Устройство очистки бурового раствора

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Андросенко Александр Павлович Шейбут Геннадий Евгеньевич Селезнева Татьяна Софроновна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Сейсмотехника(57) Устройство очистки бурового раствора, содержащее сообщающиеся между собой входную емкость с виброситом и пескоотделителем с его первым насосом, выходную емкость с илоотделителем с его вторым насосом, а также со смесителем эжекторного типа, емкость долива и соединяющую входную, выходную емкости и емкость долива гидролинию, с 52492009.04.30 установленными поворотными дисковыми затворами, отличающееся тем, что оно снабжено расположенной на выходной емкости центрифугой тонкой очистки бурового раствора с ее винтовым насосом, при этом его всасывающая полость через первый дополнительный поворотный дисковый затвор соединена с внутренней полостью выходной емкости, нагнетательная его полость через второй дополнительный поворотный дисковый затвор - со входом центрифуги, а ее выход через желоб - с внутренней полостью выходной емкости.(56) 1. А.с. СССР 1087651, МПК Е 21 В 21/06, опубл. 1984. 2. Описание полезной модели к патенту 1751, МПК 21 В 21/06, опубл. 2005.03.30. 3. Патент 2626, дата регистрации патента от 04.01.2006, МПК Е 21 В 21/06, опубл. 30.04.2006. 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 приема, хранения и очистки промывочных жидкостей в процессе бурения и для очистки бурового раствора от шлама выбуренных пород. Известна установка для очистки бурового раствора 1, состоящая из резервуара, разделенного между собой на сообщающиеся отсеки, вибросита, пескоотделителя, илоотделителя с их насосами, сливными и приемными патрубками, при этом сливные патрубки илоотделителя и пескоотделителя соединены между собой. Установка работает следующим образом. Буровой раствор, поступивший из скважины, после очистки на вибросите подается под давлением насосом в пескоотделитель, в котором происходит его очистка от песка. Пройдя очистку в пескоотделителе, буровой раствор по сливному патрубку пескоотделителя поступает по трубопроводу в приемный патрубок насоса илоотделителя. Из приемного патрубка насосом буровой раствор подается в илоотделитель. Из илоотделителя очищенный от мелкого песка буровой раствор поступает по сливному его патрубку и трубопроводу в выходной отсек емкости и далее в циркуляционную систему. Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности восстановления состава бурового раствора отсутствие возможности перекачки бурового раствора в емкостях отсутствие возможности работы перемешивателей с гидравлическим приводом каждым насосом недостаточная степень очистки бурового раствора. Данные недостатки снижают эксплуатационные характеристики устройства. Известно также устройство очистки бурового раствора 2, содержащее резервуар, разделенный перегородками на сообщающиеся между собой отсек с виброситом и с пескоотделителем и его первым насосом и всасывающим и нагнетательным патрубками,выходной отсек с илоотделителем и его вторым насосом с всасывающими и нагнетательными патрубками и емкость долива (емкость для реагентов). Входной и выходной отсеки снабжены гидролинией с установленными в ней перемешивателями с гидравлическим приводом. Устройство снабжено также третьим насосом с установленными в его всасывающей линии дисковыми затворами, позволяющими производить всасывание бурового раствора как из основного резервуара, так и из емкости долива. Устройство для очистки бурового раствора работает следующим образом. Устройство располагают вблизи устья скважины. Отработанный буровой раствор по затрубью подается на вибросито, проходит через сетки вибросит и самотеком скатывается во входной отсек. Из входного отсека буровой раствор первым и вторым насосами пода 2 52492009.04.30 ется последовательно на пескоотделитель и илоотделитель, в которых происходит его очистка от песка и ила. Очищенный буровой раствор скапливается в выходном отсеке тонкой очистки, где его однородность обеспечивается перемешивателями с гидравлическим и механическим приводом. При работе третьего насоса буровой раствор поступает к его всасывающему патрубку или из выходного отсека, или из емкости долива при открытых соответствующих дисковых затворах. Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности восстановления состава бурового раствора отсутствие возможности перекачки бурового раствора в емкостях отсутствие возможности работы смесителя эжекторного типа каждым насосом отсутствие возможности работы перемешивателей с гидравлическим приводом каждым насосом недостаточная степень очистки бурового раствора. Из известных устройств наиболее близким аналогом является устройство очистки бурового раствора 3, включающее входную емкость, выходную емкость и емкость долива. В емкостях установлены сливные и всасывающие дисковые затворы. Входная емкость перегородкой с задвижкой разделена на два отсека. В первом отсеке установлено вибросито с бункером, а во втором отсеке установлен пескоотделитель с его бункером и с его первым насосом. Гидролинией его всасывающая полость через дисковый затвор и всасывающий фильтр соединена с первым отсеком входной емкости. Выходная полость первого насоса гидролинией через дисковый затвор соединена с пескоотделителем, а гидролинией через второй дисковый затвор с общей гидролинией. В выходной емкости установлен илоотделитель с его бункером и его вторым насосом и смеситель эжекторного типа. Гидролинией всасывающая полость второго насоса через дисковый затвор и фильтр соединена со вторым отсеком выходной емкости, а его выходная полость гидролинией через дисковый затвор соединена с илоотделителем, а гидролинией и третий поворотный дисковый затвор с общей гидролинией. Смеситель эжекторного типа гидролинией через первый поворотный дисковый затвор соединен с общей гидролинией. В емкости долива установлен третий насос и его всасывающая полость одной гидролинией через поворотный дисковый затвор соединена с емкостью долива, а другой гидролинией через дисковый затвор и фильтр с выходной емкостью. Выходная его полость через четвертый дисковый затвор соединена с потребителем (например со всасывающей полостью нагнетательного блока, на фигуре не показан) и гидролинией через пятый дисковый затвор с общей гидролинией. С общей гидролинией связаны гидролиния, в которой установлены дисковый затвор и перемешиватель с гидравлическим приводом, а также гидролиния, в которой установлены дисковый затвор и второй перемешиватель с гидравлическим приводом. Входная и выходная емкости соединены между собой гидролинией с шиберной задвижкой, а емкость долива соединена с входной и выходной емкостями общей гидролинией с дисковым затвором. Подача бурового раствора из скважины (на фигуре не показана) происходит по входной гидролинии. Устройство для очистки бурового раствора работает следующим образом. Устройство устанавливают вблизи устья скважины. Буровой раствор из скважины по входной гидролинии поступает на вибросито, проходит через сетки вибросит и самотеком поступает в отсек входной емкости. Отработанный шлам самотеком осыпается в бункер. Из первого отсека входной емкости предварительно очищенный буровой раствор при открытой задвижке в перегородке поступает во второй отсек. Из первого отсека буровой раствор по гидролинии через 3 52492009.04.30 фильтр и открытый дисковый затвор поступает на всасывание первого насоса. Вращаясь,первый насос по гидролиниям через открытый дисковый затвор подает буровой раствор под давлением в пескоотделитель, где он очищается от песка и поступает во второй отсек входной емкости. При работе первого насоса задвижка и перегородка закрыты. Отработанный шлам из пескоотделителя самотеком поступает в бункер. Из второго отсека входной емкости очищенный от песка буровой раствор по гидролинии через фильтр и открытый дисковый затвор поступает во всасывающую полость второго насоса. При работе второй насос перекачивает буровой раствор в нагнетательную полость и по гидролинии через открытый дисковый затвор поступает в илоотделитель, где он очищается от мелких частиц и поступает в выходную емкость. Отработанный шлам из илоотделителя поступает самотеком в бункер и далее на утилизацию. Из выходной емкости очищенный буровой раствор по гидролинии через фильтр, открытый дисковый затвор поступает во всасывающую полость третьего насоса. Во всасывающую полость может поступать жидкость из емкости долива через открытый дисковый затвор по его гидролинии. Третий насос, вращаясь, нагнетает очищенный буровой раствор в выходную полость или из нее через открытый четвертый дисковый затвор к потребителям (например, на всасывание нагнетательного блока на фигуре не показан), а при открытом пятом дисковом затворе по гидролинии очищенный буровой раствор поступает в общую гидролинию. При работе первого насоса, закрытом дисковом затворе и открытом втором дисковом затворе буровой раствор из выходной нагнетательной полости по гидролинии поступает в общую гидролинию. При работе второго насоса, закрытом дисковом затворе и открытом третьем дисковом затворе очищенный буровой раствор из нагнетательной полости поступает по гидролинии в общую гидролинию. При работе первого насоса, второго насоса и третьего насоса и не полностью закрытых дисковых затворах очищенный буровой раствор будет поступать как к основным своим потребителям - пескоотделителю, илоотделителю и потребителю, так и в общую гидролинию. Поскольку общая гидролиния соединяет гидролиниями перемешиватели с гидравлическим приводом и смеситель эжекторного типа соответственно, то обеспечиваются следующие положительные признаки обеспечивается возможность восстановления состава бурового раствора перемешивание бурового раствора до его однородного состояния работа смесителя эжекторного типа каждым из насосов работа перемешивателей с гидравлическим приводом каждым из насосов дозаполнение входной и выходной емкостей из емкости долива. Основным недостатком данного устройства является недостаточно низкая степень очистки бурового раствора, что снижает его эксплуатационные характеристики. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, - устранение вышеуказанных недостатков, а именно улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения степени очистки бурового раствора. Техническая задача достигается тем, что устройство очистки бурового раствора, содержащее сообщающиеся между собой входную емкость с виброситом и пескоотделителем с его первым насосом, выходную емкость с илоотделителем с его вторым насосом, со смесителем эжекторного типа, и емкость долива, и соединяющую входную, выходную емкости и емкость долива гидролинию, с установленными поворотными дисковыми затворами, снабжено расположенной на выходной емкости центрифугой тонкой очистки бурового раствора с ее винтовым насосом, при этом его всасывающая полость через первый дополнительный поворотный дисковый затвор соединена с внутренней полостью выходной емкости, нагнетательная его полость через второй дополнительный поворотный 52492009.04.30 дисковый затвор со входом центрифуги, а ее выход через желоб с внутренней полостью выходной емкости. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре представлена гидрокинематическая схема. Устройство очистки бурового раствора включает входную емкость 1, выходную емкость 2 и емкость долива 3. Выходная емкость 2 снабжена желобом 4, который перегородкой 5 с заслонками 6 и 7 делят входную емкость 2 и желоб 4 на два отсека 8, 9, 10 и 11 соответственно. Во входной емкости 1 установлено вибросито 12 с его бункером 13, сливная гидролиния 14 с дисковым затвором 15 и фильтр 16 всасывающей гидролинии 17 с ее дисковым затвором 18 первого гидронасоса 19. Входная емкость 1 гидролинией 20 соединена со скважиной (на фигуре не показана), а гидролинией 21 через заслонку 22 с отсеком 8 выходной емкости 2. В отсеке 8 выходной емкости 2 расположены пескоотделитель 23, вход которого гидролинией 24 через поворотный дисковый затвор 25 соединен с нагнетательной гидролинией 26. Удаление шлама из пескоотделителя 23 осуществляется по гидролинии 27, соединенной с бункером 28. В отсеке 8 выходной емкости 2 установлены также илоотделитель 29, вход которого гидролинией 30 через поворотный дисковый затвор 31 соединен с нагнетательной гидролинией 32 второго гидронасоса 33, всасывающая гидролиния 34 которого через поворотный дисковый затвор 35 соединена с фильтром 36. Выход илоотделителя 29 гидролинией 37 соединен с отсеком 9 выходной емкости 2. Удаляемые частицы из илоотделителя 29 по гидролинии 38 поступают в бункер 28. Во втором отсеке 9 выходной емкости 2 установлен смеситель эжекторного типа 39 гидролинией 40 через поворотный дисковый затвор 41, соединенный с гидролинией 42. В этом же отсеке 9 установлена центрифуга тонкой очистки 43 с ее винтовым насосом 44,нагнетательная полость которого гидролинией 45 через второй дополнительный поворотный дисковый затвор 46 соединена со входом центрифуги тонкой очистки 43, а всасывающая полость винтового насоса 44 через первый дополнительный поворотный дисковый затвор 47 соединена с фильтром 48. Эта же всасывающая полость 49 винтового насоса 44 через поворотный дисковый затвор 50 соединена с внешним источником (на фигуре не показан). Отсек 9 выходной емкости 2 соединен через фильтр 51 гидролинией 52 через поворотный дисковый затвор 53 с внешним источником (на фигуре не показан). В первом отсеке 8 выходной емкости 2 установлен перемешиватель 54 с гидравлическим приводом, соединенный гидролинией 55 через поворотный дисковый затвор 56 с гидролинией 42. Во втором отсеке 9 также установлен перемешиватель 57 гидролинией 58 через поворотный дисковый затвор 59 соединенный с гидролинией 42. С гидролинией 42 соединены также нагнетательная полость первого гидронасоса 19 гидролинией 60 через поворотный дисковый затвор 61 и нагнетательная полость второго гидронасоса 33 гидролинией 62 через поворотный дисковый затвор 63. Эта же гидролиния 42 гидролинией 64 через поворотный дисковый затвор 65 соединена с емкостью долива 3. В свою очередь,емкость долива 3 гидролинией 66 через поворотный дисковый затвор 67 соединена с вторым отсеком 9 выходной емкости 2. Желоб 4 соединяет первый 8 и второй 9 отсеки выходной емкости 2, при этом во второй его отсек 11 поступает по гидролинии 68 очищенный после центрифуги 43 буровой раствор, а фугат из центрифуги 43 по гидролинии 69 поступает в бункер 70. Устройство для очистки бурового раствора работает следующим образом. Устройство устанавливают вблизи устья скважины. Буровой раствор из скважины (на фигуре не показана) по гидролинии 20 поступает на вибросито 12, проходит через сетку вибросит и самотеком поступает во входную емкость 1. 52492009.04.30 Виброситом 12 происходит удаление из бурового раствора инородных частиц размером более 70 микрон. Все инородные частицы из сеток вибросита 12 поступают в бункер 13. Входная емкость 1 сообщается с выходной емкостью 2 по гидролинии 21 через заслонку 22. При закрытой заслонке 22 буровой раствор из входной емкости 1 через фильтр 16 по гидролинии 17 и открытый поворотный дисковый затвор 18 поступает на всасывание первого гидронасоса 19. Первый гидронасос 19 подает буровой раствор в нагнетательную гидролинию 26 и при открытом поворотном дисковом затворе 25 в гидролинию 24 на вход пескоотделителя 23. В пескоотделителе 23 из бурового раствора удаляются инородные частицы размерами более 40 микрон. Из пескоотделителя 23 очищенный буровой раствор поступает в отсек 8 выходной емкости 2, а шлам по гидролинии 27 поступает в бункер 28. Эта же нагнетательная полость 26 гидролинией 60 через поворотный дисковый затвор 61 соединена с гидролинией 42. Из отсека 8 выходной емкости 2 буровой раствор поступает через фильтр 36 через открытый поворотный дисковый затвор 35 в гидролинию 34 и на всасывание второго гидронасоса 33, который нагнетает очищенный буровой раствор в нагнетательную гидролинию 32 и через открытый поворотный дисковый затвор 31 в гидролинию 30 и далее на вход илоотделителя 29. Пройдя илоотделитель 29, буровой раствор очищается от инородных частиц размерами более 20 микрон. Очищенный в илоотделителе 29 буровой раствор по гидролинии 37 поступает во второй отсек 9 выходной емкости 2, а шлам от илоотделителя 29 по гидролинии 38 поступает в бункер 28. Заслонкой 6, установленной на перегородке 5,можно осуществить переток бурового раствора из отсека 8 в отсек 9 выходной емкости 2 и наоборот. Очищенный буровой раствор из отсека 9 выходной емкости 2 через фильтр 48 и через первый дополнительный открытый поворотный дисковый затвор 47 поступает по гидролинии 49 на всасывание винтового насоса 44, который нагнетает буровой раствор через открытый второй дополнительный дисковый затвор 46 в нагнетательную гидролинию 45 и далее на вход центрифуги 43. Пройдя центрифугу 43, в которой буровой раствор очищается от инородных частиц с размерами более 1 микрона, буровой раствор по гидролинии 68 поступает в отсек 11 желоба 4 и из него при необходимости, при открытой заслонке 7 в выходную емкость 2. При необходимости на всасывание винтового насоса 44 можно подавать буровой раствор от постороннего источника (на фигуре не показан) при открытом поворотном дисковом затворе 50 и закрытом первом дополнительном поворотном дисковом затворе 47. Из второго отсека 9 выходной емкости 2 можно забирать очищенный буровой раствор, который поступает через фильтр 51, открытый поворотный дисковый затвор 53 по гидролинии 52 к постороннему источнику (на фигуре не показан). Фугат из центрифуги 43 по гидролинии 69 поступает в бункер 70. Во втором отсеке 9 выходной емкости 2 установлен смеситель эжекторного типа 39,вход которого гидролинией 40 через открытый поворотный дисковый затвор 41 соединен с гидролинией 42. Поскольку гидролинией 42 соединены нагнетательные полости первого гидронасоса 19 и второго гидронасоса 33, то смеситель эжекторого типа 39 может работать независимо от любого гидронасоса при соответствующем положении открытозакрыто их поворотных дисковых затворов. Поскольку перемешиватель 54 гидролинией 55 и поворотный дисковый затвор 56 соединен с гидролинией 42, а перемешиватель 57 гидролинией 58 через поворотный дисковый затвор 59 также с гидролинией 42, то они могут работать от любого гидронасоса 19 и 33 при соответствующем положении открытозакрыто поворотных дисковых затворов. Гидролиния 42 через поворотный дисковый затвор 65 гидролинией 64 соединена с емкостью долива 3, что обеспечивает перекачку бурового раствора из выходной емкости 2, а емкость долива 3, в свою очередь, гидролинией 66 через поворотный дисковый затвор 67 6 52492009.04.30 соединена со вторым отсеком 9 выходной емкости 2, что позволяет при необходимости самотеком доливать буровой раствор из емкости долива 3. Таким образом, устройство очистки бурового раствора, содержащее сообщающиеся между собой входную емкость 1 с виброситом 12 и пескоотделителем 23 с его первым насосом 19, выходную емкость 2 с илоотделителем 29 с его вторым насосом 33, а также со смесителем эжекторного типа 39, и емкость долива 3, и соединяющую входную 1, выходную 2 емкости и емкость долива 3 гидролинию 42, с установленными поворотными дисковыми затворами, снабжено расположенной на выходной емкости 2 центрифугой 43 тонкой очистки бурового раствора с ее винтовым насосом 44, при этом его всасывающая полость 49 через первый дополнительный поворотный дисковый затвор 47 соединена с внутренней полостью выходной емкости 2, нагнетательная его полость 45 через второй дополнительный поворотный дисковый затвор 46 - со входом центрифуги 43, а ее выход через желоб 4 - с внутренней полостью выходной емкости 2. Снабжение устройства центрифугой 43 тонкой очистки бурового раствора позволяет производить его очистку до минимальных частиц, размерами до 1 микрона. Данная очистка бурового раствора повышает производительность бурения, стойкость бурового инструмента и долговечность бурового насоса, что в конечном итоге улучшает эксплуатационные характеристики. На дату подачи заявки на предполагаемую полезную модель разработаны рабочие чертежи и происходит изготовление образца Комплекс оборудования циркуляционной системы ЦС-1000/БК, предназначенного для выполнения бурения, освоения и капитального ремонта скважин, непосредственно которым является заявляемая полезная модель. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7