ДЕГАЗАТОР ЦИКЛОННОГО ТИПА

Полезная модель относится к устройствам для дегазации различного рода жидких композиций, в частности буровых, тампонажных растворов, используемых при строительстве скважин, а также в других отраслях при разделении фаз: тяжелой (жидкой суспензии) и легкой (газообразной).
Известна конструкция дегазатора (Патент RU 2318575), который состоит из дегазационной емкости с подпружиненным регулятором расхода, накопительно-сливных камер с поплавковыми регуляторами уровня, с емкостью для дегазированного раствора, сливных клапанов, вакуумной камеры. В конструкции имеются также расположенные оппозитно двухсторонние разобщители.
Недостатком данной конструкции является сложность в изготовлении, материалоемкость конструкции, наличие большого количества конструктивных узлов, что снижает его надежность.
Прототипом полезной модели является дегазатор «Rotary jet» (Будников В.Ф., Булатов А.И., Михайленко Ю.Г. Зарубежные конструкции смесительных устройств для затворения тампонажных растворов // Труды РИА, КГТУ и НТЦ ООО «Кубаньгазпром» / Краснодар, вып.18, 2003. с.338-3422), представляющий собой цилиндрический корпус увеличенного диаметра, верхняя часть которого оснащена впускной насадкой, а нижняя - сливной насадкой. При этом внутри цилиндрического патрубка по винтовой линии приварена перфорированная лента, обеспечивающая завихрение и дробление потока на мелкие струи.
Недостатком данной конструкции является отсутствие патрубка для отвода воздуха, что способствует образованию газовых пробок и ставит под сомнение эффективность дегазации приготавливаемого раствора. Цилиндрическая конструкция дегазатора снижает степень завихренности струи раствора, величину центробежных сил, что негативно сказывается на степени дегазации приготавливаемого раствора. Отверстия в перфорированной ленте могут забиваться твердой фазой дегазируемого раствора, что исключает работу данного устройства с тампонажными растворами.
Задачей полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего повышение качества бурового и/или тампонажного раствора, а также сокращение затрат времени на производственный процесс.
Техническим результатом полезной модели является повышение степени эффективности процесса дегазации и степени диспергации приготавливаемого бурового и/или тампонажного раствора.
Технический результат достигается тем, что дегазатор циклонного типа, включающий корпус, впускную насадку, сливную насадку, дополнительно содержит верхний выпускной патрубок для отвода воздуха, установленный в цилиндрической части корпуса, а также упругие рассекатели, выполненные в виде стрежней с собственной частотой колебаний 5±2 Гц и обеспечивающие дробление потока на мелкие струи и диспергирование твердой фазы раствора, расположенные на внутренней поверхности конической части корпуса. При этом упругие рассекатели расположены с шагом по высоте 0,1H, расстояние между ними по окружности составляет 0,5r.
За счет того, что часть корпуса разработанного дегазатора циклонного типа выполнена конической, увеличивается степень завихренности струи, величина центробежных сил, что позволяет интенсивнее оттеснять тяжелые частицы раствора к стенкам дегазатора циклонного типа, после чего сбрасывать в осреднительную емкость готовый дегазированный раствор, а воздух по центральному вихревому потоку через верхний выпускной патрубок направлять в атмосферу. Кроме того, внутренняя поверхность конической части корпуса дегазатора циклонного типа оснащена упругими рассекателями, выполненными в виде стержней с собственной частотой колебаний 5±2 Гц, обеспечивающими дробление потока на мелкие струи, диспергирование твердой фазы бурового раствора и консолидирование пузырьков воздуха. Колебания упругих рассекателей с частотой колебаний 5±2 Гц, позволяет интенсифицировать процесс диспергирования твердой фазы раствора. Установка упругих рассекателей позволяет не только повысить эффективность процесса дегазации, но и увеличить степень диспергации приготавливаемого бурового и/или тампонажного раствора, что приведет к повышению качества приготавливаемого раствора, а также сокращению затрат времени на производственный процесс. Сокращение затрат времени обусловлено отсутствием необходимости осуществления дополнительного круга циркуляции для диспергирования твердой фазы раствора. Повышение эффективности процесса дегазации раствора исключает необходимость отстаивать раствор в емкости для удаления воздуха, транспортирующего порошкообразный материал в гидроэжекторный смеситель.
Дегазатор циклонного типа представлен на фиг.1. Корпус 1 дегазатора циклонного типа состоит из цилиндрической и конической частей. К цилиндрической части корпуса 1 тангенциально подсоединена впускная насадка 2 для ввода бурового и/или тампонажного раствора. В торце цилиндрической части корпуса 1 установлен верхний выпускной патрубок 3 для отвода воздуха. Коническая часть корпуса 1 оснащена сливной насадкой 4 и упругими рассекателями 5, расположенными на внутренней поверхности конической части корпуса 1 и выполненными в виде стрежней с собственной частотой колебаний 5±2 Гц, обеспечивающие дробление потока на мелкие струи и диспергирование твердой фазы раствора.
Дегазатор циклонного типа работает следующим образом. Через тангенциально подсоединенную впускную насадку 2 поступает приготавливаемый гидроэжекторным смесителем буровой и/или тампонажный раствор. Под действием центробежных сил струя бурового и/или тампонажного раствора оттесняется к стенкам цилиндрической части корпуса 1, по кругу входит в коническую часть корпуса 2, в которой твердая фаза раствора контактирует с упругими рассекателями 5, происходит одновременная дегазация и диспергация раствора. Дегазация - разделение тяжелой фракции (приготавливаемый раствор) и легкой фракции (попутно подсасываемый воздух) происходит за счет действия центробежный сил и эффекта дробления струй упругими рассекателями 5. После дегазации и диспергации буровой и/или тампонажный раствор сбрасывается через сливную насадку 4 в осреднительную емкость.