ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА

Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин.
Известна циркуляционная система, содержащая приёмную ёмкость и сообщённую с ней, большую по высоте расходно-компенсационную ёмкость («стояк»), сообщённую с буровым насосом и снабжённую сливным трубопроводом.
Сливной трубопровод установлен по оси расходно-компенсационной ёмкости, его верхний торец не доходит до её верха, а нижний конец выведен из неё и соединён с приёмной ёмкостью.
Для поддержания уровня раствора в расходно-компенсационной ёмкости система снабжена низконапорным агрегатом и системой клапанов.
Недостатком известной циркуляционной системы является низкая надёжность из-за сложности конструкции системы поддержания и восстановления уровня в расходно-компенсационной ёмкости, приводящей в случаях сбоя к авариям бурового насоса (см. а.с. СССР №1765353, Е 21В 21/06, 11.04.90).
Из патента РФ №2111334, кл. Е 21 В 21/06,14.06.96 известна система очистки бурового раствора, включающая желоб, связывающий устье скважины с виброситом, систему гидроциклонов с ёмкостями сбора раствора и насосами, установленными последовательно по ступеням очистки.
Ёмкость сбора раствора последней ступени очистки расположена над ёмкостью сбора раствора предыдущей ступени и выше приёмной ёмкости бурового насоса и разделена перегородкой на основной и дополнительный отсеки.
Из основного отсека через трубопровод с регулирующим устройством буровой раствор может сливаться в ёмкость предыдущей ступени очистки для поддержания в ней постоянного уровня, а из дополнительного - в приёмную ёмкость бурового насоса.
Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков и принято за прототип.
Недостатками известной системы является сложность конструкции, ненадёжность работы при потерях бурового раствора в процессе бурения.
Технической задачей полезной модели является повышение надёжности системы очистки путём упрощения её конструкции и обеспечения автоматического поддержания уровня раствора, достаточного для бесперебойной работы насосов во всех ёмкостях сбора раствора.
Поставленная задача достигается тем, что в циркуляционной системе очистки бурового раствора, состоящей из желоба, связывающего устье скважины с виброситом, установленных последовательно по ступеням очистки гидроциклонов с ёмкостями сбора раствора и насосами, согласно полезной модели, ёмкости сбора раствора выполнены в виде отсеков резервуара, сообщённых между собой с помощью перепускных трубопроводов, при этом один конец каждого из трубопроводов размещён в смежной ёмкости последующей ступени очистки, а другой - в ёмкости предыдущей
ступени очистки, снабжён поплавковым клапаном и расположен на уровне минимально допустимой высоты раствора в ёмкости плюс высота поплавка.
Новым является так же и то, что в донной части каждого отсека последующей ступени очистки установлен короб, прилегающий открытой боковой гранью к соответствующему вырезу в нижней части вертикальной перегородки и скрепленный с ним герметично, а перепускной трубопровод выполнен в виде вертикального патрубка, размещенного в полости короба, причем верхний конец патрубка установлен в отверстии горизонтальной грани короба герметично.
Благодаря новым признакам создаётся возможность устойчивой работы системы очистки даже при больших потерях бурового раствора в процессе бурения и большой разнице в производительности шламовых и буровых насосов.
Прелагаемая система очистки иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема системы очистки бурового раствора; на фиг. 2 - пример исполнения перепускного трубопровода с поплавковым регулирующим устройством.
Циркуляционная система очистки бурового раствора содержит приемную емкость 1, разделенную вертикальными переливными перегородками 2 на отсеки А, Б, В, соответственно, первой, второй и третьей ступени очистки.
В состав системы входит очистное оборудование: вибросито 3, установленное над отсеком А и связанное с устьем скважина посредством желоба 4; гидроциклон 5 (пескоотделитель), установленный над отсеком Б, гидроциклон 6 (илоотделитель), установленный над отсеком В и сообщенные с гидроциклонами шламовые насосы 7, 8 для подачи в них раствора.
Отсеки А, Б, В сообщены между собой с помощью перепускных трубопроводов 9. Один конец каждого перепускного трубопровода размещен в смежном отсеке последующей ступени очистки, а другой - в отсеке предыдущей ступени очистки, снабжен поплавковым клапаном 10 и расположен на уровне минимально допустимой высоты раствора в отсеке плюс высота поплавка.
На чертежах приведен пример выполнения перепускного трубопровода 9 в виде вертикального патрубка, который размещен в корзине 11 (фиг. 2) и вместе с нею помещен в короб 12, установленный в донной части отсеков Б, В, прилегающий открытой боковой гранью к соответствующему вырезу в вертикальной перегородке 2 и скрепленный с ним герметично.
Верхний конец вертикального патрубка установлен в отверстии горизонтальной грани короба 12 герметично.
Система очистки бурового раствора работает следующим образом.
Буровой раствор поступает из воронки на устье скважины по желобу 4 на вибросито 3 и после грубой очистки на нём сливается в отсек А приёмной ёмкости 1, после чего раствор забирается насосом 7 и подаётся в гидроциклон 5.
После очистки в гидроциклоне 5 раствор сливается в отсек Б, из которого насосом 8 подаётся в гидроциклон 6 для окончательной очистки. Очищенный раствор сливается в отсек В, который выполняет функции приёмной ёмкости буровых насосов.
Производительность шламовых насосов 7, 8 превышает производительность бурового насоса, что является обязательным условием стабильной работы системы
очистки. Получающиеся за счёт разницы в производительностях насосов излишки раствора перетекают из отсека Б в отсек А, и из отсека В в отсек Б через верхние края вертикальных перегородок, а также через перепускные трубопроводы 9 при большом падении уровня раствора в отсеках А, Б. Величину перетока регулирует поплавковый клапан 10, обеспечивая поддержание заполнения отсеков емкости 1 на заданном уровне.
Таким образом, при данном исполнении системы очистки наибольший уровень раствора будет в отсеке В, а в отсеках А и Б всегда будет уровень, достаточный для бесперебойной работы шламовых насосов.
Экономический эффект предлагаемой системы очистки бурового раствора получается за счёт упрощения конструкции и повышения её надёжности.
Система компенсирует унос бурового раствора со шламом и обеспечивает стабильную работу насосов при небольшой высоте приёмной ёмкости, что выражается в обеспечении поддержания в отсеках уровня раствора достаточного для бесперебойной работы насосов.
Предлагаемая в заявке компановка системы очистки позволяет смонтировать её на платформе трайлера и создать таким образом мобильную систему очистки, что особенно важно при капитальном ремонте скважины и бурении на вскрытие продуктивных пластов.