Способ разделения материалов Советский патент 1979 года по МПК E21B21/06 B07B7/00 

1

,. Изобретение относится к способам разделения регенерации буровых раствороприменяемых в нефтедобывающей и газовой промьпиленности.

Известно разделение материалов механическим способом, например с применением трубодиклона, основанное на разделения взвешенных в растворе твердых частиц по удельному весу. Частички шда ма или утяжелителя отбрасываются центр бёжной силой к стенкам корпуса, оседают и удаляются через нижнюю часть аппарата р..

. Недостатком данного способа является то, что вместе со шламом удаляется значительное количество слипшихся с ним глинистых частиц и утяжелителя.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и. достигаемому результату является способ разделения материалов путем дросселирования 2.

Недостаток способа заключается в невысоком качестве разделения материалов

Цель изобретения - повышение качества разделения материалов и снижение потерь утяжелителя раствора.

Цель достигается тем, что поток раствора перед дросселированием нагревают до температуры выше точки его кипения при атмосферном давлении.

На чертеже изображена схема технологического процесса разделения материалов

Способ осуществляется следующим образом.

Разделяемый раствор нагнетательным устройством 1 закачивают под давлением в теплообменник 2, где нагревают до температуры, выше точки его кипения при наружном давлении, но ниже температуры кипения при давлении в теплообменнике. На выходе из теплообменника установлен дpocceJJИpyющий механизм 3. За дросселированным механизмом наружное давление раствора резко снижается, и под действием избыточного внутреннего давления насыщенного пара струя раствора распыляется. За дросселирующим механизмом под выходящей нэ него горизонтальной струе раствора установлена емкость, разделенная на ряд последовательно расположенных отсеков 4-6. Количество отсеков пр нимается в зависимости от состава раст вора, например, для утяжеленного глинис того раствора, предварительно прошедшего грубую очистку, принимается три отсека., Скорость выходящих из. дрбсселирук щего механизма частиц примерно одинако ва, но кинематическая энергия их зависи от удельного веса, а встречное лобовое сопротивление воздуха - от размера частиц. Поэтому траектория движения каждо частицы летящей в распыленной струе раствора, различна. В отсеке 4 оседают частицы, обладающие меньшим удельным весом и размером, например частицы глиноматериала. .. В отсеке 5 оседают частидь шлама, имеющие большой удельный вес и большой размер. И в отсеке 6 оседают наиболее тяжелые частицы утяжелителя. Оседающие в отсеке 5 частицы шлама сбрасываются в отвал, а глиноматериал и утяжелитель из отсеков 4 и 6 удаляют Ся в ;запасные емкости или смешиваются в нужной пропорции, разбавляются водой и закачиваются в скважину, где для регулировки выгрузки компонентов раствор из отсеков установлены запорные устройства 7. Энергетические затраты на распыление струи раствора относительно невелики. Общие затраты тепла на нагревание единицы объема регенерируемого раствор определяются по 4юрмуле: ( + С , с ,...С - соответственно средняя теплоемкость воды, глины и твердых компонентов раствора И1 - соответственно маеса воды, глины и твердых компонентов раствора; Л-t - разность меж ду температурой кипе ния воды при наружном давлении -Ьц и начальной температурой раствора t. н) A-fc2 - рязность t между конечной jOMiiepaтурой нагрева раствора в теплообменнике и температурой кипения воды при наружном давлении, Так как выходящий из скважины раствор имеет высокую температуру, особенно при х лубоком бурении, затраты энергии на нагрев его до температуры в теплообменнике снижаются. -1 Количество тепла, расходуемого на парообразование и распыление раствора, определяется по формуле: , - теплота парообразования жидкости;масса жидкости, преобразуемой в пар. Отсюда можно определить количество жидкости, переходящей в пар при нагреве на температуру At2-jfm, (,m,,...)u-t,, .JC ж - C2И12.,n1,йt2.. 3 -Т При регенерации выходящего из скважины раствора масса преобразуемой в пар жидкости обычно составляет всего лишь несколько процентов от массы раствора. Ввиду того, что сепарация частиц на фракции производится в распыленном состЬянии, на воздухе, устраняется влияние вязкости раствора, поэтому оседающие в отсеках компоненты раствора более чисты по составу. Это повышает качество регенерированного раствора и уменьшает потерю утяжелителя. Однако регенерируемый в отсеке 6 утяжелитель представляет собой вязкую массу, неудобную для транспортирования, хранения и дозирования. Для устранения этого недостатка регенерируемый раствор нагревают в теплообменнике до температуры, достаточной для превращения в насыщенный пар всей массы входящих в него жидких компонентов после снижения давления раствора до наружного. В этом случае в отсеках компоненты раствора оседают в сухом порошкообразном виде. . Для снижения энергетических затрат на испарение большой, массы жидкости выгоднее нагревать регенерируемый растnoj в теплоибмьинике до темиорату)ы, обоспйчиваюшей эффективное его распыле нии при испарении небольшого количества жидкости, а затем уже осевший в отсеке 6 увлажненный утяжелитель повторн регенерировать по предложенному способу, но с полным испарением жидкости. Температура нагрева предварительно сепарированной массы утяжелителя, необходимая для полного испарения жидкое ти, определяется из соотношения. (C - -C2tn2-)At2, где tn/( и tti соответственно массй жидкости и утяжелителя. ., Водное испарение жидкости позволяет получить ре1 нерированный утяжелитель 6 26 в сухом п(чрошкообразном виде, удобном для транспортирования, хранения и дозирования. Формула изобретения Способ разделения материалов путем дросселирования, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества разделения и снижения потерь утяжелителя раствора, поток раствора перед дросселированием нагревают до температуры вьиие точки его кипения при атмосферном давлении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Ятров С, Н, Промывочные жидкости в бурении скважин М,, 1960, .C.2S7, 2. Авторское свидетельство СССР М 76947, кл. В 07 В 7/00, 1949 (прототип).

.;.,..

чч