13 на полой оси 7, через которую проходит вал 4. Обгонная глуфта снабжена рычагом 14, вдоль хпт)ро;о 1еремещается втулка 15 вибратора 2, другой конец последнего соединен с упором 16, который крепится болтами к основанию 13 с возможностью смещения относительно оси рычага 1-4. Верхний конус выполнен из игга,мпованной сетки, у которой про.межутки .между ячейками близки по размерам к ячейка.м. Нижний конус в зависимост от вязкости и стат1- ческого напряжения сдвига может быть выполнен из гладкой штампованной сетки или из лнстовой ста. и установлен меньшим основанием fia дне желоба, в крышке 17 которого но оси смонтирован и лaмoвь й патрубок с самодействующим клапаном 18. Верхний и нижний конусы соединены друг с другом при помош.и гибкого элемента 19, вьь полненного из тонкой резины. Работа устройства закл Очается в следую1де.м. Буровой раствор с частигхами выбуренной породы поступает в виброотстойнпк через загрузочный 1атрубок. Циркуляция раствора происходит в направлении от загру зочного г атрубка во внутрен;{юю полость к сетке. При этом под действие.м силы тяжести, презьша101:-.(й . напряжение сдвига, крупные частицы шлама оседают на дно и нижний конус, минуя конус, а мелкие частицы породы с раствором поступают к верхнему конусу, который под действием В1 братора совершает круговые колеба1ШЯ с амп.титу,.ой, б.лизкой к размерам ячеек. При большой частоте и определенной амплитуде можно добиться частичного или полного перекрытия ячеек сетки промежутками между ними и таким образом регулировать степень очистки бурового раствора. В зоне вибрирующего под дейст знем вибрации происходит разрушение структуры раствора, удерживающей частицы породы во взвеьиенном состоянии. Жидкость проходит через ячейки сетки в желоб, а частицы породы начинают оседать вдоль сетки (за счет дви.жепия жидкости к сетке) к конусу вниз, переходя в ллам. конус предназначен д.чя приема отфильтрован ых верхним конусом частиц породы, которые затем подают под действием вибрации, передаваемой полой осью и ее опорами, и сил гравитации к шнеку. Выполнение нижнего конуса из сетки способствует дополнительной фильтрации, щлама и его сгущению перед поступлением к шнеку Колеблющийся гибкий элемент 19 уплотняет зазор между конусами и способствует стеканию тонкого шлама по нижнему конусу на дпо. Диспер ирование твердых частиц в зоне сетки будет незначительным вследствие того, что крупные частицы сразу оседают па дно, минуя верхний конус, а мелкие частицы отбрасываются верхним конусом, в результате чего время контакта их с сет1уой очень мало. Лопасти нижний конус и сгребают иглам к ппеку. Пул.ьсируюш ее вра ценпе лопастей и ншека с особствуе интенсивному осаждению н уплотнении) частиц шлама. Удаление шлама из патрубка 9 осущес:твляется при помощи шнека и клапана, позволяюндего автоматически осу цествлять сброс шлама по мере его накопления, что до минимума сокрап1,ает потери раствора. Привод вала с ло 1астями и шнеком осу цествляется при помощи вибратора через рычаг и обгонную муфту. При работе вибратора колебания определенной амплитуды передаются муфтой валу только в одно.м направлении. Таким образом, вал получает медленное пульсирующее вращение. Регулирование амплитуды колебаний осуществляется смещение / вибратора с у тором вдоль рычага. Использование предлагаемого виброотстойиика позволяет значительно снизить потери раствора со шламом и повысить степень очистки по сравнению с применением существуюц;их устройств. Формула изобретения Виброотстойник, содержащий очистную поверхность, вибратор, патрубок подвода исходного раствора, желоб для сбора очищенного раствора и ц ламов 5 Й патрубок, отличающийся тем, что, с цатью повынления степени очистки и снижения потерь раствора со шламо.м, очистная поверхность в.ь полне а в виде двух усеченных копусов, обращеннь х друг к другу большими основаниями, причем верхний из них связан посредством обгоктпой .муфты с вибратором. McT04fi KH информации, пр нятые во внимание ;р|- экспертизе: Г.- .Ливгпиц Д. Е., Cepei-iKO И. А. Буровое оборудование, Обзо|) зарубе:К ой ..иггературы, серия «Нефтепро:..1о;;ое оборудование, М., ВНИИОЗМГ, 1966. 2.Колес1 И1-:оя;- . г1., Агеев Ю. И. БурО:;Ь е pacT iopbi и лисг-.пепгк скважи -;, М., 1975, с. I30-- 132. 3.ГЬ;г;-;т ДЬ -1327. кл. 12 d 1/Oi, 1004.63.