Устройство для регулирования свойств бурового раствора Советский патент 1983 года по МПК E21B21/06 

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что скребок установлен между полым сетчатым цилиндром и анодом и выполнен в виде винтовой лопасти.

3. Устройство по п. 1, о т л и.чающееся тем, что анод выполнен из неэлектропроводного материала.

1

Изобретение относится к устройствам дпя регулирования свойств бурового раствора путем удаления излйшней твердой фазы и может найти применение в нефтегазодобыче и геологоразведке нефтяных и газовых скважин.

Известны гидроциклоны для очистки буровога раствора от излишней твердой Фазы, в которых буровой раствор под давлением подается в цилиндрическую часть гидроциклона, где под действием центробежных сил в потоке происз одит разделение твердых частиц на фракции С } Недостатком гидроциклонов является то, что величина нижней фракции твердой фазы, отделяемой в гидроциклонах, не превышает 60-80 мкм.

Известно также устройство для регулирования свойств бурового раствора, включающее емкость, анод, катод, скребок и источник питания С22

Недостатками такого устройства являются сложность удаления с барабана твёрдой фазы; низкая эффективность устройства при регулировании параметров бурового раствора; отсутствие элементов автоматического поддержания работы в оптимальном режиме.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса регулирова1шя.

Цель достигается тем, что катод выполнен двухсекционным, одна из секций которого имеет форму сетчатого конуса, а другая - полого сетчатого цилиндра, который установлен под конусом соосно с ним и коаксиально аноду, причем катод расположен в емкости с возможностью вращения вокруг своей оси.

Кроме того, скребок может быть установлен между полым сетчатым цилиндром и анодом и выполнен в виде винтовой лопасти, а анод выполнен из неэлектропроводного материала.

На чертеже изображена приципиальная схема устройства.

Устройство содержит цилиндроконическую емкость 1, вращакшщйся барабан 2 с приводом 3, 4 контроля водородного показателя с регулятором.5, катод, выполненный двухсекционным, одна из секций которого имеет форму сетчатого конуса 6 соединенного с отрицательным полюсом источника 7 тока, 8 другая секция имеет форму полого сетчатого цилиндра 8, причем между цилиндром ; 8 и анодом 9 размещен нож 10, выполненный в Виде винтовой лопасти Анод 9 представляет собойцилиндрический стержень, коаксиально с ко- . торым установлен цилиндр 8.

ход датчика 4 соединен через ргулятор 5 с приводом 3.

Емкость I имеет входной М, выходной 12 патрубки и разгрузочный патрубок 13 с устройством 14 для удаления шлама, нижняя часть которого соединена с источником 7 тока.

Устройство работает следующим образом..

Неочищенный буровой раствор из циркуляционной системы поступает в устройство через патрубок П.

При электрического тока на катод и анод 9 буровой раствор подвергается низковольтной поляризации, в результате которой молекулы солей, находящихся в растворе, диссоциируют на ионы. Нои.1 металлов соединяясь с гидроксильными группа ми воды, образуют основания в поле отрицательного катода, а кислые продукты электрохимических реакций и отрицательно заряженные глинистые частицы формируются в зоне положи39

т ельного анода 9 и осаждаются на поверхности положительно заряженного стержня. Чем больше твердых частиц глины осаждается на поверхности стержня, тем быстрее снижается ток поляризации между катодом и анодом, что ухудшает условия регулирования параметров бурового раствора. Для съема с поверхности стержня глинистых частиц и повьппения эффективности работы устройства служит нож 10, lUiлиндр 8 свободно пропускает тонко дисперсную фракцию и отбрасьшает крупные частицы.

Конус 6 выполняет двоякую функцию При вращении он отбрасывает вниз крупные частицы и очищает От них раствор. И, кроме того, в зоне конуса 6 в буровом растворе происходят восстановительные проце:ссы, которые контролируются датчиком 4 по величине рН среды. Чем вьлпе рН среды, тем более шдсокую щелочность имеет раствор тем выше и стабильнее параметры бурового раствора. Например, при. frfl12- 4 буровой раств(Ч имеет наг именьшие вязкость и водоотдачу и наиболее высокие тиксотроп1В11е свойства. . , , . ,, ;

В Случае, .если рН среда оказывается ниже з.адаииого, что может прсмзой.4

ти в результате засорения зоны конуса 6 катода глинистыми частицами и из-за недостаточного времени контакта раствора с поверхностью ано- t

да 9, датчик 4 дает сигнал через регулятор 5 на привод 3 барабана 2 иа увеличение оборотов. С увеличением оборотов ускоряется удаление глинистых частиц с анода 9 и замедляется

прохождение раствора через сетку конуса 6, т.е. время контакта и эффект поляризации увеличиваются.

Отбрасываемый и осевший шлам собирается в патрубке 13 и удаляется

через о1тределенные интервалы времени при помощи устройства 4. Осаждению ншама в значительной степеии способствует подсоединение нижней части устройства к положительному

полюсу источника 7 тока.

Очищенный раствор удаляется через патрубок 12.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить качество приготавливае( и рёгене1 ируемых буровых растворов, снизить затраты химических реагентов, использye в Ix для регулировайия параметров бурового раствора, не менее чем на

20-30% н повысить эффективность очистки от излишней твердой фазы.