ДЕГАЗАТОР ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к устройствам для дегазации жидких композиций, используемых в газовой промышленности при строительстве, текущем и капитальном ремонте скважин подземных хранилищ газа.
В процессе проведения подземного ремонта эксплуатационного фонда скважин подземных хранилищ газа с применением промывочных жидкостей происходит естественное насыщение промывочных жидкостей газом, что ведет к ухудшению технических характеристик, параметров и реологических свойств промывочных жидкостей, что в свою очередь может привести к осложнениям вплоть до неконтролируемого выхода пластового флюида на дневную поверхность. Для удаления газа из промывочных жидкостей используют специальные устройства.
Известен дегазатор [1], который состоит из цилиндрической и конической частей. К цилиндрической части корпуса тангенциально подсоединена впускная насадка для ввода бурового и/или тампонажного раствора. В торце цилиндрической части корпуса установлен верхний выпускной патрубок для отвода воздуха. Коническая часть корпуса оснащена сливной насадкой и упругими рассекателями, расположенными на внутренней поверхности конической части корпуса и выполненными в виде стержней.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является флотатор-дегазатор [2], содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с эллиптическими днищами, разделенный первичной и вторичной переливными перегородками с образованием флотационной камеры, отстойной зоны, буферной и газовой зон, патрубок ввода многофазной смеси, подпитывающий патрубок для ввода части многофазной смеси, патрубки вывода отделившихся фаз, трубопровод для подачи отделившегося газа из газовой зоны корпуса, лоток для сбора продукта флотации и приемную камеру. Подпитывающий патрубок для ввода части многофазной смеси установлен с возможностью горизонтального ее ввода нормально восходящему потоку другой части многофазной смеси, подаваемой по патрубку ввода во флотатор. При этом подпитывающий патрубок выполнен в виде спаренных патрубков ввода части подаваемого потока многофазной смеси.
Недостатками известных конструкций являются сложность в изготовлении, большое количество конструктивных элементов (в первом случае - стержней, во втором - перегородок), что усложняет профилактическое обслуживание устройств и, следовательно, снижает их эксплуатационные характеристики и надежность в целом, а также увеличивает материалоемкость и стоимость устройств.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности, снижение материалоемкости и расширение функциональных свойств устройства.
Технический результат заключается в упрощения конструкции, а также в возможности производить очистку жидкостей с различными размерами примесей.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в дегазаторе жидкости, содержащем корпус, разделенный перегородкой на сообщающиеся камеры и отстойные зоны, патрубки ввода смеси, патрубок вывода жидкости, согласно техническому решению, в каждой из камер в верхней части корпуса вдоль его торцевых и боковой стенок установлена изогнутая труба с встроенными рассекателями потока и с выполненными в ее нижней части щелевидными горизонтально ориентированными отверстиями, сообщающаяся с соответствующим ей патрубком ввода смеси, и в одной из камер установлена труба со щелевидными вертикально ориентированными отверстиями, сообщающаяся с патрубком вывода жидкости, установленным в нижней части корпуса, при этом в нижней части корпуса также установлен ревизионный люк с возможностью доступа к камерам и отстойным зонам, образованным перегородкой, выполненной перфорированной. Причем корпус установлен на опорных элементах и содержит элементы крепления.
Дополнительные отличия предлагаемого технического решения:
- патрубок вывода жидкости оснащен запорным краном;
- рассекатели потока выполнены в виде пластин и расположены в каждом плече изогнутой трубы на расстоянии 200 мм друг от друга;
- вдоль боковой стенки корпуса установлена смотровая площадка;
- в перфорированной перегородке отверстия расположены выше уровня отстойных зон.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
- на фиг. 1 изображен дегазатор жидкости, общий вид;
- на фиг. 2 - дегазатор жидкости, вид сверху;
- на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.
На чертежах показаны следующие конструктивные элементы устройства:
1 - корпус;
2 - перегородка;
3, 4 - камеры;
5, 6 - отстойные зоны;
7, 8 - торцевые стенки корпуса 1;
9, 10 - боковые стенки корпуса 1;
11, 12 - изогнутые трубы;
13 - рассекатель потока;
14 - отверстия труб 11, 12;
15, 16 - патрубки ввода смеси;
17 - труба;
18 - отверстия трубы 17;
19 - патрубок вывода жидкости;
20 - запорный кран;
21 - ревизионный люк;
22 - опорные элементы;
23 - элементы крепления;
24 - смотровая площадка;
25 - отверстия перегородки 2.
Дегазатор жидкости содержит прямоугольный корпус 1 размером 2300×1900 мм, разделенный перегородкой 2 с образованием сообщающихся камер 3, 4 и отстойных зон 5, 6. Камера 3 является камерой грубой очистки, а камера 4 - камерой тонкой очистки. Перегородка 2 выполнена перфорированной со щелевидными вертикально ориентированными отверстиями 25 шириной 2 мм и длиной 100 мм, расположенными выше уровня отстойных зон 5 и 6. Перегородка 2 разделяет устройство на камеры, а также выполняет функцию фильтра по грубой очистке смеси от шлама, снижает скорость ее потока, обеспечивая дополнительное отделение газа и выпадение осадка примесей в отстойной зоне 5 и ее перетекание из камеры 3 грубой очистки в камеру 4 тонкой очистки. Расположение отверстий 25 в перегородке 2 выше уровня отстойных зон 5 и 6 обеспечивает осаждение частиц примесей при прохождении смеси через камеры 3, 4.
В камере 3 в верхней части корпуса 1 вдоль его торцевой стенки 7 и боковой стенки 9 до перегородки 2 установлена изогнутая труба 11 с выполненными в ее нижней части щелевидными горизонтально ориентированными отверстиями 14 шириной 3 мм и длиной 100 м.
В камере 4 в верхней части корпуса 1 вдоль его торцевой стенки 8 и боковой стенки 9 до перегородки 2 установлена изогнутая труба 12 с выполненными в ее нижней части щелевидными горизонтально ориентированными отверстиями 14 шириной 3 мм и длиной 100 м.
Отверстия 14 служат для разрушения структуры смеси при попадании ее в камеры 3 и/ или 4.
Труба 11 сообщается с патрубком 15 ввода смеси, расположенным на боковой стенке 9 в верхней части корпуса 1 у торцевой стенки 7. А труба 12 сообщается с патрубком 16 ввода смеси, расположенным на боковой стенке 9 в верхней части корпуса 1 у торцевой стенки 8. На патрубке 15 ввода смеси установлен штуцер для приема смеси через буровой рукав. На патрубке 16 ввода смеси установлено быстроразъемное соединение (БРС), позволяющее присоединять оборудование, через которое происходит поступление смеси в устройство.
В трубы 11 и 12 диаметром 114 мм встроены рассекатели потока 13 (фиг. 3), что усиливает разрушение структуры потока и как следствие положительно влияет на ускорение пассивной дегазации смеси. Рассекатели потока 13 выполнены в виде пластин толщиной 2 мм и размером 50×120 и расположены в каждом плече изогнутых труб 11 и 12 на расстоянии 200 мм друг от друга.
В камере 4 вдоль боковой стенки 10 корпуса 1 установлена труба 17 диаметром 146 мм со щелевидными вертикально ориентированными отверстиями 18, сообщающаяся с патрубком 19 вывода жидкости, установленным на боковой стенке 10 в нижней части корпуса 1. Патрубок 19 вывода жидкости оснащен запорным краном 20, предназначенным для управления потоком жидкости, и комбинированным штуцером 75/100 для соединения с буровыми рукавами различного диаметра.
В боковой стенке 10 в нижней части корпуса 1 имеется ревизионный люк 21, расположенный таким образом, что открыв его крышку (не показана) обеспечивается возможность доступа к камерам 3, 4 и отстойным зонам 5, 6 для визуального контроля и очистки их от шлама.
Корпус 1 установлен на опорных элементах 22 и содержит элементы крепления 23.
Опорные элементы 22 выполнены, например, в виде нескольких соединенных между собой труб, размещенных у торцевых стенок 7 и 8 корпуса 1.
Элементы крепления 23 выполнены, например, в виде монтажных петель, жестко прикрепленных к стенкам корпуса 1.
Вдоль боковой стенки 9 корпуса 1 установлена смотровая площадка 24 для доступа персонала при выполнении различных работ по обслуживанию дегазатора.
Дегазатор жидкости работает следующим образом.
Перед глушением ствола скважины устье скважины обвязывают и производят монтаж противовыбросового оборудования блоков глушения и дросселирования. Патрубок 16 ввода смеси дегазатора жидкости подключают через БРС к блоку дросселирования. Патрубок 19 вывода жидкости через комбинированный штуцер соединяют с насосным агрегатом ЦА-320 и при необходимости с дополнительной рабочей емкостью (в зависимости от объема промывочной жидкости).
В процессе глушения промывочная жидкость, закачиваемая на циркуляцию в трубное пространство скважины выходит через затрубное пространство и ее направляют через патрубок 16 ввода смеси в трубу 12, где при воздействии рассекателей потока 13, расположенных под углом к стенке трубы 12, и отверстий 14 происходит ее пассивная дегазация и очищение от примесей. Из отверстий 14 трубы 12 промывочная жидкость перетекает в камеру 4, в которой мелкие частицы примеси оседают в отстойной зоне 6. Далее промывочная жидкость под воздействием насосного агрегата ЦА-320 поступает через отверстия 18 в трубу 17, подвергаясь при этом дополнительной фильтрации и дегазации, и уже очищенную промывочную жидкость через патрубок 19 вывода жидкости подают обратно в скважину (в трубное пространство) на циркуляцию. В случае обвязки дегазатора жидкости с дополнительной рабочей емкостью, очищенную от газа и примесей промывочную жидкость направляют в последнюю.
При выполнении различных технологических операций в стволе скважины - разрушение отсекающих цементных мостов, вырезка участка эксплуатационной колонны в зоне продуктивного пласта, при которых существует вероятность попадания газа из пласта и крупных примесей в промывочную жидкость схема обвязки дегазатора жидкости следующая:
Штуцер патрубка 15 ввода смеси обвязывают с затрубным пространством скважины через устьевую (промывочную) воронку при помощи бурового рукава. В свою очередь штуцер патрубка 19 вывода жидкости обвязывают с дополнительной рабочей емкостью или напрямую с насосным агрегатом ЦА-320 для забора очищенной промывочной жидкости. Из бурового рукава промывочная жидкость через патрубок 15 ввода смеси направляют в трубу 11, где при воздействии рассекателей потока 13, расположенных под углом к стенке трубы 11, и отверстий 14 происходит ее пассивная дегазация и первичное очищение от примесей. Из трубы 11 промывочная жидкость поступает в камеру 3 и через отверстия 25 перегородки 2 перетекает в камеру 4. При этом снижается скорость потока жидкости, задерживаются крупные частицы примеси, которые оседают в отстойной зоне 5 в камере 3, а также происходит дополнительное выделение газа. Далее промывочная жидкость под воздействием насосного агрегата ЦА-320 проходит через отверстия 18 трубы 17, подвергаясь при этом дополнительной фильтрации и дегазации, в камере 4 мелкие частицы примеси, например песок, грязь и т.д., оседают в отстойной зоне 6.
Таким образом, устройство, простое в изготовлении и надежное в эксплуатации, с расширенными функциональными возможностями, позволяет производить очистку промывочной жидкости с различным содержанием примесей, направляя ее поток в зависимости от степени загрязненности и загазованности в камеру 3 или в камеру 4. При этом промывочная жидкость в устройстве протекая через щелевидные отверстия 14, 25 труб 11, 12, 17 и перегородки 2 подвергается пассивной дегазации и очищению от примесей, а очищенная промывочная жидкость поступает обратно в скважину на последующий цикл промывки. Ревизионный люк 21, его расположение относительно конструктивных элементов устройства, и смотровая площадка 24 позволяют оперативно производить профилактические и ремонтные работы.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает безопасное проведение комплекса работ по подземному ремонту скважин и снижению до минимума риска появления осложнений из-за естественного насыщения промывочной жидкости газом.
1. Патент RU 113976 U1, опубл. 10.03.2012;
2. Патент RU 145055 U1, опубл. 10.09.2014.