§ 3. Оборудование сливной системы

Оборудование для приготовления промывочной жидкости

Растворы из сухих порошкообразных материалов (химических реагентов, бентонитовых пли суббентонитовых глин, утяжелителей, цементов и т. д.) приготовляют в гидравлических смесителях или мешалках.

На рис. ХШ-4 приведена схема гидравлического смесителя. В смесительную камеру через штуцер буровым насосом закачивается

вода или раствор под давле­нием 2,5—4,0 Мн1м² со ско­ростью до 65—80 м/сек. В ка­мере создается вакуум, в резуль­тате находящиеся в бункере порошковые материалы посту­пают в смеситель и перемеши­ваются с жидкостью. Готовый раствор по тангенциально на­правленному патрубку подается в резервуар. Струя жидкости ударяется об отбойник, кусочки материала разбиваются, а рас­твор перемешивается.

Для приготовления больших количеств раствора применяют установки с бункером для по-

смесителя.

1 — штуцер подвода воцы; 2 — бункер; 3 —

Смеситель; 4 — отбойник; 5 — резервуар; е —

люк для очистки.

Рис. ХШ-4. Схема-"гидравлического рошкообравных материалов ем­костью 20—оО м'\ Подача порошка в смеситель осуще­ствляется шнеками, приводи­мыми во вращение от электро­двигателя. Такие установки применяют и для приготовления це­ментных растворов.

Для приготовления небольших количеств раствора или под­держания его свойств применяют мешалки пропеллерного типа. На вертикальном валу такой мешалки устанавливают одну или

308

несколько крыльчаток, которые при вращении перемешивают раствор в резервуаре. На больших резервуарах устанавливают по две-три мешалки такого типа, благодаря чему раствор получается однород­ным и хорошего качества.

Для приготовления промывочных жидкостей из комовой глины и других материалов в некоторых случаях применяют глиномешалки одно- и двухвальные. В резервуар такой мешалки загружают ма­териалы и воду в нужной пропорции. Валы с лопастями вращаются, разбивают комья глины и перемешивают раствор, после чего он сливается в приемный чан насоса. В глиномешалках этого типа рас­твор можно приготовлять, периодически или непрерывно загружая материалы соответствующим образом.

Приготовление раствора в механических глиномешалках мало­производительно и требует больших затрат времени.

Оборудование для очистки промывочных жидкостей от выбуренной породы

Очистка промывочных жидкостей от выбуренной породы осуще­ствляется двумя способами: за счет естественного выпадания выбу­ренной породы из раствора или за счет принудительного отделения ее от раствора, которое осуществляется механически или гидравли­чески.

Естественная очистка производится в амбарах и желобах. Амбары применяют в тех случаях, когда качеству промывочной жидкости не придают большого значения.

Для очистки раствора применяют также деревянные или металли­ческие желоба длиной 25—40 л^ с поперечными перегородками, около которых выпадают крупные частицы выбуренной породы. Эти устройства весьма примитивны и просты, но не обеспечивают хоро­шего качества растворов.

Механические и гидравлические очи­сти т е л л. Для очистки промывочной жидкости от выбуренной породы в механических устройствах применяют вибрирующие или движущиеся сетки. Выбуренная порода оседает на них, затем удаляется, а очищенный раствор поступает в приемный резервуар насоса.

К числу таких устройств относятся вибрационные и конвейерные сита. На рис. XIII-5 приведены схемы их устройств.

Сито вибрационное (рис. XIII-5, а] состоит из рамы, па которой наклонно установлена сетка из стальной нержавеющей проволоки. На сетку поступает раствор с выбуренной породой; очищенный же раствор сливается в желоб и поступает в приемный резервуар на­соса. Ситу сообщаются вибрации от вращающегося эксцентрикового вала.

Регулирование частоты достигается за счет изменения числа колебаний обычно от 1200 до 2500 в минуту. Угол наклона сетки можно изменять в пределах 10—20°.

309

Сито конвейерное (рис. XIII-5, 6) состоит из рамы. На этой раме между двумя барабанами натянута сетка, движение которой осуще­ствляется одним из барабанов. Приводом барабана является ги­дравлическое колесо, вращающееся от потока промывочной жидкости, поступающей из скважины.

Рис. XIII-5. Схемы механических устройств для очистки промывочной жидкостп.

а — вибрационное сито: j — раствор из скважины; 2 — эксцентриковый вибратор; 3 — сетка; 4 — выбуренная порода; 5 — очищенный раствор; б — сито-конвейер: I — раствор из сква­жины; 2 — обрезиненный барабан; з —движущаяся сетка; 4 — выбуренная порода; 5 —

очищенный раствор.

Очищенный раствор проходит через верхнее полотно сетки, попадает в желоб и сливается но нему в приемный резервуар насо­са. Осевший на сетке шлам сбрасывается при огибании сеткой внеш­него барабана. Для удаления оставшихся частиц нижнее полотно сетки^непрерывно омывается водой.

Рис. XIII-6. Сито вибрационное сдвоенное.

Сита изготовляют одинарными и сдвоенными. На рис. XIII-6 показан внешний вид сдвоенного на одной раме вибрационного сита. Вибрационные сита обычно применяют при бурении песчаных пород.

310

Гидроциклонные установки

Естественный и механический способы не обеспечивают хорошей степени очистки от выбуренной породы высококачественных раство­ров. Для очистки таких промывочных жидкостей используют ги­дроциклонные установки.

Гидроциклон (рис. XIII-7) состоит из стального сосуда, верхняя часть которого имеет цилиндрическую, а нижняя коническую формы. Раствор под давлением 0,15—0,3 Мн/м² поступает по тангенциаль­ному вводу в гидроциклон и приобретает вращательное движение

XT

zx

Рис. XIII-7. Схема гидроциклона.

А — траектория очищенного раствора; В — траектория крупных частиц; i — патрубок входной; г — патрубок отводной; з —патрубок выкидной; 4, 5 — манометры.

вокруг вертикальной оси. Под действием центробежной силы тяже­лые частицы отбрасываются к стенке гидроциклона, опускаются в нижнюю часть конуса и выходят наружу через выпускной патрубок, а очищенный раствор с более легкими частицами направляется к оси циклона и подается во всасывающую линию бурового насоса.

Производительность гидроциклона зависит от диаметров его насадок.

Диаметр верхней насадки

d= (0,1 -1-0,25) D, где D — диаметр гидроциклона; диаметр нижней насадки

^ = (0,04-5-01)/).

(ХПМ)

(XIII-2) 311

В гидроциклонах из раствора удаляются частицы размером бо­лее 0,02 мм. Объем массы, уходящей через выкидную линию, со­ставляет 0,5—5% от поступающего объема раствора. Потери соб­ственно раствора в удаленной массе составляют 1—3%.

Обычно каждый гидроциклон рассчитывается на производитель­ность 7—15 л/сек, для больших производителытостей гидроцпклоны блокируются в группы по 3—5.

Подача промывочной жидкости под давлением в таких установках осуществляется центробежным насосом или непосредственно из

скважины за счет давле­ния на выкиде буровых насосов. Устье скважины при этом герметизируется. Для улучшения степени очистки гидроцпклонами процесс разделяют на пред­варительный — грубую очистку п окончатель­ную — тонкую очистку.

Предварительная очи­стка может осуществлять­ся в гпдроциклопах гру­бой очистки или механи­ческими устройствами. Си тог ид р о ц п к л о н н а я

Рис. ХТП-8. Ситогпдроциклонная установка.

] — рама с емкостью; 2 — желоб приемный; з — вибросита; / — гидроцпклоны; 5 — вертикальный шламовый насосе электродвигателем; 6,7 — трубо­проводы нагнетательный и сливной.

установка для груиои и тонкой очистки показана на рис. XIII-8. 1 Громывоч-пая жидкость в этой уста­новке сначала поступает на вибросита. Предварительно очищенный раствор сливается в емкость, откуда насосами подается в бата­рею гидроциклонов тонкой очистки. Ячейки снт в этом случае при­меняют больших размеров (3x3 или 4x4 мл), чем и виброситах обычной конструкции.

Для регенерации и восстановления качества, особенно утяжелен­ных промывочных жидкостей, применяют более сложные установки, состоящие из гидроциклонов, резервуаров, дозаторов п других устройств, обеспечивающих поддержание стабильности раствора.