Шнековая сушилка Советский патент 1982 года по МПК E21B21/06 F26B17/18 

(54) 11И1ЕКОВАЯ СУШИЛКА

(

. 1

Изобретение относится к горной технике, а именно к устройствам для обработки шлама . при бурении скважин.

Известен способ обработки шлама при Q рений скважииы включаюший обезвоживание шлама и последующую обработку буровой мелочи путем промьтки моющими средствами ДЛЯ очищения шлама от загрязняющих компонентов.

Данный способ и устройство для его реализации позволяют предотвратить загрязнение окружающей среды ,

Однако данным способом не обеспечивается полного обезвоживания и транспортировки шлама на значительные расстояния от буровой без специальных транспортных средств.

Известна также шнековая сушилка, включающая сушильную камеру, установленный на валу шнек, питатель и трубопровод Д1Я подачи горячего воздуха 2.

Однако данная сушилка не обеспечивает транспортирование шлама, образующегося при бурении скважины, на значительные расстояния от буровой и обладает, кроме того, недостаточ ной интенсивностью процесса высушивания обводненного и загрязненного химическими реагентами бурового шлама.

Целью изобретения является повышение интенсификации процесса высушивания шлама при бурении скважин и обеспечение транспортирования шлама на значительные расстояния от скважины.

Указа1шая цель достигается тем, что шнеков.ая

10 сушилка, включающая сушильную камеру, установленный на валу шнек, питатель и трубопровод для подачи горячего воздуха, сна1бжена мешалкой, установленной на валу шнека, а сушильная, камера выполнена из двух пересекающихся

15 цилиндрических корпусов, в одном из которых размешен установленньт на валу шнек, выполненный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров с наружными и внут тенними витками противоположных направлений, а в другом 20мешалка, полость между цилиндрами шнека сообщена окнами с внутренней полостью последнего и полостью сушильной камеры, а вал шнека на обоих концах имеет шнековые витки. На фиг. 1 изображена суилшка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А иа фиг. 1. Шнековая сушилка включает сушильную камеру 1, питатель 2, нагревательное устройство 3, агрегат 4 для подачи воздуха, емкость 5 для отбора обезвоженного шлама и программный механизм 6. Сушильная камера 1 вьшолнена из двух пересекающихся цилиндрических корпусов 7 и 8, при этом корпус 8 снабжен трубопроводом 9 для отвода обезвоженного шлама, а корпус 7 снабжен ротором 10, который выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров 11 и 12, образующих замкнутую полость 13, сообщающуюся посредством окон 14 и 15 с внутрен ней полостью ротора 16 и его наружным межвитковым пространством 17 Окна 15 выполнены в виде отверстий, равномерно расположенных по окружности на наружном цилиндре И, Окно 14 выполнено в виде отверстия, расположенного на верхней образующей цилиндра 12 с противоположного коща ротора 10, который имеет наружные 18 и внутренние 19 ишековые витки с противоположными направлениями. Кро ме того, ротор 10 вместе с корпусом 7 имеет лабиринтное уплотнение 20. Ротор 10 установле на валу 21, имеющем шнековые витки 22 и 23 и мешалку 24 и соединенйым с электроприводом 25. С корпусом 7 соединен питатель 2, который имеет корпус 26 с приемной воронкой 27 и шнек 28, вьшолненный, например, полым для установки в нем трубопровода 29, подводяц го в сушильную камеру 1 горячий воздух и соединенный с электроприводом 30.. Трубопро вод 29 соединен с нагревательным устройством 3, который соединен с агрегатом 4 для подачи воздуха. Внутренняя полость емкости 5 для отбора обезвоженного .шлама, вьшолненной мерной из прозрачного материала, сообщается с полостью трубопровода 9 для отвода этого шла ма с помощью программного механизма 6, имеющего вариатор 31 уставки периода-р , реite 32 времени т, вариатор 33 уставки длительности t, реле 34 времени t и исполнительный механизм 35, например электромагнитный клапан. Сушилка работает следующим образом. Шлам, поступмвпшй в приемную воронку 27 с помощью шнека 28 подается в корпус 7 сушильной камеры 1. При этом шлам предварительно отжимаетря, а освободившийся раствор удаляется через дренажное отверстие (не показано). Шлам, попавщий в корпус 7 сушильной камеры 1, перемещается по наружному межвитковому пространству 17 с помощью пшековых витков 18 ротора 10. Вместе со шламом в кор пус 7 сушильной камеры 1 попадает горячий воздух, которьш нагнетается агрегатом 4 через нагревательное устройство 3 и трубопровод 29, установленный , например, внутри питателя 2. Горячий воздух, попав в наружное межвитковое пространство 17, поступает через окна 15, расположенные перед лабиринтным уплотнением 20, в замкнутую полость 13 и движется в ней прямотоком через стенку цилиндра 11, обогревая шлам, перемещающийся в наружном межвитковом пространстве 17. Дойдя до пшековых витков 22 и вала 21, имеюпдих направление, прютивоположное направлению пшековых витков 18 ротора 10, шлам, изменяя направление, попадает во внутреннюю полость 16 ротора 10, куда через окно 14 попадает и горячий воздух. С помощью шнековых витков 19 шлам перемещается во внутренней полости 16 ротора 10, одновременно разрыхляясь и прюсушива ясь в непосредственном контакте с горячим воздухом. Из внутренней полости 16 шлам попадает в корпус 8, где перемешивается меШалкой 24, с помощью которюй увеличивается поверхность контактирования шлама с горячим воздухом, а также происходит измельчегше твердых частиц шлама. Высушенные частицы шлама, размеры которых в основном не превышают 74 мкм, под действием мешалки 24 и турбулентного потока горячего воздуха отрьтаются от поверхности еще не просушенного материала и удаляются из корпуса 8 через трубопровод 9 за пределы буровой установки в определенное место. Полость трубопрювода 9, по которому отводится порошкообразный шлам, периодически через установленное с помощью вариатора 31 уставки периода времени при помощи реле 32 времени С и исполнительного механизма 35, например электромагнитного клапана, сообщается с внутренней полостью прозрачной мерной емкости 5. В результате порошок высыпается из трубопровода 9 в емкость 5 на протяжении времени, установленного вариатором 33 уставки длительности t, после чего при помощи реле 34 времени t и исполнительного механизма 35 емкость 5 отключается от трубопровода 9. Периодичность и продолжительность подключения емкости 5 для отбора шлама к трубопроводу 9 определяется исходя из режима бурения скважины и предварительного геологического разреза. В процессе бурения скважины порошкообразный шлам, периодически высыпаясь в прозрачную мерную емкость 5 и откладываясь в ней слоями, дает наглядную кару тину пройденного геологического разреза. Для более тщательного изучения нужного слоя пшама последний может быть удален из емкости 5 с помощью откачивающего устройства (не показано). 598 Предлагаемая сушилка обеспечивает предвари тельное отжатие шлама, сушку испаре1шем влаги за счет нагревания шлама через металлические поверхности, сушку испареиием влаги за счет непосредствеино соприкосновеиия шлама с горячим воздзосом,Непрерьтиое перемешивание и измельчение шлама и удаление его за пределы буровой установки. Предварительное отжатие шлама с делью понижения влажности позволяет существенно повысить интенсификацию процесса сушки. Например, шлам, поступивший в приемную воронку 27, имеет влажность ы- 80%. При полном удалении влаги из высушиваемого шлама на каждый килограмм сухого шлама пришлось бы удалить влаги UJ80 кг 100-ьо fOO-SO Кг шлама При понижении первоначальной влажности шлама всего лишь на 5% необходимо удалить влаги уже не 4, а 3 кг/кг сухого шлама, т. е. процесс сушки на 23% становится экономичней. Известно, что скорость сушки материала неравномерна„ В первую половину общего времени сушки удаляется 90% всей влаги, а во вторую половину времени удаляются остальные 10% влаги. Такая неравномерность отрицательно влияет на весь ход процесса сушки. С целью обеспечения равномерности скорости сушки в конструкции предусмотрены поступательное перемешеиие шлама с первоначальным нагреванием его через металлические поверхности, затем нагреванием его при непосредственном соприкосновении с горячим воздухом и интенсив ная обработка шлама горячим воздухом при непрерьгеном его перемешивании, в результате которого увеличивается поверхность соприкосновения шлама с горячим воздухом и, следователь но, интенсивность испарения влаги. При расчете сушильной камеры необходимо знать функциональную зависимость скорости сушки от времени, а зто возможно лишь путем экспериментального исследования режима процессов сушки в производственных условиях, так как скорость сушки зависит от многих факторов и прежде всего от природы шлама (структуры химического состава, характера связи с влаго - формы шлама (размер кусков, толщины слоя); количества влаги, подлежащей удалению; интенсивности перемешивания шлама, температуры сушки, скорости движения теплоносителя, а также конструкции сушильной камеры и др. . Использование предлагаемой- шнековой сушил ки в отличие от известных устройств .обеспечивает следующие преимущества: 1. Улучшает охрану окружающей среды, благодаря обезвоживанию шлама до сухого сос0тояния, термодеструкции химических элементов и транспортировке высушенного шлама пневмотранспортом в труднодоступньхе места, непригодные для раздельшания почвы (болота, овраги и т. д.), что позволит сохранить исходный рельеф земли, почвенно-растительный слой, и, в результате плодородие земельного участка, геологическую среду и предохранить атмосферу, почву и воду от загрязнения химическими элементами , , . 2.Снижает трудоемкость обработки шлама, повышает ее экономичность, так как не требуется транспорт для вывоза шлама и связанные с ним трудовые затраты на загрузку и выгрузку этого шлама, не требуются удобрения для обработки шлама, не увеличивается численность обслуживающего персонала и обеспечивается автоматический режим шламоудаления, 3.Снижает трудоемкость отбора шлама для изучения геологического разреза, дает наглядную картину прохода мого в ходе бурения геологического разреза, что способству,ет оперативному принятию необходимого ре.шения при бурении скважины. 4.Способствует решению основной задачи в бурении скважин - автоматизации бурения скважин с численностью буровой бригады не более трех человек.. Формула изобретения Шнековая сушилка, содержащая суцншьную камеру, установленный на валу шнек, питатель и трубопровод для подачи горячего воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повыщения интенсификации процесса высушивания шлама при бурении скважины и обеспечения транспортирования шлама на значительные расстояния от скважины, она снабжена мешалкой, установленной на валу шнека, а сушильная камера выполнена из двух пересекающихся цилиндрических корпусов, в одном из которых .размещен установленный на валу шнек, выполненный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров с наружными и внутренними витками противоположных направлений, а в другом - мешалка, причем полость между цилиндрами шнека сообщена окнами с внутренней полостью последнего и полостью сушильной камеры, а вал ишека на обоих концах имеет шнековые витки. Источники инфор%тац1ш, принятые во внимшсие при экспертизе 1.Патент США № 3693733, кл. 175-66, опублик. 1972. 2,Патент Великобритании № 1393100, кп. F 4 G, опублик. 1975 (п{ютотип)„

// гд

. / j