Устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Чаускин Сергей Яковлевич Емельянчиков Сергей Петрович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(57) Устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора, включающее резервуар, разделенный на входную и выходную емкости, центрифугу с входной и сливной гидролиниями с установленными поворотными дисковыми затворами и наклонным шламовым желобом, винтовой насос и расходомер, отличающееся тем, что оно снабжено центробежным насосом, вход которого через первый поворотный дисковый затвор связан с внутренней полостью выходной емкости, а выход через второй поворотный дисковый затвор соединен с внутренней полостью входной емкости, находящейся над резервуаром емкостью долива с перемешивателем и гидролинией подачи технологической жидкости с поворотным дисковым затвором, соединенной с внутренней полостью входной емкости, и перемешивателями с лопастным валом, один из которых установлен над входной, а другой над выходной емкостью. 80512012.04.30 Полезная модель относится к горной промышленности, а точнее к бурению геологоразведочных скважин, и может быть использована в области оборудования для глубокого бурения скважин, в частности для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора в процессе бурения и для приготовления бурового раствора. Известно устройство для хранения и подачи бурового раствора, включающее резервуар с рабочей площадкой, на которой установлена рама с перемешивателем с лопастным валом, трубопроводы подачи воды и пара и расположенный под рабочей площадкой желоб с шиберными заслонками 1. Буровой раствор подается в резервуар, где для равномерного распределения компонентов в буровом растворе установлен перемешиватель механический. Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает необходимую степень очистки бурового раствора, что не позволяет достичь заданных параметров во время бурения. Из известных устройств наиболее близким аналогом является установка для тонкой очистки и регенерации буровых растворов, состоящая из насоса, трубопровода для подачи бурового раствора, центрифуги со сливным патрубком, загрузочной воронки с фильтром,циркуляционного желоба с перемешивателем и наклонного виброжелоба. Трубопровод содержит запорно-регулировочную арматуру, расходомер и гидросмеситель с линией подачи технологической жидкости 2. Буровой раствор из циркуляционного желоба подается в гидросмеситель, где смешивается с технологической жидкостью и далее поступает в загрузочную воронку с фильтром, откуда попадает в центрифугу, после чего фугат по сливному патрубку возвращается в циркуляционный желоб, где с помощью перешивателя происходит усреднение параметров бурового раствора. Шламовый концентрат при этом по наклонному виброжелобу сбрасывают в отвал. Недостатком рассматриваемой установки является смешивание бурового раствора с технологической жидкостью непосредственно перед входом в центрифугу, что не позволяет предварительно отобрать пробы и осуществить контроль перед очисткой. Наличие фильтра с открытой горловиной в случае засорения может привести к переливам. Также отсутствует возможность полной очистки бурового раствора. Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, улучшение эксплуатационных характеристик. Техническая задача достигается тем, что устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора, включающее резервуар с рабочей площадкой, разделенный на входную и выходную емкости, центрифугу с входной и сливной гидролиниями, с установленными поворотными дисковыми затворами и наклонным шламовым желобом, винтовой насос и расходомер, снабжено центробежным насосом, вход которого через первый поворотный дисковый затвор связан с внутренней полостью выходной емкости, а выход через второй поворотный дисковый затвор соединен с внутренней полостью входной емкости, находящейся над резервуаром емкостью долива с перемешивателем и гидролинией подачи технологической жидкости с поворотным дисковым затвором, соединенной с внутренней полостью входной емкости, и перемешивателями с лопастным валом, один из которых установлен над входной, а другой над выходной емкостью. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлена гидрокинематическая схема. Устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора (см. фигуру) содержит резервуар 1, разделенный на входную емкость 2 и выходную емкость 3. Над входной емкостью 2 и выходной емкостью 3 установлены перемешиватели с лопастным валом 4 и 5, емкость долива 6 и центрифуга 7. Подача бурового раствора во входную емкость 2 осуществляется по гидролинии 8 через поворотный дисковый затвор 9. Внутренняя полость входной емкости 2 по гидроли 2 80512012.04.30 нии 10 через фильтр 11 и поворотный дисковый затвор 12 соединена со всасывающей полостью винтового насоса 13. Эта же всасывающая полость винтового насоса 13 по гидролинии 10 через поворотный дисковый затвор 14 соединена с внешним источником (на фигуре не показан). Нагнетательная полость винтового насоса 13 по гидролинии 15 через поворотный дисковый затвор 16 и расходомер 17 соединена с входной гидролинией 18 центрифуги 7. Центрифуга 7 связана сливной гидролинией 19 со входной емкостью 2 по гидролинии 20 через поворотный дисковый затвор 21, с выходной емкостью 3 по гидролинии 22 через поворотный дисковый затвор 23 и с гидролинией 24 через поворотный дисковый затвор 25. К центрифуге 7 пристыкован наклонный шламовый желоб 26. Внутренняя полость выходной емкости 3 по гидролинии 27 через первый поворотный дисковый затвор 28 соединена со входом центробежного насоса 29. Выход центробежного насоса 29 посредством гидролинии 30, содержащей второй поворотный дисковый затвор 31, связан с внутренней полостью входной емкости 2, а также с помощью гидролинии 32,содержащей поворотный дисковый затвор 33, - с гидролинией 34, идущей к внешнему потребителю (на фигуре не показан). Емкость долива 6 имеет в своем составе перемешиватель 35 и эжекторный смеситель 36, связанный с гидролинией 37 через вентиль 38. Внутренняя полость емкости долива 6 связана с внутренней полостью входной емкости 2 гидролинией подачи технологической жидкости 39, содержащей поворотный дисковый затвор 40. Гидролиния 37 связана с внутренней полостью входной емкости 2 через вентиль 41, с внутренней полостью выходной емкости 3 через вентиль 42 и всасывающей полостью винтового насоса 13 через вентиль 43, при этом на входе гидролинии 37 имеется общий вентиль 44. Входная емкость 2 соединена с гидролинией 45 через поворотный дисковый затвор 46,а выходная емкость 3 - с гидролинией 47 и далее с внешним потребителем (на фигуре не показан) через поворотный дисковый затвор 48. Устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора работает следующим образом. Устройство устанавливают вблизи комплекса оборудования циркуляционной системы(на фигуре не показана). Буровой раствор из комплекса оборудования циркуляционной системы по гидролинии 8 при открытом поворотном дисковом затворе 9 поступает во внутреннюю полость входной емкости 2 резервуара 1. По гидролинии 37 при открытых вентилях 44 и 38 вода поступает в эжекторный смеситель 36, где происходит смешивание с химреагентами. Полученный раствор из эжекторного смесителя 36 попадает во внутреннюю полость емкости долива 6, где с помощью перемешивателя 35 происходит образование однородного по консистенции раствора химреагентов. На данном этапе возможен отбор проб технологической жидкости с целью определения ее характеристик и возможной корректировки. При открытом поворотном дисковом затворе 40 полученный раствор по гидролинии подачи технологической жидкости 39 самотеком поступает во внутреннюю полость входной емкости 2, где он с помощью перемешивателя с лопастным валом 4 смешивается с буровым раствором, после чего производятся замеры параметров полученной жидкости. При необходимости производят модификацию раствора путем дальнейшего долива технологической жидкости либо воды. Далее полученный раствор через фильтр 11 при открытом поворотном дисковом затворе 12 по гидролинии 10 направляется во всасывающую полость винтового насоса 13,после чего из нагнетательной полости винтового насоса 13 по гидролинии 15 при открытом поворотном дисковом затворе 16 через расходомер 17, который служит для контроля за объемом очистки, попадает во входную гидролинию 18 центрифуги 7. В центрифуге 7 происходит очистка бурового раствора от инородных частиц с размерами более 1 микрона. Затем фугат самотеком по сливной гидролинии 19 либо поступает обратно во внутреннюю полость входной емкости 2 по гидролинии 20 при открытом поворотном дисковом 3 80512012.04.30 затворе 21, либо направляется по гидролинии 22 во внутреннюю полость выходной емкости 3 при открытом поворотном дисковом затворе 23. Сухая фаза попадает на наклонный шламовый желоб 26 и сбрасывается в отвал (на фигуре не показан). При необходимости скорейшей подачи очищенного бурового раствора к внешнему потребителю (на фигуре не показан) открывается поворотный дисковый затвор 25 и центрифуга 7 посредством сливной гидролинии 19 связывается с гидролинией 24. При необходимости на всасывание винтового насоса 13 можно подавать буровой раствор от внешнего источника (на фигуре не показан) по гидролинии 10 при открытом поворотном дисковом затворе 14 и закрытых поворотном дисковом затворе 12 и вентиле 43. Однородность очищенного бурового раствора, находящегося во внутренней полости выходной емкости 3, поддерживается с помощью перемешивателя с лопастным валом 5. По результатам проб фугата, что особенно важно на начальном этапе работы центрифуги 7, когда происходит настройка параметров подачи винтового насоса 13, принимается решение о повторной очистке бурового раствора, для чего очищенный буровой раствор из внутренней полости выходной емкости 3 по гидролинии 27 при открытом первом поворотном дисковом затворе 28 подается на вход центробежного насоса 29, а затем с его выхода при открытом втором поворотном дисковом затворе 31 через гидролинию 30 попадает во внутреннюю полость входной емкости 2. В том случае, если дальнейшая очистка не требуется, принимается решение либо о хранении бурового раствора во внутренней полости выходной емкости 3, либо о подаче с помощью центробежного насоса 29, выход которого с помощью гидролинии 32 при открытом поворотном дисковом затворе 33 связывается с гидролинией 34 и далее с внешним потребителем (на фигуре не показан). При необходимости промывки винтового насоса 13 в его всасывающую полость подается вода по гидролинии 37 при открытых вентилях 44 и 43. Если требуется промывка резервуара 1, то вода по гидролинии 37 при открытых вентилях 44 и 41 поступает во внутреннюю полость входной емкости 2 и далее при открытом поворотном дисковом затворе 46 сливается по гидролинии 45 и (или) во внутреннюю полость выходной емкости 3 при открытых вентилях 44 и 42 и далее при открытом поворотном дисковом затворе 48 сливается по гидролинии 47. Таким образом, так как устройство для хранения, тонкой очистки и подачи бурового раствора, включающее резервуар 1, разделенный на входную 2 и выходную 3 емкости,центрифугу 7 с входной 18 и сливной 19 гидролиниями с установленными поворотными дисковыми затворами 21, 23 и 25 и наклонным шламовым желобом 26, винтовой насос 13 и расходомер 17, снабжено центробежным насосом 29, вход которого через первый поворотный дисковый затвор 28 связан с внутренней полостью выходной емкости 3, а выход через второй поворотный дисковый затвор 31 соединен с внутренней полостью входной емкости 2, находящейся над резервуаром емкостью долива 6 с перемешивателем 35 и гидролинией подачи технологической жидкости 39 с поворотным дисковым затвором 40, соединенной с внутренней полостью входной емкости 2, и перемешивателями с лопастным валом 4 и 5, один из которых установлен над входной 2, а другой над выходной 3 емкостью, то поставленная техническая задача, т.е. улучшение эксплуатационных характеристик заявляемой полезной модели, полностью решена. На дату подачи заявки на предлагаемую полезную модель разработаны рабочие чертежи, изготовлен образец и произведены предварительные испытания Модуля центрифуги, предназначенного для работы в качестве четвертой ступени очистки в комплексе оборудования циркуляционной системы для выполнения бурения, освоения и капитального ремонта скважин, непосредственно которым является заявляемая полезная модель. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4