RU109198U1 - ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL - Google Patents
ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL Download PDFInfo
- Publication number
- RU109198U1 RU109198U1 RU2011112626/03U RU2011112626U RU109198U1 RU 109198 U1 RU109198 U1 RU 109198U1 RU 2011112626/03 U RU2011112626/03 U RU 2011112626/03U RU 2011112626 U RU2011112626 U RU 2011112626U RU 109198 U1 RU109198 U1 RU 109198U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter element
- sump
- drilling fluid
- cleaning
- hole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
1. Ультразвуковой отстойник для очистки бурового раствора включает бак, расположенный над корпусом, корпус, выполняемый в виде желоба (корыта), к которому наклонно к вертикали крепится фильтрующая кассета, патрубок для очищенного раствора, сбросовый узел в виде шнека, выполненного с возможностью вращения при помощи мотор-редуктора с регулируемой частотой вращения, сбросной патрубок, фильтрующие элементы, источники ультразвуковых колебаний в виде магнитострикционных преобразователей, отличающийся тем, что в фильтрующем элементе кассеты предусмотрено отверстие для присоединения волновода магнитострикционного преобразователя под углом к фильтрующему элементу посредством набора скошенных втулок и гайки, накручиваемой на шпильку, другим концом вкручиваемую в резьбовое отверстие волновода, а также на раме устройства закреплен на опорах корпус, включающий узел соединения выхода из поддона отстойника со входом в сбросовый узел, причем корпус представляет собой фильтрующий элемент, выполнен перфорированным в нижней своей части и имеет кольцеобразную замкнутую форму с отверстием для узла сообщения входного потока раствора с внутренней полостью фильтрующего элемента и с охватывающей втулкой с отверстием для соединения с волноводом магнитострикционного преобразователя, а перфорированные отверстия фильтрующего элемента имеют коническую форму, причем меньший диаметр отверстия расположен на внутренней стороне фильтрующего элемента, а больший диаметр - на внешней стороне фильтрующего элемента, причем отстойник имеет емкости для шлама и для очищаемого бурового раствора, а корпус имеет снизу поддон с вых� 1. Ultrasonic sump for cleaning drilling fluid includes a tank located above the housing, a housing made in the form of a trough (trough), to which the filter cartridge is mounted obliquely to the vertical, a nozzle for the purified fluid, a discharge unit in the form of a screw, made with rotation using a gear motor with an adjustable speed, a discharge pipe, filter elements, sources of ultrasonic vibrations in the form of magnetostrictive transducers, characterized in that in the filter element of the cartridge a hole is provided for connecting the magnetostrictive transducer waveguide at an angle to the filter element by means of a set of beveled bushings and a nut screwed onto a hairpin, screwed onto the waveguide threaded hole with the other end, and a housing including a connection unit for exiting the sump from the sump to the input in the dump site, the housing being a filter element, made perforated in its lower part and has an annular closed shape with a hole for the communication unit of the solution inlet flow with the internal cavity of the filter element and with a female sleeve with a hole for connecting the magnetostrictive transducer to the waveguide, and the perforated holes of the filter element have a conical shape, the smaller diameter of the hole located on the inner side of the filter element and the larger diameter on the outer side of the filter element, and the sump has tanks for sludge and for cleaned drilling fluid, and the casing has a bottom pan with
Description
Полезная модель относится к устройствам для очистки буровых растворов от частиц выбуренной породы и может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности.The utility model relates to devices for cleaning drilling fluids from drill cuttings and can be used in the oil and other industries.
Текущий период развития нефтегазовой промышленности России, к сожалению, характеризуется использованием отечественными буровиками преимущественно оборудования иностранного производства, в том числе и для очистки бурового раствора, которое, несмотря на свою более высокую стоимость, в сравнении с отечественными аналогами, имеет более высокие показатели качества, надежности. Представляется важным изменить эту ситуацию в пользу производителей нашей страны и осуществлять поиск и разработку новых эффективных конструкций оборудования для очистки бурового раствора от шлама.The current period of development of the oil and gas industry in Russia, unfortunately, is characterized by the use of mainly foreign-made equipment by domestic drillers, including for cleaning drilling mud, which, despite its higher cost, in comparison with domestic counterparts, has higher quality, reliability . It seems important to change this situation in favor of the producers of our country and to search for and develop new effective designs of equipment for cleaning mud from sludge.
Известно, что стандартными и наиболее распространенными средствами для очистки бурового раствора являются вибросита и гидроциклоны. Но и они не лишены своих недостатков, которыми для вибросит представляется низкая степень очистки (самые современные образцы не обеспечивают степень очистки выше 60%), а для гидроциклонов - сложность диагностирования при эксплуатации и большая потеря бурового раствора (до 5% за цикл). Предлагается устранить эти недостатки путем использования эффекта фильтрации раствора с ультразвуковым воздействием на фильтрующий элемент, повысить пропускную способность очистного оборудования и повысить степень очистки бурового раствора в сравнении с традиционными средствами.It is known that the standard and most common means for cleaning the drilling fluid are vibrating screens and hydrocyclones. But they are not without their drawbacks, which seem to be a low degree of purification for vibrating screens (the most modern samples do not provide a degree of purification higher than 60%), and for hydrocyclones - the difficulty of diagnosing during operation and a large loss of drilling fluid (up to 5% per cycle). It is proposed to eliminate these disadvantages by using the filtering effect of the solution with an ultrasonic effect on the filter element, to increase the throughput of the treatment equipment and to increase the degree of purification of the drilling fluid in comparison with traditional means.
Известна установка для очистки бурового раствора (см. SU 1283353, кл. Е21В 21/06, опубл. 15.01.1987), принятая за прототип, включающая отстойник с входным и выходным желобами, источник ультразвуковых колебаний в виде магнитострикционного преобразователя, сбросовый узел, установленный в нижней части отстойника. Источник звуковых колебаний установлен в нижней части входного желоба в месте соединения его с отстойником и выполнен с плавающей над ним пластиной. Сбросовый узел выполнен в виде конического шнека с обратным клапаном. Шнек вращается через муфту электромотором. Выходной желоб перекрыт фильтрующим элементом.A known installation for cleaning drilling fluid (see SU 1283353, class EV 21/06, publ. 01/15/1987), adopted as a prototype, including a sump with inlet and outlet chutes, a source of ultrasonic vibrations in the form of a magnetostrictive transducer, a discharge unit installed at the bottom of the sump. The source of sound vibrations is installed in the lower part of the inlet channel at the junction with the sump and is made with a plate floating above it. The discharge unit is made in the form of a conical screw with a check valve. The auger rotates through the clutch with an electric motor. The output chute is blocked by a filter element.
Недостатками установки являются: небольшая производительность и пропускная способность из-за длительности процесса отстаивания; низкий ультразвуковой эффект.The disadvantages of the installation are: low productivity and throughput due to the length of the settling process; low ultrasonic effect.
Технический результат полезной модели заключается в повышении пропускной способности ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора по сравнению с традиционно используемым оборудованием для очистки бурового раствора, а также в повышении степени очистки бурового раствора. Заявляемый ультразвуковой отстойник для очистки бурового раствора позволяет регулировать параметры своей работы с целью достижения оптимального режима в зависимости от эксплуатационных показателей, в том числе и от характеристик самого бурового раствора. Благодаря его конструкции и выполнению фильтрующих элементов, расположению магнитострикционных преобразователей и их воздействию на фильтрующий элемент, достижению в ячейках сетки фильтрующего элемента особого физического явления - капиллярного эффекта колеблющейся ячейки и возможно достижение высокой степени очистки раствора. Надежная работа устройства обеспечивается за счет обеспечения достаточной смазки подшипников вала шнека, рациональности конструкции уплотнительных узлов опор, а также выполнения фильтрующих сеток из титанового сплава ВТ 6, который обеспечивает долговечность сеток при работе в агрессивных условиях и необходимый уровень выносливости при работе под воздействием симметричных циклических знакопеременных нагрузок высокой частоты. Минимальные затраты энергии обеспечиваются за счет передачи ультразвуковой волны в момент ее максимальной амплитуды. Благодаря округлению краев емкостей, а также полостей, каналов и отверстий предотвращается скопление частиц шлама и уменьшаются потери энергии на перекачивание раствора.The technical result of the utility model is to increase the throughput of the ultrasonic sump for cleaning drilling fluid compared to conventionally used equipment for cleaning drilling fluid, as well as to increase the degree of cleaning of drilling fluid. The inventive ultrasonic sump for cleaning drilling fluid allows you to adjust the parameters of its work in order to achieve the optimal mode depending on operational performance, including the characteristics of the drilling fluid itself. Owing to its design and implementation of filter elements, arrangement of magnetostrictive transducers and their effect on the filter element, achievement of a special physical phenomenon in the mesh cells of the filter element — the capillary effect of an oscillating cell, and a high degree of solution purification is possible. Reliable operation of the device is ensured by ensuring sufficient lubrication of the bearings of the screw shaft, rational design of the sealing nodes of the bearings, as well as the implementation of filter mesh made of VT 6 titanium alloy, which ensures the durability of the mesh when working in aggressive conditions and the necessary level of endurance when working under the influence of symmetrical cyclic alternating high frequency loads. Minimum energy costs are ensured by the transmission of an ultrasonic wave at the time of its maximum amplitude. Due to the rounding of the edges of the containers, as well as the cavities, channels and holes, the accumulation of sludge particles is prevented and the energy loss due to pumping of the solution is reduced.
Технический результат достигается благодаря ультразвуковому отстойнику для очистки бурового раствора, включающему бак (распределитель потока), расположенный над корпусом, корпус, выполняемый в виде желоба (корыта), к которому наклонно к вертикали крепится фильтрующая кассета, патрубок для очищенного раствора, сбросовый узел в виде шнека, выполненного с возможностью вращения при помощи мотор-редуктора с регулируемой частотой вращения, сбросной патрубок, фильтрующие элементы, источники ультразвуковых колебаний в виде магнитострикционных преобразователей, отличающемуся тем, что в фильтрующем элементе кассеты предусмотрено отверстие для присоединения волновода магнитострикционного преобразователя под углом к фильтрующему элементу посредством набора скошенных втулок и гайки, накручиваемой на шпильку, другим концом вкручиваемую в резьбовое отверстие волновода, а также на раме устройства закреплен на опорах корпус шнека, включающий узел соединения выхода из поддона отстойника со входом в сбросовый узел, причем корпус шнека представляет собой фильтрующий элемент, выполнен перфорированным в нижней своей части и имеет кольцеобразную замкнутую форму с отверстием для узла сообщения входного потока раствора с внутренней полостью фильтрующего элемента и с охватывающей втулкой с отверстием для соединения с волноводом магнитострикционного преобразователя, а перфорированные отверстия фильтрующего элемента имеют коническую форму, причем меньший диаметр отверстия расположен на внутренней стороне фильтрующего элемента, а больший диаметр - на внешней стороне фильтрующего элемента, причем отстойник имеет емкости для шлама и для очищаемого бурового раствора, а корпус имеет снизу поддон с выходным патрубком для выхода очищенного бурового раствора. Угол наклона оси волновода к оси фильтрующего элемента может быть выполнен равным 105 градусов. Привод шнека осуществляется от мотор-редуктора с регулируемой частотой вращения, присоединяемого к валу шнека посредством муфты.The technical result is achieved thanks to an ultrasonic clarifier for cleaning drilling fluid, including a tank (flow distributor) located above the housing, a housing made in the form of a trough (trough), to which a filter cartridge, a nozzle for a purified fluid are mounted, a discharge unit in the form a screw made with the possibility of rotation using a gear motor with an adjustable speed, a discharge pipe, filter elements, sources of ultrasonic vibrations in the form of magnetostrictive of transducers, characterized in that a hole is provided in the filtering element of the cartridge for attaching a magnetostrictive transducer waveguide at an angle to the filtering element by means of a set of beveled bushings and a nut wound onto a hairpin, screwed onto the waveguide threaded hole at the other end, and also mounted on supports of the device the screw housing, including the connection node of the outlet from the sump of the sump with the entrance to the discharge node, and the screw housing is a filter element, it is perforated in its lower part and has an annular closed shape with an opening for the communication unit for the input solution flow with the internal cavity of the filter element and with a female sleeve with an opening for connection to the magnetostrictive transducer waveguide, and the perforated holes of the filter element have a conical shape, with a smaller hole diameter located on the inside of the filter element, and a larger diameter on the outside of the filter element, and the sump mkosti for cuttings and drilling mud to be cleaned, and the housing has a tray bottom with an outlet for the exit of purified mud. The angle of inclination of the axis of the waveguide to the axis of the filter element can be made equal to 105 degrees. The auger is driven by a gear motor with an adjustable speed that is connected to the auger shaft by means of a coupling.
На фиг.1 показан вариант ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора, вид сбоку.Figure 1 shows a variant of the ultrasonic sump for cleaning drilling mud, side view.
Устройство для очистки бурового раствора включает распределитель потока 1 и выходной патрубок 2, патрубок для очищенного бурового раствора 3, корыто (поддон) 4, кассету 5, балки 6 для крепления распределителя потока 1, фильтрующий элемент 7 кассеты 5, сбросовый узел в виде шнека 8, выполненного с возможностью вращения при помощи привода, состоящего из мотор-редуктора 9, приводного вала 10, полумуфт 11 и 12, сбросной патрубок 13, фильтрующий элемент 14, источники ультразвуковых колебаний в виде двух магнитострикционных преобразователей 15.A device for cleaning a drilling fluid includes a flow distributor 1 and an outlet pipe 2, a pipe for a purified drilling fluid 3, a trough (pallet) 4, a cartridge 5, a beam 6 for attaching a flow distributor 1, a filter element 7 of the cartridge 5, a discharge unit in the form of a screw 8 made with the possibility of rotation by means of a drive consisting of a gear motor 9, a drive shaft 10, a coupling half 11 and 12, a discharge pipe 13, a filter element 14, sources of ultrasonic vibrations in the form of two magnetostrictive transducers 15.
На фундаменте установлена емкость для очищенного раствора 16, на которой закреплена рама 17. На раме 17 установлен на опорах 18 и 19 сбросовый узел в виде шнекового транспортера. На фундаменте также установлен бак (емкость) 20 для шлама, куда опущен нижний конец привариваемого к сбросному патрубку 13, в свою очередь привариваемому к корпусу 14, шламового желоба 21. К корпусу 14 также приваривается поддон 22 для сбора и слива очищенного бурового раствора.A container for the purified solution 16 is installed on the foundation, on which the frame 17 is fixed. On the frame 17, a discharge unit in the form of a screw conveyor is mounted on the supports 18 and 19. A slurry tank (capacity) 20 is also installed on the foundation, where the lower end of the sludge groove 21 welded to the discharge pipe 13, which is in turn welded to the casing 14, is lowered. A sump 22 is also welded to the casing 14 for collecting and draining the cleaned drilling fluid.
Кассета 5, в одном из вариантов содержащая прикрепляемую по периметру к ее плоской внутренней части подложку с привариваемой к ней очистной сеткой, либо гальванически выращенной сеткой, либо одну подложку перфорированную отверстиями указанной формы, служащая первым и основным фильтрующим элементов ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора, присоединена к распределителю потока 1 и корыту 4 посредством уголковых соединений, причем она центрирована по ширине в корыте 4 благодаря полому прямоугольному параллелепипеду, являющемуся продолжением в нижней части кассеты отстойника для очистки бурового раствора 5 и своей шириной соответствующему размеру внутреннего прямоугольника сечения корыта 4, параллельного плоскости присоединения к нему кассеты 5, и имеет также выходной конец прямоугольного поперечного сечения. Он соединен с патрубком для очищенного раствора 3 посредством переходника 23, который обеспечивает герметичное соединение выхода кассеты 5 прямоугольного сечения со входом в патрубок для очищенного бурового раствора 3 кольцевого поперечного сечения. Герметичность обеспечена конструкцией самого переходника и патрубка для очищенного бурового раствора 3, на которых выполнены внутренние центрирующие посадочные буртовые поверхности для центрирования посадки кольцевой нижней фланцевой части переходника на кольцевую поверхность патрубка для очищенного бурового раствора 3, а также прямоугольной выход из кассеты 5 на прямоугольный вход переходника 23. Благодаря такой конструкции уплотнительные манжеты 24, 25 занимают гарантированно оптимальную рабочую позицию. Причем выход патрубка для очищенного бурового раствора 3 помещен в емкость для очищенного бурового раствора 16, а соединение переходника 23 осуществляется, например, фланцевым болтовым, причем со стороны кольцевой его предусматривается части четрыхболтовой фланец для достижения большей точности центровки цилиндрических поверхностей.Cassette 5, in one embodiment, containing a substrate that is attached around the perimeter to its flat interior with a cleaning grid welded to it, or a galvanically grown mesh, or one perforated substrate with holes of the indicated shape, which serves as the first and main filtering elements of the ultrasonic sedimentation tank for cleaning the drilling fluid, attached to the flow distributor 1 and the trough 4 by means of corner connections, and it is centered in width in the trough 4 due to the hollow rectangular parallelepiped, being schemusya continuation of the bottom of the cassette to the settler mud cleaning 5 and its width corresponds to the size of the inner rectangle trough section 4 parallel to the plane of attachment thereto cassette 5, and also has an outlet end a rectangular cross-section. It is connected to the pipe for cleaned mud 3 through an adapter 23, which provides a tight connection of the outlet of the cartridge 5 of rectangular cross section with the entrance to the pipe for cleaned drilling fluid 3 of annular cross-section. Tightness is ensured by the design of the adapter itself and the pipe for cleaned drilling fluid 3, on which the inner centering landing bead surfaces are made to center the fit of the annular lower flange part of the adapter on the ring surface of the pipe for cleaned drilling fluid 3, as well as the rectangular outlet from the cartridge 5 to the rectangular entrance of the adapter 23. Thanks to this design, the sealing cuffs 24, 25 occupy a guaranteed optimum working position. Moreover, the outlet of the pipe for cleaned drilling fluid 3 is placed in the tank for cleaned drilling fluid 16, and the adapter 23 is connected, for example, by a bolt flange, and on its ring side, parts of a four-bolt flange are provided to achieve greater alignment accuracy of cylindrical surfaces.
Таким образом, элементы отстойника 1, 3, 4, 5, 23, 24, 25 обеспечивают первый замкнутый герметичный круг очистки для раствора, при прохождении по которому раствор очищается и поступает в емкость 16.Thus, the elements of the sump 1, 3, 4, 5, 23, 24, 25 provide the first closed sealed cleaning circle for the solution, when passing through which the solution is cleaned and enters the tank 16.
Объем пространства, охватываемый корпусом 14 шнека 8, соединен с внутренней полостью корыта 4 посредством переходника 26, который обеспечивает герметичное соединение выхода корыта 4 прямоугольного сечения со входом в корпус 14, служащий вторым фильтрующим элементом ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора. Герметичность обеспечена конструкцией самого переходника и входа в корпус 14, на которых выполнены внутренние центрирующие посадочные поверхности для центрирования посадки кольцевой нижней фланцевой части переходника на кольцевую поверхность входа в корпус 14, а также прямоугольной выход из корыта 4 на прямоугольный вход переходника 26, причем уплотнительные манжеты 27, 28 занимают свою гарантированно оптимальную рабочую позицию, а соединение переходника 26 осуществляется, например, фланцевым болтовым, причем со стороны кольцевой его части четырехболтовой фланец для достижения большей точности центровки цилиндрических поверхностей.The volume of space covered by the housing 14 of the screw 8 is connected to the inner cavity of the trough 4 by means of an adapter 26, which provides a tight connection of the outlet of the trough 4 of rectangular cross section to the entrance to the housing 14, which serves as the second filter element of the ultrasonic sump for cleaning the drilling fluid. Tightness is ensured by the design of the adapter itself and the entrance to the housing 14, on which the inner centering seating surfaces are made for centering the landing of the annular lower flange part of the adapter on the annular surface of the entrance to the housing 14, as well as the rectangular outlet from the trough 4 to the rectangular entrance of the adapter 26, and the sealing cuffs 27, 28 occupy their guaranteed optimal working position, and the adapter 26 is connected, for example, by a bolted flange, and from its annular part chetyrehboltovoy flange for greater alignment accuracy of cylindrical surfaces.
Таким образом, элементы отстойника 1, 2, 4, 5, 14, 22, 26, 27, 28 обеспечивают второй замкнутый герметичный круг очистки раствора, при прохождении по которому раствор очищается и поступает в емкость 16.Thus, the elements of the sump 1, 2, 4, 5, 14, 22, 26, 27, 28 provide a second closed tight circle for cleaning the solution, when passing through which the solution is cleaned and enters the tank 16.
Возможность прекращения функционирования очистки раствора при прекращении фильтрации через корпус 14 из-за забивания его ячеек ликвидирована практически полностью не только благодаря конической форме отверстий корпуса 14, но и очистителю отверстий 29, имеющему одну степень свободы - перемещение вдоль оси шнека и представляющему собой втулку, охватывающую корпус с подведенным к ней гидравлическим или пневматическим каналом (гидро - или пневмоочиститель отверстий) для промывки или продувки отверстий фильтрующего элемента 14. Надежность отстойника также повышается при повышении надежности опор шнека, в частности обеспечении достаточной смазки подшипников 32 и 33 опор 18 и 19 пресс-масленкой через каналы 30 и 31, причем подшипник 32 радиально-упорный шариковый, а подшипник 33 радиальный шариковый двухрядный, что обеспечивает растягивающее усилие на валу шнека, что предпочтительнее сжимающего из соображений обеспечения запаса прочности вала шнека 8 и надежности всего отстойника. Оба подшипника расположены в масляных ваннах для повышения эффективности смазывания, причем предусмотрены узлы уплотнения, предохраняющие от утечек масла и проникновения раствора внутрь опор и в окружающую среду, а также крышки с внутренней и внешней сторон, прикрепленные болтами к корпусам 34 и 35 опор 18 и 19, которые в свою очередь прикреплены болтовыми соединениями к охватывающим корпус 14 и приваренным к нему втулкам 36 и 37, образуя фланцы, причем центрирование корпусов 34 и 35 относительно корпуса 14 осуществляется за счет цилиндрических буртов на этих корпусах, выполненных на внутренних их плоских поверхностях, обращенных внутрь пространства, охватываемого фильтрующим элементом 14 и вставляемых в него, для достижения чего внешний диаметр бурта выполнен равным внутреннему диаметру перфорированной трубы 14. Благодаря описанной конструкции и взаимному креплению элементов при необходимости возможны быстрый съем узлов опор и последующие диагностика опор, а при необходимости замена износившихся элементов.The possibility of termination of the functioning of the solution cleaning when filtering through the housing 14 due to clogging of its cells is eliminated almost completely not only due to the conical shape of the openings of the housing 14, but also to the hole cleaner 29, which has one degree of freedom - movement along the axis of the screw and representing a sleeve covering a housing with a hydraulic or pneumatic channel connected to it (a hydraulic or air hole cleaner) for flushing or purging the holes of the filter element 14. Reliability from the toynika also increases with increasing reliability of the auger supports, in particular, ensuring that bearings 32 and 33 of bearings 18 and 19 are adequately lubricated by a grease nipple through channels 30 and 31, moreover, the ball bearing 32 is angular contact ball and the radial ball bearing 33 is double-row, which provides tensile force on the shaft of the screw, which is preferable to compressing for reasons of safety margin of the shaft of the screw 8 and the reliability of the entire sump. Both bearings are located in oil baths to increase lubrication efficiency, and sealing assemblies are provided that protect against oil leakage and the penetration of the solution into the supports and the environment, as well as covers on the inside and outside, bolted to the housings 34 and 35 of the supports 18 and 19 which, in turn, are bolted to the sleeves 36 and 37 enclosing the housing 14 and welded thereto, forming flanges, and the housing 34 and 35 are centered relative to the housing 14 by cylindrical combs on these cases, made on their inner flat surfaces, facing the inside of the space covered by the filter element 14 and inserted into it, to achieve which the outer diameter of the collar is equal to the inner diameter of the perforated pipe 14. Thanks to the described design and mutual fastening of the elements, if necessary, fast removal of the nodes of the supports and subsequent diagnosis of the supports, and if necessary, replacement of worn elements.
Узел фиксации осевого положения шнека необходим для регулирования и фиксации положения шнека по продольной оси и предотвращения его смещения в осевом направлении в процессе работы при перемещении шлама к сбросовому патрубку 13 и шламовому желобу 21, и включает: гайку 38, накручиваемую на вал шнека с нарезанной на нем резьбой до придания валу шнека определенного положения по оси, поджимную втулку 39 для обеспечения жесткого контакта между гайкой 39 и внешним кольцом подшипника 32. Корпус 34 левой опоры 18 шнека 8 выполнен с буртом на своей внутренней цилиндрической поверхности, обращенной к валу шнека 8 и полости 40, который обеспечивает в совокупности с поджимом подшипника 32 поджимной втулкой 39 фиксацию радиально-упорного подшипника 32 в осевом направлении, а значит, и шнека 8.The assembly of fixing the axial position of the screw is necessary for regulating and fixing the position of the screw along the longitudinal axis and to prevent its displacement in the axial direction during operation when moving the sludge to the discharge pipe 13 and slurry groove 21, and includes: a nut 38 screwed onto the screw shaft with thread to give the screw shaft a certain axial position, the compression sleeve 39 to ensure hard contact between the nut 39 and the outer ring of the bearing 32. The housing 34 of the left support 18 of the screw 8 is made with a collar on its inner a cylindrical surface facing the shaft of the screw 8 and the cavity 40, which together with the preload of the bearing 32 by the pinch sleeve 39 fixes the angular contact bearing 32 in the axial direction, and hence the screw 8.
Перфорированный фильтрующий элемент 14 имеет кольцеобразную замкнутую форму (например, цилиндрическую или коническую) с отверстием для узла сообщения с корытом 4. Материал фильтрующего элемента выбран, исходя из гарантированного срока службы колеблющихся под действием ультразвука элементов и исходя из усталостной прочности материала. Материалом фильтрующего элемента могут быть титановые сплавы, например сплав ВТ-6. Перфорированные отверстия фильтрующего элемента (сетки) имеют коническую форму, причем меньший диаметр отверстия приходится на внутреннюю сторону фильтрующего, а больший диаметр - на внешнюю сторону фильтрующего элемента. Такая форма перфорированных отверстий практически ликвидирует в сочетании с эффектом колебания угрозу забивания фильтрующего элемента. Пропускная способность такой компоновки многократно возрастает по сравнению с традиционными схемами очистки. Мы получаем возможность достигать высокой степени очистки вследствие того, что отфильтрованные частицы имеют размеры гораздо меньше, чем меньший диаметр перфорированных отверстий фильтра. Это возможно благодаря подверганию их ультразвуковым колебаниям, использованию капиллярного эффекта колеблющейся ячейки, а также тому, что магнитострикционный преобразователь 15 совместно с волноводом 41 создают бегущие поперечные волны в корпусе, которые способствуют транспортированию шлама вдоль корпуса.The perforated filter element 14 has an annular closed shape (for example, cylindrical or conical) with an opening for a communication unit with a trough 4. The material of the filter element is selected based on the guaranteed service life of the elements oscillating under the action of ultrasound and on the basis of the fatigue strength of the material. The material of the filter element may be titanium alloys, for example, VT-6 alloy. The perforated holes of the filter element (mesh) have a conical shape, with a smaller diameter of the hole on the inside of the filter, and a larger diameter on the outside of the filter element. This form of perforated holes practically eliminates, in combination with the effect of oscillation, the threat of clogging of the filter element. The throughput of such an arrangement increases many times over in comparison with traditional cleaning schemes. We are able to achieve a high degree of purification due to the fact that the filtered particles are much smaller than the smaller diameter of the perforated filter openings. This is possible due to their exposure to ultrasonic vibrations, the use of the capillary effect of the vibrating cell, and the fact that the magnetostrictive transducer 15 together with the waveguide 41 create traveling transverse waves in the casing, which facilitate the transport of sludge along the casing.
Благодаря конусной форме перфорированного отверстия и положению меньшего диаметра на внутренней стороне фильтрующего элемента, частицы, прошедшие через малый диаметр, не застревают и не задерживаются при прохождении через толщу фильтрующего элемента.Due to the conical shape of the perforated hole and the position of the smaller diameter on the inner side of the filter element, the particles passing through the small diameter do not get stuck and are not delayed when passing through the thickness of the filter element.
Шнек 8 представляет собой вал с винтовой нарезкой для возможности транспортировки шлама, накапливаемого в процессе очистки, к сбросному патрубку. На конце вала шнека 8 установлен привод в виде соединяемых болтовым соединением полумуфт 11 и 12 и исполнительного механизма 9, причем последняя лопасть на конце шнека 8, ближайшем к опоре 18, выполнена противоположного направления нарезки для уменьшения количества шлама, попадающего к уплотнительному узлу опоры 18.The screw 8 is a shaft with a screw thread for the possibility of transporting the sludge accumulated during the cleaning process to the discharge pipe. At the end of the shaft of the screw 8, a drive is installed in the form of half-couplings 11 and 12 connected by a bolt connection and the actuator 9, and the last blade at the end of the screw 8, closest to the support 18, is made in the opposite direction of cutting to reduce the amount of sludge falling to the sealing assembly of the support 18.
Исполнительный механизм 9, установленный на подставке на раме 17, может быть выполнен в виде мотор-редуктора, а также в виде двигателя с редуктором.The actuator 9 mounted on a stand on the frame 17 can be made in the form of a gear motor, as well as in the form of a motor with a gear.
Источники ультразвуковых колебаний в виде магнитострикционных преобразователей 15 установлены на кронштейнах 42 с возможностью поворота волноводов 41 и регулирования длины волноводов 41, что может быть обеспечено, например, посредством кронштейнов 42, которые крепятся на уголковые соединения 43 к стенкам кассеты 5 и к раме 17. Из соображений обеспечения надежной работы оборудования магнитострикционные преобразователи вынесены за пределы контакта с жидкой фазой.Sources of ultrasonic vibrations in the form of magnetostrictive transducers 15 are mounted on brackets 42 with the possibility of turning the waveguides 41 and controlling the length of the waveguides 41, which can be achieved, for example, by means of brackets 42, which are mounted on corner joints 43 to the walls of the cassette 5 and to the frame 17. From Considerations for ensuring reliable operation of equipment magnetostrictive transducers are outside contact with the liquid phase.
Длины волноводов 41, передающих ультразвуковые колебания от магнитострикционного преобразователя (МСП) к фильтрующим элементам, то есть расстояния от концов (торцев) МСП до плоскостей фильтрующих элементов, выбраны из условия обеспечения высокой эффективности за счет передачи колебания в момент его максимальной амплитуды, что сводит к минимуму потери энергии.The lengths of the waveguides 41 transmitting ultrasonic vibrations from the magnetostrictive transducer (MRF) to the filter elements, that is, the distances from the ends (ends) of the MRF to the planes of the filter elements, are selected to ensure high efficiency by transmitting the oscillation at the time of its maximum amplitude, which reduces to minimize energy loss.
Угол наклона МСП (осей волноводов 41) к оси корпуса и оси кольца фильтрующего элемента 14 (их оси совпадают), а также к плосокости основания кассеты 5 равен углу а (см. фиг.1) и выполнен с возможностью регулирования при помощи поворота и крепления волноводов 41 на кронштейнах 42, а также при помощи набора наклонных шайб 44, 45, благодаря которым происходит крепление волновода 41 к фильтрующему элементу 7, выполненному по одному из перечисленных вариантов в кассете 5, и скошенной по наружной поверхности охватывающей втулки 46, контактирующей с корпусом 14 и имеющей резьбовое отверстие для крепления с помощью шпильки волновода 41. Наклонная шайба 44 одета на ступень волновода 41. Затем продет фильтрующий элемент 7 кассеты 5 (подложка, гальванически выращенная сетка, сетка на подложке) и вторая наклонная шайба 45, которая снова образует своим торцом перпендикулярность между указанным торцом и осью волновода. Сверху шайбы 45 одета гайка 47, крепящая окончательно волновод 41 к фильтрующему элементу 7 кассеты 5 посредством набора наклонных шайб 44, 45. Для обеспечения другого угла наклона а необходим другой набор шайб 44, 45 и другая скошенная втулка 46 с соответствующими углами скоса. На кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности РГУНГ им. И.М.Губкина была экспериментально обоснована рекомендуемая величина угла наклона МСП к оси кольца фильтрующего элемента в 105°.The angle of inclination of the ICP (axes of the waveguides 41) to the axis of the housing and the axis of the ring of the filter element 14 (their axes coincide), as well as to the flatness of the base of the cartridge 5 is equal to the angle a (see figure 1) and is made with the possibility of regulation by rotation and mounting waveguides 41 on the brackets 42, as well as using a set of inclined washers 44, 45, due to which the waveguide 41 is attached to the filter element 7, made according to one of the above options in the cartridge 5, and beveled along the outer surface of the enclosing sleeve 46 in contact with the housing fourteen and having a threaded hole for mounting using the waveguide stud 41. The inclined washer 44 is mounted on the step of the waveguide 41. Then, the filter element 7 of the cassette 5 (substrate, galvanically grown mesh, mesh on the substrate) is passed through and a second inclined washer 45, which again forms its end face perpendicularity between the specified end and the axis of the waveguide. A nut 47 is mounted on top of the washer 45, finally attaching the waveguide 41 to the filter element 7 of the cartridge 5 by means of a set of inclined washers 44, 45. To provide a different angle of inclination a, a different set of washers 44, 45 and another beveled sleeve 46 with corresponding bevel angles are required. At the Department of Machinery and Equipment of the Oil and Gas Industry of the Russian State Scientific and Practical University named after I.M. Gubkin experimentally substantiated the recommended value of the angle of inclination of the SME to the axis of the filter element ring at 105 °.
Края емкостей 16, 20, корыта 4 а также полости поддона 22, сбросного патрубка 13 ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора скруглены, что предотвращает скопление частиц шлама и уменьшение гидравлических сопротивлений и потерь энергии на перекачивание раствора.The edges of the tanks 16, 20, trough 4, as well as the cavity of the sump 22, the discharge pipe 13 of the ultrasonic sump for cleaning the drilling fluid are rounded, which prevents the accumulation of sludge particles and reduces hydraulic resistance and energy loss for pumping the fluid.
Распределитель потока 1, а также нижняя часть кассеты 5 отстойника для очистки бурового раствора оперты на раму 17 посредством вертикальных и горизонтальных, поперечных и продольных балок 6, причем поперечные и продольные балки 6 распределителя потока 1 свариваются между собой и вертикальными балками 6, нижние концы которых прикручены болтами к перекладине 48 рамы 17, образуя жесткую опору для распределителя.The flow distributor 1, as well as the lower part of the sump cassette 5 for cleaning the drilling fluid, are supported on the frame 17 by means of vertical and horizontal, transverse and longitudinal beams 6, the transverse and longitudinal beams 6 of the flow distributor 1 being welded together and vertical beams 6, the lower ends of which bolted to the crossbar 48 of the frame 17, forming a rigid support for the distributor.
Ультразвуковой отстойник для очистки бурового раствора согласно полезной модели работает следующим образом. Буровой раствор, возможно, прямо с устья строящейся скважины, поступает в распределитель потока 1, откуда он поступает в корыто 4 под кассету 5 и ее фильтрующий элемент (см. стрелки 49 на фиг.1). Фильтрующий элемент 7 кассеты 5 озвучивается ультразвуковыми колебаниями от магнитострикционного преобразователя 15 через волновод 41, при этом создается бегущая поперечная волна в материале фильтрующего элемента 7 кассеты 5, которая способствует транспортированию шлама вдоль поверхности фильтрующего элемента 7 кассеты 5 к выходу из корыта 4. Очищенный буровой раствор, пройдя через ячейки фильтрующего элемента 7 кассеты 5, поступает через узел соединения (23-25) кассеты 5 и патрубка для очищенного бурового раствора 3 в патрубок для очищенного бурового раствора 3, далее по нему в емкость для очищенного бурового раствора 16. Это первый круг очистки бурового раствора, по которому предполагается к прохождению приблизительно 90% по объему поступающей на прием корыта 4 жидкой фазы бурового раствора.Ultrasonic sump for cleaning drilling fluid according to a utility model operates as follows. The drilling fluid, possibly directly from the mouth of the well under construction, enters the flow distributor 1, from where it enters the trough 4 under the cartridge 5 and its filter element (see arrows 49 in figure 1). The filtering element 7 of the cartridge 5 is voiced by ultrasonic vibrations from the magnetostrictive transducer 15 through the waveguide 41, thereby creating a running transverse wave in the material of the filtering element 7 of the cartridge 5, which facilitates the transport of sludge along the surface of the filtering element 7 of the cartridge 5 to the outlet of the trough 4. The cleaned drilling fluid passing through the cells of the filtering element 7 of the cartridge 5, enters through the connection node (23-25) of the cartridge 5 and the pipe for cleaned drilling fluid 3 in the pipe for cleaned level 3, then through it into the tank for cleaned drilling fluid 16. This is the first round of cleaning the drilling fluid, which is supposed to pass about 90% of the volume of the drilling fluid fluid phase entering the trough 4.
По второму кругу очистки бурового раствора в отстойнике часть раствора, не прошедшая через отверстия уникальной формы кассеты 5 и не пройдя очистку на данном этапе (приблизительно 10% по объему), поступает вместе со шламом на прием шнекового транспортера и попадает на также подверженные ультразвуковым колебаниям аналогичные ячейки корпуса (фильтрующего элемента) 14, где и происходит очистка указанной части бурового раствора. Буровой раствор, проходя через ячейки фильтрующего элемента 14, очищается и попадает в поддон 22, откуда в сливной патрубок 2 и в емкость для очищенного бурового раствора 16.In the second round of cleaning the drilling fluid in the sump, the part of the fluid that has not passed through the holes of the unique shape of the cartridge 5 and has not passed the cleaning at this stage (approximately 10% by volume) enters the auger conveyor along with the slurry and falls into similar ones that are also susceptible to ultrasonic vibrations. cell housing (filter element) 14, where the specified part of the drilling fluid is cleaned. The drilling fluid, passing through the cells of the filter element 14, is cleaned and enters the sump 22, from where to the drain pipe 2 and into the tank for the cleaned drilling fluid 16.
Шлам шнеком 8 транспортируется в сторону опоры 18, и через отверстие в перфорированной трубе 14 сбрасывается под действием гравитационных сил и противоположного указанному направлению воздействия последней лопасти вала шнека 8 обратного направления нарезки в сбросной патрубок 13 и попадает под действием гравитационных сил в желоб 21 и далее в емкость 20 для шлама. Таким образом, осуществляется качественная очистка бурового раствора со сбором шлама.The slurry is transported by the screw 8 towards the support 18, and is discharged through the hole in the perforated pipe 14 under the influence of gravitational forces and opposite to the specified direction of influence of the last blade of the screw of the screw 8 of the opposite direction of cutting into the discharge pipe 13 and gets under the influence of gravitational forces into the groove 21 and further into capacity 20 for sludge. Thus, high-quality cleaning of the drilling fluid with the collection of sludge is carried out.
Технический результат полезной модели заключается в повышении пропускной способности ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора, а также в повышении степени очистки бурового раствора по сравнению с традиционными средствами очистки бурового раствора. Благодаря воплощению в одной и той же конструкции ультразвукового отстойника для очистки бурового раствора ступени очистки основной части раствора - узла корыта и кассеты и очистки оставшейся части - ультразвукового шнекового очистителя - транспортера достигается высокая степень очистки бурового раствора, малая потеря бурового раствора, достаточно благоприятные условия для диагностирования устройства в работе, а также высокая производительность процесса очистки, благодаря достижению в ячейках фильтрующих элемента 7 кассеты 5 и перфорированной трубы 14 капиллярного эффекта колеблющейся ячейки.The technical result of the utility model is to increase the throughput of the ultrasonic settler for cleaning the drilling fluid, as well as to increase the degree of cleaning of the drilling fluid in comparison with traditional drilling fluid cleaning tools. Due to the embodiment in the same design of an ultrasonic settler for cleaning the drilling fluid, the cleaning step of the main part of the fluid — the trough and cassette assembly and cleaning of the remaining part — the ultrasonic screw cleaner — conveyor, a high degree of purification of the drilling fluid, low loss of drilling fluid, and sufficiently favorable conditions are achieved diagnosing the device in operation, as well as high productivity of the cleaning process, due to the achievement in the cells of the filtering element 7 of the cartridge 5 and perfo th e capillary tube 14 oscillating effect cell.
Надежная работа устройства обеспечивается за счет минимизации количества элементов, которые контактируют с жидкой фазой, создания благоприятных условий работы для быстроизнашиваемых и ответственных узлов, выполнение их в быстросъемных и легкодоступных корпусах и местах, что повышает ремонтопригодность, рационального выбора материалов подверженных циклическим колебаниям элементов. Минимальные затраты энергии обеспечиваются за счет передачи ультразвуковой волны в момент ее максимальной амплитуды. Благодаря скруглению краев емкостей, а также полостей, каналов предотвращается скопление частиц шлама и уменьшаются потери энергии на перекачивание раствора.Reliable operation of the device is ensured by minimizing the number of elements that are in contact with the liquid phase, creating favorable working conditions for fast-wearing and critical components, performing them in quick-detachable and easily accessible cases and places, which increases maintainability, a rational choice of materials subject to cyclic vibrations of elements. Minimum energy costs are ensured by the transmission of an ultrasonic wave at the time of its maximum amplitude. Due to the rounding of the edges of the containers, as well as the cavities, channels, the accumulation of sludge particles is prevented and the energy losses due to pumping of the solution are reduced.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112626/03U RU109198U1 (en) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112626/03U RU109198U1 (en) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU109198U1 true RU109198U1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44805520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112626/03U RU109198U1 (en) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU109198U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113216881A (en) * | 2021-04-30 | 2021-08-06 | 中国机械工业第二建设工程有限公司 | Hole bottom sediment cleaning equipment for bored concrete pile drilling construction |
| RU2818239C1 (en) * | 2023-10-17 | 2024-04-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Юнайтед Солюшнс" | Settling tank for gravity cleaning of drilling mud containing hollow glass microspheres |
-
2011
- 2011-04-04 RU RU2011112626/03U patent/RU109198U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113216881A (en) * | 2021-04-30 | 2021-08-06 | 中国机械工业第二建设工程有限公司 | Hole bottom sediment cleaning equipment for bored concrete pile drilling construction |
| CN113216881B (en) * | 2021-04-30 | 2022-07-22 | 中国机械工业第二建设工程有限公司 | Hole bottom sediment cleaning equipment for bored concrete pile drilling construction |
| RU2818239C1 (en) * | 2023-10-17 | 2024-04-26 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Юнайтед Солюшнс" | Settling tank for gravity cleaning of drilling mud containing hollow glass microspheres |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3169420B1 (en) | Vertical separator for the treatment of slurry | |
| CN103331051A (en) | Hydraulic-driven self-cleaning filter provided with brushes | |
| CN102803731A (en) | Method and apparatus for managing fluid flow within a screw pump system | |
| CN110292800A (en) | One kind being used for industrial heavy duty detergent sewage disposal system | |
| RU109198U1 (en) | ULTRASONIC SILT CLEANER FOR CLEANING THE DRILLING MILL | |
| CN202315480U (en) | Vibrating self-cleaning filter | |
| KR101820959B1 (en) | Filtration System with Real-time Cleaning Function | |
| KR101802353B1 (en) | Submersible pump equipped with nonpowered rotary type screen device | |
| JP6118711B2 (en) | Vertical screw press filtration device | |
| JP2916378B2 (en) | Sealed bearing device and earth and sand classifier | |
| CN116966661A (en) | Environment-friendly filter equipment for hydraulic engineering | |
| RU2640857C2 (en) | Method of separating solid phase from fluid medium (versions) and system for method implementation | |
| RU106648U1 (en) | DRILL CLEANING DEVICE | |
| CN210974154U (en) | Hypergravity sewage separating centrifuge | |
| AU2011221342B2 (en) | A cleaning system | |
| CN204619503U (en) | A kind of rotary type precise filter | |
| CN112023447A (en) | Oil-water separating device | |
| RU2451535C1 (en) | Paste thickener | |
| CN201579227U (en) | Cleaning device | |
| CN110627246A (en) | Hypergravity sewage separating centrifuge | |
| KR20190137662A (en) | Drum type sludge concentrator | |
| CN211215646U (en) | Detachable basket filter | |
| CN220726501U (en) | Water diversion structure for water conservancy and hydropower engineering | |
| CN219840830U (en) | Improved generation water pump body | |
| CN211573787U (en) | Corrosion-resistant OH2 centrifugal pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120405 |