УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ РАСТВОРОВ

Заявляемая полезная модель относится к области нефтедобычи и, в частности, представляет собой установку для приготовления дисперсных растворов необходимых, в частности, для закачки в нефтегазодобывающие и нагнетательные скважины с целью восстановления фронта приемистости нагнетательных скважин для интенсификации добычи нефти.
В соответствии с рядом современных технологий интенсификации добычи нефти требуется подача в нагнетательные скважины различных дисперсных смесей в виде т н. «дисперсных растворов.
В качестве дисперсной среды могут использоваться вода, нефть или нефтепродукты, в качестве фазы - торф, древесная мука, бентонит, опилки, лигнин и пр.
В настоящее время в СНГ для приготовления в промысловых условиях указанных растворов используют подручные средства. Во многом сдерживание темпов внедрения технологий с применением дисперсных растворов сдерживается отсутствием необходимых мобильных специализированных технических средств.
В качестве аналогов заявляемой установки могут быть приняты устройства и установки используемые в настоящее время при бурении глубоких скважин, такие как различного типа глиномешалки, установка типа ППР конструкции ВИТРа для приготовления полимерных промывочных растворов (см., например, книгу Е.А. Козловского и др. «Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин М., «Недра, 1984г., т. 2, стр. 140, рис. XXVIII.7), блоки типа БПР для приготовления буровых растворов (см., например, книгу А.Н. Гноевых и др. «Справочник монтажника буровых установок, М., «Недра, 1997г. стр. 360-361.).
Указанные устройства и установки имеют недостатки, заключающиеся в низкой мобильности, присутствии тяжелого ручного труда при загрузке компонентов приготовляемого раствора в смесительную емкость, отсутствие точной дозировки компонентов раствора и др.
Известна установка для приготовления глинистых растворов в полевых условиях (см., например, книгу Б.И. Воздвиженского и др. «Разведочное колонковое бурение, Госгеолтехиздат, М., 1957г. стр. 93-96, рис. 24). Установка включает раму, смонтированную на ней смесительную емкость, устройство для ввода в указанную емкость сыпучего материала и жидкости, механическое перемешивающие устройство. Расположенный внутри смесительной емкости вал с лопастями, имеющий автономный привод, обеспечивает перемешивание непрерывно поступающих в указанную емкость глины или глинопорошка и химреагентов с водой, подача которой осуществляется в смесительную емкость снизу. Готовый раствор вытекает через выпускной патрубок.
Недостатками этой установки являются ручная загрузка компонентов приготовляемого раствора, отсутствие их точной дозировки, недостаточно высокая мобильность. Указанная установка может быть принята за прототип заявляемого технического решения.
В связи с изложенным, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение указанных недостатков известной установки для приготовления растворов, используемых в скважинах и создание специализированной установки для приготовления дисперсных растворов, предназначенных для использования в углеводородных скважинах, которая обладала бы высокой мобильностью, причем конструкция установки была бы должна исключать тяжелый ручной труд при загрузке в нее компонентов приготовляемого раствора и точную их дозировку, а также предотвращала бы слеживание сыпучего материала. Для решения поставленной задачи установка для приготовления дисперсных растворов включает раму, смонтированную на ней смесительную емкость, устройства для ввода в указанную емкость сыпучего материала и жидкости для приготовления раствора и механическое перемешивающее устройство. Характерной особенностью заявляемой установки является то, что, она снабжена загрузочным контейнером и накопительными бункерами, сообщенными с питателями, взаимодействующими с устройствами подачи материала в смесительную емкость, а также грузоподъемным устройством для загрузки сыпучего материала в загрузочный контейнер и загрузочный бункер, приспособленный к взаимодействию с транспортером для подачи сыпучего материала в накопительные бункеры. При этом все агрегаты установки смонтированы на раме транспортного средства, например, автошасси или прицепа. Возможность осуществления заявляемой полезной модели доказывается отечественной и зарубежной практикой использования в нефтегазодобывающей промышленности различных установок для приготовления скважинных растворов для различных технологических целей, таких как бурение скважин, различные способы повышения нефтеотдачи пласта, цементирование скважин, их тампонаж и т.п.
Отличительные признаки, отраженные в формуле полезной модели, могут быть реализованы с помощью средств, используемых в нефтегазодобывающей промышленности.
Отличительные признаки, отраженные в формуле полезной модели, необходимы для ее осуществления и достаточны, поскольку обеспечивают решение поставленной задачи - создание специализированной установки для приготовления дисперсных растворов, которая обладала бы высокой мобильностью, причем конструкция установки обеспечивала бы исключение тяжелого ручного труда при загрузке в нее компонентов приготовляемого раствора и точную их дозировку. В дальнейшем заявляемая полезная модель поясняется примером ее выполнения, схематически изображенным на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг. 1 - общий вид установки для приготовления растворов, смонтированной на колесном прицепе;
Фиг. 2 - вид сбоку заявляемой установки, показанной на фиг. 1, иллюстрирующий взаимное расположение ее основных узлов и их взаимодействие; Фиг. 3 - вид в плане той же установки.
В соответствии с заявляемой полезной моделью установка для приготовления дисперсных растворов включает транспортную базу 1 (фиг. 1), например колесный прицеп, раму 2, на которой смонтированы загрузочный контейнер 3, загрузочный бункер 4 и устройство для подачи сыпучего материала 5, выполненное, например, в виде шнекового конвейера (транспортера) с приводом 6 (фиг. 2). Загрузочный бункер 4 приспособлен к взаимодействию с вибратором 7 для предотвращения «слеживания сыпучих материалов.
На раме 2 смонтировано грузоподъемное устройство 8, например, консольный кран с талью 9. Шнековый конвейер 5 оснащен в верней части распределительным устройством (желобом) 10 для направления сыпучего материала в один из накопительных бункеров. Кроме того, на раме смонтирована кабина оператора 11, накопительные бункеры 12 и 13 (фиг. 1, 3) с вибраторами (на фиг. не показаны), и смесительная емкость 14. Накопительные бункеры 12 и 13 сообщены с питателями 15 и 16, для обеспечения дозированной подачи сыпучего материала устройствами подачи материала (транспортерами) 17, 18 в смесительную емкость 14. Последняя оснащена механическим перемешивающим устройством 19 (например, лопастного типа) с отдельным приводом и уровнемером 20 (фиг. 2, 3). Установка включает также насос 21 (фиг. 3) с приводом, сообщенный трубопроводом 22 со смесительной емкостью 14. В предпочтительном варианте выполнения привод всех агрегатов установки (грузоподъемного устройства 8; устройства для подачи сыпучего материала 5, вибратора 7, вибраторов накопительных бункеров,
транспортеров 17 и 18, дозирующих устройств 16, насоса 21, механического перемешивающего устройства 19) электрический. Управление всеми указанными агрегатами установки осуществляется из обогреваемой кабины оператора 11. Для разгрузки ходовой части транспортного средства от веса технологического оборудования с материалами установка оснащена аутригерами 23.
Установка предусматривает вариант приема воды от водовода высокого давления, для чего она может быть оснащена устройством сброса давления (дросселем) 24 и дополнительным трубопроводом 25 для подачи воды в смесительную емкость 14 (фиг. 3). Для работы при отрицательных температурах и защиты от метеоосадков смесительная емкость 14, насос 21 и накопительные бункеры 12 и 13 оснащены укрытием 26.
Работа установки при приготовлении дисперсных растворов осуществляется следующим образом.
Установка располагается на месте работы и с помощью аутригеров ее ходовая часть разгружается от веса технологического оборудования и материалов. Установка обеспечивает приготовление одного или двух компонентных растворов (по твердой фазе).
Сыпучий материал в мерной мягкой таре для приготовления дисперсного раствора подается грузоподъемным устройством 8 (фиг. 1) в загрузочный контейнер 3. В контейнере 3 известным способом производится разтаривание сыпучего материала и он поступает в загрузочный бункер 4. Слеживание сыпучего материала в загрузочном бункере предотвращается работой вибратора 7. Из загрузочного бункера 4 транспортером 5 сыпучий материал подается через распределительное устройство (желоб) 10 в один из закрытых накопительных бункеров 12, 13 (фиг. 3), где слеживание сыпучего материала также предотвращается работой вибраторов накопительных бункеров (не показаны). Накопительные бункеры 12 и 13 оснащены известными электронными весоизмерительными устройствами 27, и из них осуществляется дозированная подача сыпучего материала с помощью питателей 15 и 16 на транспортеры 17 и 18, которые перемещают материал в смесительную емкость 14. Подача жидкости в эту емкость для приготовления дисперсного раствора осуществляется насосом 21 от внешнего источника (не показан) через трубопровод 22. Дисперсный раствор образуется в процессе смешивания компонентов с водой при работе механического перемешивающего устройства 19, которое может быть известным устройством лопастного типа. Трубопровод 22 имеет на вводе в смесительную емкость 14 гидромониторную насадку. Подача жидкости через гидромониторные насадки осуществляется тангенциально, а направление ввода жидкости противоположно направлению вращения механического перемешивателя. Уровень жидкости в смесительной емкости 14 измеряется уровнемером 20 известного типа. Регулированием подачи сыпучего материала достигается требуемая концентрация приготовляемого раствора. Вариант выполнения полезной модели предусматривает подачу воды в смесительную емкость от водовода высокого давления посредством дросселя 24, дополнительного трубопровода 25 и трубопровода 22. Выпуск приготовленного раствора из смесительной емкости осуществляется аналогично прототипу.
Такое выполнение установки позволяет повысить точность дозировки компонентов дисперсного раствора, исключить тяжелый ручной труд при загрузке в установку сыпучего материала и повысить мобильность установки.
АВТОРЫ:
В.Н. Мартынов Л.С. Бриллиант А.А. Заров В.И. Куракин
Д.И. Цыганков