Наддолотный газожидкостный сепаратор Советский патент 1982 года по МПК E21B10/22 E21B43/38 

Изобретение относится к сепарато,рам и может быть использовано в горном и строительном деле при бурении взрывных скважин шарошечными долотами .

Известен газожидкостный сепаратор г включающий корпус, с отверстиями для отвода: жидкости и установленные внутри корпуса направлякицую втулку и шнек с переменным шагом 1.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность выделения жидкости из смеси.

Наиболее близок к. изоТ5ретению наддолотный газожидкостный сепаратор, содержащий корпус с радиальными отверстиями и сообщающимися с ними центральным продувочным каналом, .в крторр.м..уста.новлен конический перфорированный стакан с размещенным внутри него коническим шнеком, жестко связанным с корпусом посредством крестовины с втулкой и опорной шайбы, расположенной ниже радиальных отверстий .2..

Недостатком известного устройства является неполное нспользо вание резервов по повышению эффективности процесса водоотделения, так как выделяющиеся в верхней части

корпуса на внутренней цилиндрической поверхности перемычек крупные частицы воды стекают вниз и перекрывают в своем движении перфорации, препятствуя проникновению через них новых, более мелких отделяемых частиц по внутренней поверхности стакана на крестовину и повторного смешивания с потоком. Одновременно с

10 неполно используются и возмож- ности шнека для получения требуемого перепада поперечных сечений канала и, соответственно, требуемого приращения скорости.

15

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации.

Это достигается тем, что конический стакан выполнен с жалюзями, расположенными над или под перфорирован20ными каналами, а шнек - с прогрессивно убывающим по ходу движения потока смеси шагом.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - перемычка стака25на {увеличено;.

Газожидкостный скважинный сепаратор состоит из корпуса 1 с централъным продувочным каналом 2. С рд ногчэ торца корпуса нарезана наружнаА 30 резьба 3 для соединения с буровой

штангой, а с другой - внутренняя 4 для соединения с шарошечным долотом (штанга и долото не показаны). Для отделения воды от воздушно-водяной смеси на пути следования воздуха к долоту сепаратор снабжен коническим шнеком 5, перфорированным стаканом б, крестовиной 7 с окнами, поло втулкой 8, опорной шайбой 9, а также сверлениями 10 вкорпусе.

Отличительной особенностью конструкции сепаратора является выполнение шнека 5 с прогрессивно убывающим по ходу движения потока шагом, а также придание перемычкам стакана 6, расположенным между перфорациями ( фиг.2 ), формы жалюзи, с наклоном вниз-наружу;

Устройство работает следующим образом.

Перед началом бурения производят сборку сепаратора, а затем корпус соединяют со штангой и долотом. В процессе бурения в буровой став по центральному продувочному каналу 2 подают воздушно-водяную смесь. Войдя в соприкосновении с винтовой поверхностью конического шнека 5, поток смеси закручивается, и частицы воды, как более тяжелые, отделяются под действием центробежной силы от воздуха и отбрасываются к . стенкам стакана и Koprtiyca. По внутренней поверхности корпуса 1 они сткают в кольцевую полость 11, а затем вытесняются давлением воздуха через сверления 10 в затрубное пространство. Обезвоженный воздух подается через окна крестовины 7 и отверстия во втулке 8 и шайбе 9 к долоту. Благодаря конической форме шнка происходит наращивание скорости движения потока и улучшение отделения более мелких частиц. Перфорированный стакан способствует гашению скорости отделенных частиц и их улаливанию.

Отличительной особенностью в рабте предложенного устройства является значительно больший по сравнению с известным перепад скоростей по длине шнека, обусловленный выполнением шнека с переменным ша.гом. Это связано с тем, что поперечное, сечение винтового канала, образованное радиусом кривизны кольцевой щели между центрсшьным стержнем шнека и шагом винтовой поверхности шнека, мбжёт при уменьшении шага меняться в несколько раз больше, чем при изменении радиуса кривизны, так как

последнее ограничено размерами товины 7 конусностью шнека), а изменение шага практически ничем не ограничено. Следовательно шнек с переменным шагом позволяет добиться значительно большего наращива-ния скорости потоком и повысить эффективность отделения наиболее мелких частиц воды. Преимущества стакана с перфорацией типа жалюзи заключается , что осаждающиеся на внутренней поверхности стакана частицы воды не стекают, как в известном устройстве, на крестовину, а благодаря наклонной форме перекычек

попадают сразу в щелевидное пространство между стаканом и корпусом и полностью собираются в водосборнике 11. Таким образом предотвращается возможность повторного смешивание отделенной воды с воздушным потоком.

П&именение предложенного сепаратора позволяет повысить качество отделения жидкой фазы и тем самым эффективность обезвоживания воздуха

на пути к шарошечному долоту, поддерживать сухой режим в эабре скважины, обеспечивающей повышение стойкости шарошечного долота и производительности станка.

Формула изобретения

1. Наддолотный газожидкостный се- паратор, содержащий корпус с ради5 ешьными отверстиями и сообщающимся с ними центральньм продувочным каналом, в котором установлен конический перфорированный стакан с разме- : щенным внутри него коническим шнеком,

0 жестко связанным с корпусом посредством крестовины с втулкой и опорной шайбы, расположенной ниже радиальных отверстий, от ли чаю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, конический стакан выполнен с жалюзями, расположенными над или под его перфори(рованными каналами.

2. Сепаратор по п. 1, о т ли 0 чающийся тем, что шнек выт полнен с прогрессивно убывающим по ходу движения потока .смеси шагом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 368399, кл. Е 21 С 37/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

578443, кл. Е 21 3 39/00,1977 (прототип) .

Воздушно- 10двл пая f/rec

Sffsdyx л долоту фие.1