RU2047394C1

RU2047394C1 - Hydrocyclone

Info

Publication number: RU2047394C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Зинкевич; И.С. Шлахтер; Е.Д. Спивак
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт природных газов
Priority date: 1992-01-09
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: cyclones. SUBSTANCE: device has flexible sleeve 5 with compressed gas supply source connected to it and gate 8 pivotally mounted on the casing under slime pipe 4 and rigidly attached to spring-loaded lever 9 engageable with detector 17 warning about limit lever deviation taking place and pneumatic position relay 11. EFFECT: enhanced effectiveness in controlling cross-section of slime pipe. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для очистки буровых растворов. The invention relates to the mining and oil and gas industry, in particular, to devices for cleaning drilling fluids.

Известен гидроциклон, снабженный гидроцилиндром с подпружиненным поршнем и запорным клапаном с гидроприводом, установленным на сливном патрубке [1]
Недостатком гидроциклона является то, что при забивании пескового отверстия твердой фазой, очистка его происходит под действием очищаемой жидкости, что приводит к чрезмерным ее потерям.Known hydrocyclone equipped with a hydraulic cylinder with a spring-loaded piston and a check valve with a hydraulic actuator mounted on the drain pipe [1]
The disadvantage of a hydrocyclone is that when a sand hole is plugged with a solid phase, it is cleaned by the liquid being cleaned, which leads to excessive losses.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и шламовым патрубком. При этом в шламовый патрубок вмонтирована эластичная манжета, к которой посредством пневматической линии подсоединен источник сжатого воздуха [2]
Недостатком известного устройства является трудность осуществления регулирования сечения шламового отверстия при забивании твердой фазой из-за того, что размер этого отверстия устанавливается для строго определенного режима истечения пульпы.The closest technical solution to the claimed device is a hydrocyclone containing a cylindrical body with a tangential inlet pipe, drain pipe and sludge pipe. At the same time, an elastic cuff is mounted in the slurry pipe, to which a compressed air source is connected via a pneumatic line [2]
A disadvantage of the known device is the difficulty of regulating the cross-section of the slurry hole when plugging with a solid phase due to the fact that the size of this hole is set for a strictly defined regime of pulp outflow.

Задача регулирования процесса извлечения твердой фазы возникла для условий переменной ее концентрации в жидкостях и решалась путем создания устройств для беспрепятственного истечения пульпы из шламовых отверстий гидроциклонов. The task of regulating the solid phase extraction process arose for the conditions of its variable concentration in liquids and was solved by creating devices for the unimpeded flow of pulp from slurry openings of hydrocyclones.

Целью настоящего изобретения является повышение качества очистки и надежности работы устройства путем предупреждения забивания шламового патрубка. The aim of the present invention is to improve the quality of cleaning and reliability of the device by preventing clogging of the slurry pipe.

С этой целью в гидроциклоне, включающем цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливной патрубок и шламовый патрубок с устройством для регулирования его сечения, содержащем эластичную манжету, к которой посредством пневматической линии подсоединен источник сжатого воздуха, на корпусе гидроциклона под шламовым патрубком шарнирно укреплена заслонка, жестко связанная с подпружиненным рычагом, взаимодействующим с датчиком сигнализации предельного отклонения рычага и пневматическим позиционным реле, вход которого связан пневматической линией с источником сжатого воздуха, а выход с полостью между шламовым патрубком и встроенной в него эластичной манжетой. To this end, in a hydrocyclone, including a cylindrical body with a tangential inlet pipe, a drain pipe and a slurry pipe with a device for regulating its cross section, containing an elastic sleeve, to which a compressed air source is connected via a pneumatic line, a shutter is hinged to the hinge on the hydrocyclone body, rigidly connected to the spring-loaded lever, interacting with the sensor alarm limit deviation of the lever and a pneumatic positional relay, the input of which is connected it is occupied by a pneumatic line with a source of compressed air, and an outlet with a cavity between the sludge nozzle and the elastic cuff integrated in it.

Дополнительно в гидроциклоне на пневматической линии, связывающей выход пневматического реле с полостью между шламовым патрубком и эластичной манжетой установлен генератор высокочастотных пневматических колебаний и манометрический показывающий прибор, шкала которого отградуирована в соответствии со значениями степеней изменения сечения шламового отверстия, а датчик сигнализации предельного отклонения рычага связан с сигнальным устройством. Additionally, in a hydrocyclone on a pneumatic line connecting the pneumatic relay output with a cavity between the sludge nozzle and an elastic cuff, a high-frequency pneumatic oscillation generator and a gauge indicating device are installed, the scale of which is graduated in accordance with the values of the degree of change in the cross section of the slurry hole, and the lever deviation signaling sensor is connected with signaling device.

На чертеже схематически представлен гидроциклон. The drawing schematically shows a hydrocyclone.

Гидроциклон включает корпус 1, тангенциальный входной патрубок 2, сливной патрубок 3 и шламовый патрубок 4 со встроенной внутри него эластичной манжетой 5, образующей шламовое отверстие 6. К патрубку 4 прикреплен кронштейн 7, на оси которого установлена шарнирно заслонка 8, жестко связанная с рычагом 9. Рычаг 9 соединен с пружиной растяжения 10 и взаимодействует со штоком пневматического позиционного реле 11, пневматическая линия 12 входа которого подсоединена к источнику сжатого воздуха 13. Пневматическая линия 12 выхода реле 11 связана с полостью 14 между патрубком 4 и эластичной манжетой 5. На этой линии установлен генератор высокочастотных пневматических колебаний 15. The hydrocyclone includes a housing 1, a tangential inlet pipe 2, a drain pipe 3, and a slurry pipe 4 with an elastic sleeve 5 integrated inside it, forming a slurry hole 6. An bracket 7 is attached to the pipe 4, the axis of which has a pivotally attached shutter 8, rigidly connected to the lever 9 The lever 9 is connected to the tension spring 10 and interacts with the rod of the pneumatic positional relay 11, the pneumatic input line 12 of which is connected to a compressed air source 13. The pneumatic output line 12 of the relay 11 is connected to the cavity 1 4 between the pipe 4 and the elastic cuff 5. On this line, a generator of high-frequency pneumatic vibrations 15.

Для оперативной оценки действительного размера сечения шламового отверстия 6 на пневматической линии 12, связывающей реле 11 с полостью 13 установлен манометрический показывающий прибор 16. Шкала этого прибора отградуирована в соответствии со значениями степеней изменения сечения шламового отверстия 6, образуемого деформируемой манжетой 5 под воздействием сжатого воздуха. To quickly evaluate the actual size of the cross section of the slurry hole 6, a gauge indicating device 16 is installed on the pneumatic line 12 connecting the relay 11 to the cavity 13. The scale of this device is calibrated in accordance with the values of the degrees of change in the cross section of the slurry hole 6 formed by the deformable cuff 5 under the influence of compressed air.

С рычагом 9 взаимодействует датчик 17 сигнализации предельного отклонения рычага в нижнее положение. Датчик 17 связан с сигнальным звуковым или световым устройством 18. With the lever 9 interacts with the sensor 17 signaling the maximum deviation of the lever in the lower position. The sensor 17 is associated with a signal sound or light device 18.

Гидроциклон работает следующим образом. The hydrocyclone works as follows.

Буровой раствор по тангенциальному входному патрубку 2 подается в корпус 1, где происходит разделение осветленной и сгущенной фракций. Осветленная фракция подается через сливной патрубок 3 в циркуляционную систему буровой установки, а сгущенная пульпа удаляется в отвал через шламовое отверстие 6 по наклонной заслонке 8. The drilling fluid through the tangential inlet pipe 2 is fed into the housing 1, where there is a separation of clarified and condensed fractions. The clarified fraction is fed through the drain pipe 3 into the circulation system of the drilling rig, and the thickened pulp is removed to the dump through the slurry hole 6 along the inclined shutter 8.

Одновременно с подачей в гидроциклон бурового раствора обеспечивается посредством пневматической линии 12 поступление сжатого воздуха от его источника 13 через пневматическое позиционное реле 11 и пневматический генератор высокочастотных колебаний 15 в полость 14 между патрубком 4 и эластичной манжетой 5. At the same time as the drilling fluid is supplied to the hydrocyclone, compressed air from the source 13 is supplied through the pneumatic line 12 through the pneumatic positional relay 11 and the pneumatic generator of high-frequency vibrations 15 into the cavity 14 between the nozzle 4 and the elastic sleeve 5.

В процессе истечения из шламового отверстия 6 пульпы под воздействием ее массы пpоисходит отклонение заслонки 8 и соответственно рычага 9. При этом рычаг 9 воздействует на шток пневматического реле 11, преобразуя поступательное перемещение штока в пропорциональное давление сжатого воздуха. Под воздействием этого давления эластичная манжета 5 сжимается, изменяя сечение шламового отверстия 6. Путем регулирования силы упругости пружины 10 достигается такой размер отверстия 6, при котором создается оптимальная степень очистки и происходят минимальные потери бурового раствора. During the expiration from the slurry hole 6 of the pulp, under the influence of its mass, the valve 8 and, accordingly, the lever 9 deflect. In this case, the lever 9 acts on the rod of the pneumatic relay 11, converting the translational movement of the rod into a proportional pressure of compressed air. Under the influence of this pressure, the elastic cuff 5 is compressed, changing the cross section of the slurry hole 6. By adjusting the elastic force of the spring 10, the size of the hole 6 is achieved at which an optimal degree of cleaning is created and minimal loss of drilling fluid occurs.

В случае забивания твердой фазой шламового отверстия 6 происходит прекращение подачи пульпы на заслонку 8 и в связи с отсутствием на нее нагрузки под действием силы упругости пружины 10 перемещается в нижнее предельное положение рычаг 9 и соответственно шток пневмореле 11, которое отключает подачу сжатого воздуха и разрежает полость 14. В результате этого манжета 5 теряет напряженное состояние, шламовое отверстие 6 восстанавливается до исходного размера и пульпа свободно проходит через него. При этом воздействие массы пульпы на заслонку 8 восстанавливается и гидроциклон продолжает работать в прежнем режиме. При забивании шламового отверстия 6 рычаг 9, опускаясь в нижнее положение, включает датчик 17 на срабатывание звукового или светового сигнального устройства 18. Частое срабатывание сигнального устройства, характеризуя нарушение режима работы гидроциклона, дает возможность технологическому персоналу оперативно принять меры по перестройке системы регулирования. In the case of clogging of the slurry hole 6 with a solid phase, the pulp is shut off to the shutter 8 and due to the absence of load on it under the action of the spring force 10, the lever 9 and, accordingly, the rod of the pneumatic relay 11, which cuts off the compressed air supply and cuts the cavity, move to the lower limit position 14. As a result of this, the cuff 5 loses its stress state, the sludge hole 6 is restored to its original size and the pulp freely passes through it. In this case, the effect of pulp mass on the shutter 8 is restored and the hydrocyclone continues to work in the previous mode. When clogging the slurry hole 6, the lever 9, lowering to the lower position, turns on the sensor 17 for triggering an audible or light signaling device 18. Frequent actuation of the signaling device, characterizing a violation of the operating mode of the hydrocyclone, makes it possible for technological personnel to quickly take measures to restructure the control system.

При подаче сжатого воздуха по пневматической линии 12 в полость 13 через генератор высокочастотных пневматических колебаний 15 под воздействием импульсов давления происходят колебания манжеты 5, которые передаются сгущенной пульпе и уменьшают сцепление между частицами твердой фазы. При этом предотвращается образование пробки и снижаются потери жидкой фазы раствора. When compressed air is supplied through the pneumatic line 12 to the cavity 13 through the high-frequency pneumatic oscillation generator 15 under the influence of pressure pulses, the cuff 5 oscillates, which are transmitted to the thickened pulp and reduce the adhesion between the particles of the solid phase. This prevents the formation of plugs and reduces the loss of the liquid phase of the solution.

Предлагаемый гидроциклон позволит повысить качество очистки раствора и увеличить надежность работы устройства за счет автоматического регулирования размера шламового отверстия и воздействия высокочастотных колебаний на сгущенную пульпу. The proposed hydrocyclone will improve the quality of the cleaning solution and increase the reliability of the device due to automatic control of the size of the slurry hole and the impact of high-frequency vibrations on the thickened pulp.

Гидроциклон может широко применяться при бурении нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин. Hydrocyclone can be widely used when drilling oil, gas and exploration wells.

Claims

1. A HYDROCYCLONE, including a cylindrical-conical body with a tangential inlet pipe, a drain and a slurry pipe, a device for regulating the cross-section of a slurry pipe in the form of an elastic sleeve, to which a compressed air source is connected via a pneumatic line, characterized in that it is equipped with a shutter pivotally mounted on the body under the sludge nozzle and rigidly connected to the spring-loaded lever interacting with the lever deviation alarm sensor and the pneumatic positional relay, od which the air line is connected to a source of compressed air, and an output with the cavity between the slurry and a pipe embedded therein elastic cuff.

2. The hydrocyclone according to claim 1, characterized in that it is equipped with a generator of high-frequency pneumatic vibrations, a manometric indicating device and a signal device, while the pneumatic oscillation generator is mounted on a pneumatic line connecting the output of the pneumatic relay with the cavity between the sludge pipe and the elastic sleeve, scale the gauge indicating device is calibrated in accordance with the values of the degree of change in the cross section of the slurry pipe, and the signal device is connected to a signal sensor analysis of the maximum deviation of the lever.