Установка для приготовления и обработки бурового раствора "упор Советский патент 1981 года по МПК E21B21/06 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА «УПОР

1

Изобретение относится к бурению, в частности к приготовлению и обработке бурового раствора, и может быть использовано для интенсификации рроцессов массо- и теплообмена в гемогеиных и гетерогенных средах.

Известна установка для обработки и приготовления бурового раствора, содержащая емкости для бурового раствора, емкости для сыпучих материалов, связанные независимыми пневмотранспортными линиями с приемным бункером, гидротранспорт и гидросмесительиое устройство, выполненное в виде двух эжекторов, объединенных обшим приемным бункером, один эжектор соединен с приемной емкостью, а другой - с емкостью приготовления раствора, связь эжекторов с емкостями осуществлю-ется независимыми гидротранспортнымй линиями (1 j.

Недостатками этой установки являются низкое качество получаемого бурового раствора, которое вызвано неспособностью гидросмесителя обеспечить однородность и высокодисперсность бурового раствора, .сложность гилротранспортных линий, ненадежная работа при обработке пенящихся растворов.

Наиболее близким техническим решением к изобретенню является устройство для приготовления и обработки бурового раствора, содержащее емкости для сыпучих материалов, емкости для бурового раствора, диспергаторы и смеситель, причем выходной патрубок смесителя связан с входным патрубком диспергатора (2).

Недостатком данной установки является то, что нельзя продиспергировать весьобъем раствора, находящегося в осреднительной емкости из-за застойных зои в этой емкости, в результате чего снижается качество приготовления раствора.

5 Цель изобретения - повыщение качества приготовлення раствора за счет исключения образования застойных зон.

Поставленная цель достигается тем, что диспергатор выполнен с отводящим узлом со спиральными каналами, а смеситель -

в виде лопастной мешалки с закрепленными на емкости отражающими перегородками и с перфорироваиным в нижней части патрубком, установленными комцентрично друг другу, причем смеситель и диспергатор установлены в емкости, а лопасти мешалкн расположены ниже перфорированного участка патрубка. На фиг. t изображена схема установки для приготовления и обработки бурового раствора (обвязка емкостей для бурового раствора условно не показана); на фиг. 2- смеситель. установка для приготовления и обработки бурового раствора включает емкоети i для сыпучих материалов, пневмотранспортные линии 2, емкость 3 для приготовления бурового раствора, приемную емкость 4 для схбработки бурового раствора, поступающего из скважины, диспергаторы 5, вертикально погруженные в буровой раствор и смеситель 6. Смеситель б выполнен в виде камеры 7 смешения с отражательными перегородками 8 и коаксиально расположенным перфорированным в нижней части патрубком 9, внутри которого установлен перемещающий узел 10, снабженный высокоскоростной мешалкой П с наклонными лопастями. Камера 7 смешения выполнена в виде цилиндрической емкости с патрубком 12 в нижней части. Перфорированный патрубок 9 в верхней части выполнен с воздухоотводом 13, фильтром 14 и подводящими патрубками 15. Патрубок 9 установлен так, что его нижняя часть с перфорацией погружена в обрабатываемый раствор, находяп1,ийся в смесительной камере 7. Диспергатор 5 включает отводящий узел 16 с водным патрубком 17, который функцнонально связан с отводящим патрубком 12 камеры 7 смешения и установлен так, что его отводящий узел 16 погружен в обрабатываемый раствор. Установка для приготовления и обработки бурового раствора работает следуюШ1ИМ образом. При приготовлении бурового раствора камера 7 смешения установлена так, что ее верхний обрез находится ниже уровня исходной воды, заполняющей емкость 3. Сыпучие материалы различного состава и в заданных количествах поступают из емкостей i по пнеомотранспортным линиям 2 в смеситель 6, установленный в емкоети 3, через подводящие патрубки 15 и попадают в патрубок 9, а точнее на поверхность воды, ограииченную стенками патрубка 9. Воздух, попавший вместе с сыпучими материалами в патрубок 9, выходит через фильтр 14 и воздуховод 13 в атмосферу, а сыпучие материалы, благодаря разрежению, создаваемому перемещивающим узлом 10, снабженным лопастной мешалкой 11, затягиваются в камеру 7 смешения, где происходит интенсивное их перемешивание с водой. Интенсивность перемешивания обеспечивается высокоскоростиой мешалкой 11, создающей в камере 7 смешения окружной поток с высокой осредненной скоростью и отражательными перегородками 8, которые к тому же препятствуют возникновению гидравлической воронки и, как следствие, оголению мешалки II перемешивающего узла 10. Перфорация патрубка 9 позволяет поддерживать в нем необ}(одимый уровень жидкости. Хорошо перемешенная суспензия, благодаря напору, создаваемому мешалкой 11 перемешивающего узла 10, вытесняется из камеры 7 смешения через патрубок 12, находящийся у ее Днища. Вытесненная из камеры 7 смеидения суспензия через входной патрубок 17 попадает в диспергатор 5, где подвергается акустическому воздействию ультра.звуковых волн. Продиспергирован раствор выбрасывается в емкость 3 через спиральные каналы отводящего узла 16 диспергатора 5, погруженного в раствор, создавая в нем окружной поток, препятствующий возникновению застойных зон в емкости 3 и осаждению в ней твер„дои фазы. Вода, более легкая , чем продиспергированныи раствор, постоянно переливаясь через верхний обрез камеры 7 смешения, попадает в нее, где перемешивается с сы материалами, поступающими в эту же камеру, образуя суспензию, которая затем вновь поступает в диспергатор 5. По окончанию ввода сыпучих материалов циркуляция раствора в емкости 3 поддерживается смесителем 6 и диспергатором 5 до тех пор, пока не будут получены устойчивые структурно-механические свойства приготовляемого бурового раствора. Готовый раствор из емкости 3 поступает при необходимости либо в запасные емкости (не показанные), либо в приемную емкость 4. При обработке циркулирующего через скважину бурового раствора сыпучими материалами (мел, соль, барий и др.) раствор из блока ОЧИСТКИ (не показан) попадает в камеру 7 смешения, установленную в приемной емкости 4, так что верхний обрез камеры смешения выступает над уровнем раствора, находящегося в емкости 4. Сыпучие материалы из емкости 1 по пневмотранспортным линиям 2 через подводящие патрубки 15 смесителя 6 попадают в патрубок 9 и из него в камеру 7 смешения, в которой происходит интенсивное перемешивание сыпучих материалов с циркулирующим буровым раствором. Полученная однородная смесь иапором мешалки П перемещивающего устройства 10 вытесняется из камеры 7 смешения через отводящий патрубок 12 к входному патрубку 17 диспергатора 5, которые (патрубки) в данном случае не соединены между собой. При утяжелении раствора диспергатор 5 не работает и вытесненный из камеры 7 смешения в емкость 4 раствор диспергированию не подвергается, а во всех остальных случаях химической обработки бурового раствора диспергатор 5 работает, при этом вытесненный из камеры 7 смешения раствор поступает во входной патрубок 17 диспергатора 5 затем в его рабочую полость, после чего обработанный раствор выбрасывается через спиральные каналы отводящего устройства 16 наружу, и емкость, создавая окружной поток раствора, который, способствуя лучшему перемешиванию обрабатываемого раствора, препятствует возникновению мертвых зон в емкости 4 и осаждению твердой фазы.

По окончании ввода сыпучих материалов смесительное устройство 6 и диспергатор 5 отключают от электросети. Буровой раствор, поступающий в камеру 7 смешения, самотеком вытекает из нее через отводящий патрубок 12 в емкость 4, которая подключена к буровым насосам.

Экономичность установки достигается за счет сокращения времени приготовления и обработки бурового раствора, что обуславливается устранением непроизводительных операций, связанных с удалением воздуха из гидротранспортных линий и с очисткой гидросмесителя от сыпучих материалов, забивших его во время падения давления в нагнетающем трубопроводе центробежного насоса.

Сокращению времени приготовления высокодисперсного бурового раствора с устойчивыми структурно-механическими свойствами способствует и надежная работа диспергатора.

Надежность работы диспергатора обеспечивается его конструкцией, позволяющей использовать его вертикально погруженным в pactiiop, в результате чего устраняется подсос воздуха в рабочую полость диспергатора, провоцирующий вспенивание раствора,

нагрев рабочих органов за счет их естественного охлаждения обрабатываемым раствором, находящимся в емкости, и, самое главное, обеспечивается поступательное -движение содержащегося в растворе воздуха снизу, вверх, что устраняет возможность его скапливания у входа в рабочую полость диспергатора и, как следствие, разрыв гидравлической струи.

Формула изобретения

Установка для приготовления н обработки бурового раствора, содержащая емкости для сыпучих материалов, емкости для буtj рового раствора, диспергаторы и смеситель выходной патрубок которого связан с входиым патрубком диспергатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества приготовления раствора за счет исключения образования застойных зон, дисперга20 тор выполнен с отводящим узлом со спиральными каналами, а смеситель - в виде лопастной, мешалки с закрепленными на емкости отражающими перегородками и с перфорированным в нижней части патрубком, установленными концентрично друг

25 другу, причем смеситель и диспергатор установлены в емкости, а лх пасти мешалки расположены ниже перфорированного участка патрубка.

30Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 717277, кл. Е 21 В 21/00, 1977 (прототип).