УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ПРОМЫВОЧНОГО РАСТВОРА
DEVICE FOR CONTROL OF WASH LIQUOR DENSITY

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для регулирования плотности промывочных растворов в процессе их приготовления при ремонте скважин.
Известно устройство для приготовления аэрированных буровых и тампонажных растворов (авторское свидетельство SU №685806, МПК 8 E21B 21/06; 21/14 от 15.09.1979 г.), включающее корпус, подвижную насадку, патрубок для ввода рабочего агента, камеру смешения, диффузор, неподвижную насадку и размещенный под ней патрубок для ввода эжектирующего агента, при этом неподвижная насадка и патрубок установлены между камерой смешения и подвижной насадкой, благодаря чему повышается качество приготовления буровых и тампонажных растворов за счет увеличения количества эжектируемого агента.
Недостатком этого устройства является то, что патрубок для ввода эжектируемого агента установлен между камерой смешения и подвижной насадкой и подает агент непосредственно в смесительную камеру (аналог байпаса), что позволяет готовить растворы или пониженной плотности, или растворы, плотность которых равна плотности первоначально приготовленного раствора.
Устройство для приготовления тампонажных и промывочных растворов (патент RU №2206706 МПК 8 E21B 21/06, опубл. в бюл. №17 от 20.06.2003 г.), включающее гидросмеситель струйного типа, содержащий приемную и смесительную камеры, сопло, установленное с возможностью регулирования зазора в проходном сечении эжектора, и ниппель для подачи жидкости через эжектор, при этом оно снабжено осреднительной емкостью, связанной гидроэлеватором со смесительной камерой гидросмесителя, и рециркуляционной линией, и выполнено с возможностью обеспечения подачи жидкости затворения через эжектор в приемную камеру с одновременной подачей сухого порошкообразного материала в нее одновременной подачей принудительно под давлением или за счет эжекции через рециркуляционную линию и сопло из осреднительной емкости раствора с плотностью ниже расчетной в гидросмеситель, а рециркуляционная линия имеет кран и выполнена с возможностью соединения с агрегатом, обеспечивающим отбор из осреднительной емкости раствора с плотностью ниже расчетной и указанную подачу через рециркуляционную линию и сопло в гидросмеситель при перекрытом кране.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, конструкция устройства, реализуемая с помощью данного устройства, не позволяет добавлять в промывочный раствор поверхностно-активные вещества например, облагораживающие в виде мыльного раствора МЛ-81Б, которые улучшают промывочные свойства жидкости.
Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства с возможностью добавки в подаваемую жидкость различных поверхностно-активных веществ перед смешиванием промывочных жидкостей различной плотности.
Поставленная задача решается устройством для регулирования плотности промывочного раствора, включающим раздельные линии с запорными органами для подачи промывочных растворов различной плотности, соединенные с осреднительной емкостью, рециркуляционную линию имеющую кран и выполненную с возможностью соединения с агрегатом, обеспечивающим отбор из осреднительной емкости раствора с требуемой плотностью.
Новым является то, что линия подачи раствора с пониженной плотностью снабжена дополнительной линией с запорным органом для подачи поверхностно-активного вещества.
На фигуре изображена схема устройства для регулирования плотности промывочного раствора.
Устройство для регулирования плотности промывочного раствора включает осреднительную емкость 1 раздельные линии 2 и 3. Линия 2 для подачи раствора с пониженной плотностью гидравлически соединена с дополнительной линией 4 для подачи различных добавок.
Также устройство имеет рециркуляционную линию 5 имеющую кран 6 и выполнена с возможностью соединения с насосным агрегатом (на фигуре не показано), например ЦА-320, обеспечивающим отбор из осреднительной емкости 1 раствора с требуемой плотностью.
Устройство работает следующим образом.
б
т
В осреднительную емкость 1 сначала по линии 2 через открытый запорный орган, например задвижку 7 подают расчетный объем жидкости повышенной плотности - ρ в объеме не менее 10% от общего требуемого объема - V промывочного раствора.
м
м
т
Затем определяют объем жидкости V пониженной плотности ρ достаточный для получения раствора требуемой плотности - ρ и определяемый по следующей зависимости:
<mrow><msub><mi>V</mi><mi>м</mi></msub><mo>=</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>V</mi><mi>т</mi></msub><mo>×</mo><msub><mi>ρ</mi><mi>т</mi></msub><mo>−</mo><mn>0,1</mn><mo>×</mo><msub><mi>V</mi><mi>т</mi></msub><mo>×</mo><msub><mi>ρ</mi><mi>б</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>/</mo><msub><mi>ρ</mi><mi>м</mi></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
м
3
где, V - объем жидкости меньшей плотности, м;
т
3
V - объем раствора требуемой плотности, м;
0,1=(10%/100%) - коэффициент, определяющий объемное соотношение промывочной жидкости большей плотности к общему требуемому объему промывочной жидкости;
т
3
ρ - требуемая плотность раствора, кг/м;
м
3
ρ - плотность жидкости с пониженной плотностью, кг/м;
б
3
ρ - плотность жидкости с повышенной плотностью, кг/м.
м
м
т
Затем по линии 3 через открытую задвижку 8 в осреднительную емкость 1 доливают жидкость пониженной плотности - ρ в объеме - V, подсчитанном по формуле 1, при этом закрывают кран 6, размещенный в рециркуляционной линии 5 и одновременно с подачей в осреднительную емкость раствора с пониженной плотностью по дополнительному каналу 4 подают поверхностно-активные вещества (ПАВ) в объеме 0,1-0,2% от требуемого объема - V приготовления промывочного раствора с целью облагораживания промывочной жидкости. Например, в качестве ПАВ добавляют МЛ-81 для улучшения промывочных свойств раствора.
Далее закрывают задвижки 7, 8 и 9 и открывают кран 6, после чего приготовленный промывочный раствор требуемой плотности из осреднительной емкости 1 по рециркуляционной линии 5 для подачи промывочного раствора требуемой плотности через открытый кран 6 подают в емкость насосного агрегата (на фигуре не показано).
После слива требуемого объема промывочного раствора требуемой плотности в емкость насосного агрегата кран 6 на рециркуляционной линии 5 закрывают.
Пример конкретного исполнения:
т
т
3
3
Необходимо приготовить промывочную жидкость в объеме V=10 м с требуемой плотностью - ρ=1,08 кг/м.
E
б
б
т
б
б
т
3
3
3
3
В осреднительную емкость 1 например объемом V=20 м по линии 2 подают расчетный объем жидкости повышенной плотности - ρ соленую воду, у которой ρ=1,18 кг/м в объеме не менее 10% от общего требуемого объема - V промывочного раствора, т.е. объем жидкости повышенной плотности V составляет V=(10%/100%)×V=0,1×10 м=1,0 м.
м
т
3
Затем определяют объем жидкости пониженной плотности - V, достаточный для получения раствора требуемой плотности - ρ=1,08 кг/м, который определяют, подставляя вышеприведенные значения в формулу 1:
м
3
3
3
3
3
3
Тогда V=(10 м×1,08 кг/м-0,1×10 м×1,18 кг/м)/1,00 кг/м=9,62 м.
м
м
м
3
3
Далее по линии 3 в осреднительную емкость 1 подают жидкость пониженной плотности - ρ пресную воду, у которой ρ=1,00 кг/м в объеме V=9,62 м, при этом одновременно в дополнительную линию 4 добавляют ПАВ МЛ-81 в объеме:
п
3
3
V=(0,15%×10 м)/100%=0,015 м.
т
т
б
б
м
м
п
3
3
3
3
3
3
3
Таким образом, для приготовления промывочной жидкости в объеме V=10 м с требуемой плотностью - ρ=1,08 кг/м, необходимо подать в осреднительную емкость 1 по линии 2 промывочную жидкость (соленую воду в объеме V=1 м и плотностью ρ=1,18 кг/м) и по линии 3 промывочную жидкость (пресную воду в объеме V=9,62 м и плотностью ρ=1,00 кг/м) и по дополнительной линии 4 ПАВ (МЛ-81 в объеме V=0,015 м).
т
3
Аналогичным образом с помощью зависимости 1 можно приготовить промывочный раствор в необходимом объеме и требуемой плотностью в пределах ρ=1,00……1,18 кг/м.
Предложенное устройство для регулирования плотности промывочного раствора имеет простую конструкцию и позволяет осуществлять добавки различных ПАВ в линию для подачи жидкости с пониженной плотностью перед смешиванием промывочных жидкостей различной плотности в осреднительной емкости, что расширяет функциональные возможности устройства.