Гидротурбоциклон Советский патент 1978 года по МПК B04C9/00 

(54) ГИДРОТУРБОЦИКЛОН

1

Изобретение относится к области очистки жидкостей от механических примесей, в частности для отделения твердых .механических компонентов из бурового раствора, многократно используемого для промывки скважины в процессе бурения.

Известен гидротурбоциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патруб ками отвода сгущенной фракции и очищенной жидкости, вал, установленный соосно внутри корпуса с укрепленным: на нем с возможностью вращения цилиндрическим фильтрующим элементом l .

Недостатком такого гидротурбоциклона является малая эффективность разделения, обусловленная тем, что в нем не достигается качественный отбор осг ветленной фракции.

Также известен гидротурбоциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода сгущенной фракции и очищенной жидкости, вал, установленный соосно внутри корпуса на опорах и радиальных стяжках с укреплен ными на нем с возможностью вращения лопатками и полым цилиндрическим фильтрующим элементом 3

Это устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

Однако такой гидротурбоциклон отличается малой эффективностью разделения.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности разделения.

Поставленная цель достигается тем, что полый цилиндрический фильтрующий элемент в нижнем торце снабжен герметичной крышкой, а в верхнем открытом его торце неподвижно укреплены радиальные стяжки, выполненные в виде лопастей гребного винта.

Целесообразно также снабжать гидроЦИК.Г10Н дополнительным приводом принудительного вращения, вал которого кинематически соединен с валом фильтрующего элемента.

На фиг.1 изображен гидротурбоциклон общий вид.

На фиг. 2 - цилиндпический фильтрующий элемент, общий вид.

На фиг.З - разрез по АА на фиг.2.

Гидротурбоциклон состоит из цилиндрического корпуса 1 с крыщкой 2, в которой укреплены патрубок отвода очищенной жидкости 3, а на ней размещен электродвигатель 4. Цилиндроконический корпус 1 снабжен тангенциальным входным патрубком 5 и патрубком отвода сгущенной фракции 6. В верхней час ти патрубка отвода очищенной жидкости приварена заглушка 7, в которой вмонт рован верхний подшипник 8 вала 9. Вто рая опора вала 9 выполнена в виде отдельных радиально расположенных непод вижных стяжек 10. На нижнем конце вала 9 укреплены л патки 11, а на герметично закрытом нижнем торце 12 установлен ребристый каркас 13, служащий основанием для фильтрующего элемента 14. На каркасе 13 укреплено уплотнительное кольцо 15, вставленное в торец патрубка отвода очищенной жидкости 3. На верхнем конце вала 9 укреплен ведомый шкив 16 кинематически соединенный при помощи ремня с ведущим шкивом 17, насаженным на вал электродвигателя 4. К патрубку отвода очищенной жидкости подсоединена отводящая труба 18. Гидротурбоциклон работает следующи образом. Буровой раствор, подлежащий очистке, из скважин через тангенциальный входной патрубок 5 поступает во внутреннюю полость цилиндрического корпуса 1 и заполняет ее. Включается электродвигатель 4 и вал 9 начинает вращаться. Вместе, с валом 9 вращаются аопатки 11 и фильтрующий элемент 14. Лопатки 11 закручивают буровой рас вор, в результате чего тяжелые механические примеси центробежными силами отбрасываются к стенке цилиндроконического корпуса 1 и по ней начинают опускаться вниз, rtie через калиброван ный патрубок отвода сгущенной фракции h удаляются из гидрртурбоциклона. Остающиеся на наружной стенке фильтрующего элемента 14 отфильтрованные частички маханических примесей центро бежными силами также отбрасываются к внутренней стенке цилиндроконического корпуса 1 и удаляются из гидротурбоциклона. Очищенный буровой раствор из внутренней полости фильтрующего элемента 14 проходит сквозь щели межЛУ радиальными стяжками 10 и поступает.в патрубок отвода очищенной жидкости 3/ а из него по отводящей трубе 18 по-назначению. За счет выполнения радиальных стяжек 10 в виде лопастей гребного вин-та в полости вращгиощегося фильтрующего элемента 14, создаются условия, способствующие нагнетанию вращающегося потока очищенной жидкости в отводящий патрубок 3. Так работает гидротурбоциклон, ког да по условиям технологического проесса на входе в него нельзя или неэфективно создавать давление, которое бы обеспечивало необходимую скорость вращения жидкости. Если же давление на входе достаточно большое и. обеспечивает необходимую скорость вращения жидкости в корпусе 1 гидротурбоциклона, то последний работает без принудительного вращения фильтрующего элемента 14. В этом случае кинематическая связь между валом электродвигателя 4 и валом 9 фильтрующего элемента 14 отсутствует. Вал 9 фильтрующего элемента 14 вращается потоком жидкости при помощи лопаток 11, которые работают в режиме турбинного колеса. Таким образом, за счет снабжения полого цилиндрического фильтрующего элемента герметично закрытым нижним торцом, неподвижного укрепления в открытом его торце радиальных стяжек, выполненных в виде лопастей гребного винта, а также за счет снабжения гидротурбоциклона дополнительным приводом принудительного вращения, вал которого кинематически соединен с валом фильтрующего элемента, достигается высокая эффективность разделения. Формула изобретения 1.Гидротурбоциклон, включающий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода сгущенной фракции и очищенной жидкости, вал, установленный соосно внутри корпуса на опорах и радиальных стяжках с укрепленными на нем с возможностью вращения лопатками и полым цилиндрическим фильтрующим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, полый цилиндрический фильтрующий элемент снабжен в нижнем торце герметичной крышкой, а в верхнем открытом его торце неподвижно укреплены радиальные стяжки, выполненные в виде лопастей гребного винта. 2.Гидротурбоциклон по п.1, о т личающийся тем, что он снабжен дополнительным приводом принудительного вращения, вал которого кинематически соединен с валом фильтрующего элемента. Источники информации, принятые во Ёнимание при экспертизе: 1.Патент Франции № 2246290, кл. В 04 С 5/12, 1975. 2.Патент США № 3447290, кл. 55-322, 1967.