RU209169U1

RU209169U1 - Combined wear-resistant insertion of the ports for unloading the solid fraction of drilling mud cuttings of auger centrifuges

Info

Publication number: RU209169U1
Application number: RU2021123219U
Authority: RU
Inventors: Искандер Эюбович Багиров; Евгений Викторович Бахаревич; Кирилл Яковлевич Никитин; Артем Викторович Шалкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТК Парма-Сервис"
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности оборудованию шнековых центрифуг с непрерывной выгрузкой твердой фракции шлама бурового раствора через металлические вставки окон выгрузки центрифуги, и может быть использована для защиты поверхностей металлических вставок от износа абразивными материалами, содержащимися в твердой фракции шлама бурового раствора. Комбинированная износостойкая вставка окон выгрузки твердой фракции шлама бурового раствора шнековых центрифуг состоит из двух частей - металлического основания коррозионностойкой стали и износостойкой керамической накладки из корунда, прикрепленной к основанию. Толщина металлического основания составляет 3,6 мм, толщина износостойкой керамической накладки - 3 мм, а общая толщина основания и накладки не превышает 6,6 мм. Обеспечивается увеличение срока эксплуатации вставки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, equipment for screw centrifuges with continuous discharge of the solid fraction of drilling mud cuttings through the metal inserts of the centrifuge discharge windows, and can be used to protect the surfaces of metal inserts from wear by abrasive materials contained in the solid fraction of drilling mud cuttings. The combined wear-resistant insert of the drilling mud solids discharge ports of auger centrifuges consists of two parts - a corrosion-resistant steel metal base and a wear-resistant corundum ceramic lining attached to the base. The thickness of the metal base is 3.6 mm, the thickness of the wear-resistant ceramic lining is 3 mm, and the total thickness of the base and the lining does not exceed 6.6 mm. Provides an increase in the service life of the insert. 3 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в шнековых центрифугах.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in screw centrifuges.

В бурении применяются осадительные шнековые центрифуги с непрерывной выгрузкой твердой фракции шлама бурового раствора, принцип работы которых заключатся в осаждении твердой фракции шлама на стенках вращающегося ротора, с последующей его подачей шнеком на металлические вставки окон выгрузки центрифуги. Подобным образом работают большинство центрифуг отечественного и импортного производства, например, центрифуги известных фирм «М-I SWACO», «Kem Тrоn», «Derrick», «Alfa Laval» и др. Недостатками всех вышеуказанных центрифуг является относительно быстрый износ металлических вставок материалов окон выгрузки вследствие их истираемости абразивными материалами, содержащимися в твердой фракции шлама бурового раствора.In drilling, settling screw centrifuges are used with continuous unloading of the solid fraction of drilling mud cuttings, the principle of operation of which is to settling the solid fraction of cuttings on the walls of a rotating rotor, followed by its supply by an auger to the metal inserts of the centrifuge discharge windows. Most centrifuges of domestic and foreign production operate in a similar way, for example, centrifuges of well-known companies M-I SWACO, Kem Tron, Derrick, Alfa Laval, etc. The disadvantages of all the above centrifuges is the relatively rapid wear of metal inserts of window materials unloading due to their abrasion by abrasive materials contained in the solid fraction of drilling mud cuttings.

В качестве прототипа выбрана вставка окон выгрузки центрифуги фирмы Derrick DE 1000 (см. Документ №DER 01120, Руководство по эксплуатации и обслуживанию центрифуги Derrick DE 1000, с. 4, раздел «Транспортер», 2007 г.). Недостатком известных вставок является необходимость применения металлического основания из износостойких сплавов с высоким содержанием легирующих элементов и их быстрый износ вследствие истираемости абразивными материалами, содержащимися в твердой фракции шлама бурового раствора.The insert of the Derrick DE 1000 centrifuge discharge windows was chosen as a prototype (see Document No. DER 01120, Derrick DE 1000 Centrifuge Operation and Maintenance Manual, p. 4, section "Conveyor", 2007). A disadvantage of the known inserts is the need to use a metal base made of wear-resistant alloys with a high content of alloying elements and their rapid wear due to abrasion by abrasive materials contained in the solid fraction of drilling mud cuttings.

Целями предлагаемой полезной модели являются:The objectives of the proposed utility model are:

устранение отмеченных недостатков;elimination of the noted shortcomings;

увеличение сроков эксплуатации вставок центрифуг.increasing the service life of centrifuge inserts.

Поставленные цели достигаются тем, что, в отличие от известного решения, комбинированная износостойкая вставка состоит из двух частей: металлического основания (позиция 1 фиг. 1) коррозионностойкой стали и износостойкой керамической накладки (позиция 2 фиг. 1) из корунда, прикрепленной к основанию механически, клеевым способом или при помощи пайки. При этом, керамическая накладка повторяет геометрическую форму металлического основания или приближается к форме защищаемой поверхности (позиция 2 фиг. 1).The set goals are achieved by the fact that, unlike the known solution, the combined wear-resistant insert consists of two parts: a metal base (item 1 of Fig. 1) of corrosion-resistant steel and a wear-resistant ceramic lining (item 2 of Fig. 1) made of corundum, mechanically attached to the base , glued or soldered. At the same time, the ceramic lining repeats the geometric shape of the metal base or approaches the shape of the protected surface (item 2 of Fig. 1).

Фиг. 1 иллюстрируют суть решения предлагаемой полезной модели на примере вставки для центрифуги фирмы Derrick.Fig. 1 illustrate the essence of the solution of the proposed utility model using the example of a Derrick centrifuge insert.

На Фиг. 1 показана износостойкая керамическая накладка, выполненная из совокупности отдельных керамических пластинок, обеспечивающих геометрическую форму накладки, близкую к форме защищаемой поверхности металлического основания 1.On FIG. 1 shows a wear-resistant ceramic pad made of a set of individual ceramic plates that provide the geometric shape of the pad close to the shape of the protected surface of the metal base 1.

Техническое решение осуществляют следующим образом:The technical solution is carried out as follows:

изготавливают металлическое основание вставки из коррозионностойкой стали. При помощи специальной оснастки из корунда изготавливают отдельные пластинки, совокупность соединения которых между собой обеспечивает геометрическую форму накладки, близкую к геометрической форме защищаемой поверхности. Проводят пескоструйную обработку металлической поверхности основания вставки и пластинок накладки, их обезжиривание, после чего прикрепляют пластинки износостойкой керамической накладки к металлическому основанию. При этом суммарная толщина металлического основания и пластинки износостойкой керамической накладки соответствует размеру толщины вставки центрифуги, выполненной из износостойкого сплава.the metal base of the insert is made of corrosion-resistant steel. With the help of special equipment, individual plates are made from corundum, the combination of which interconnects provides the geometric shape of the lining, close to the geometric shape of the protected surface. Sandblasting of the metal surface of the base of the insert and lining plates is carried out, their degreasing is carried out, after which the plates of the wear-resistant ceramic lining are attached to the metal base. In this case, the total thickness of the metal base and the plate of the wear-resistant ceramic lining corresponds to the size of the thickness of the centrifuge insert made of the wear-resistant alloy.

Техническое решение было реализовано на центрифуге фирмы Derrick DE 1000, предназначенной для осаждения и выгрузки твердой фракции шлама бурового раствора. Металлическое основание вставки изготавливалась из коррозионностойкой стали марки Ст.14Х17Н2, толщиной 3,6 мм. Из керамической износостойкой корундовой пластины марки ВК94-1, толщиной 3 мм, вырезали отдельные пластинки заданного размера, которые при помощи клеевого состава на основе эпоксидной смолы «Бельзона» наклеивали встык друг другу на основание вставки. При этом суммарная толщина металлического основания вставки и износостойкой накладки составила 6,6 мм, что соответствовало толщине вставки фирмы Derrick.The technical solution was implemented on a Derrick DE 1000 centrifuge designed for settling and unloading the solid fraction of drilling mud cuttings. The metal base of the insert was made of corrosion-resistant steel grade St.14Kh17N2, 3.6 mm thick. Separate plates of a given size were cut out of a ceramic wear-resistant corundum plate of the VK94-1 brand, 3 mm thick, which were glued end to end to each other on the base of the insert using an adhesive composition based on the Belzona epoxy resin. In this case, the total thickness of the metal base of the insert and the wear-resistant lining was 6.6 mm, which corresponded to the thickness of the Derrick insert.

Проведенные испытания (декабрь 2018 г. -июнь 2020 г.) заявляемого технического решения на центрифуге фирмы Derrick DE 1000 зав. №CF002145 на Западно-Салымском месторождении, куст №113, скважина №55029, ЗАО «Сибирская Сервисная Компания, в реальных условиях работы по бурению нефтяной скважины показали, что предлагаемое решение обеспечивает ресурс работы комбинированных вставок не менее 3000 часов (после 3000 часов испытания были прекращены без существенного повреждения корундовой защитной накладки), что, как минимум, в два раза превышает наработку вставок фирмы Derrick.The tests carried out (December 2018 - June 2020) of the proposed technical solution on a Derrick DE 1000 centrifuge, factory. No. CF002145 at the West Salym field, pad No. 113, well No. 55029, CJSC Siberian Service Company, in real conditions of work on drilling an oil well, showed that the proposed solution provides a service life of combined inserts of at least 3000 hours (after 3000 hours the tests were stopped without significant damage to the corundum protective lining), which is at least twice the operating time of Derrick inserts.

Сравнительный анализ заявляемой полезной модели с прототипом и другими решениями в данной области техники показывает, что на существующем уровне технического развития изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна и соответствует критерию новизны и изобретательского уровня изобретения.Comparative analysis of the claimed utility model with the prototype and other solutions in this field of technology shows that at the current level of technical development, the set of features set forth in the patent claims is unknown and meets the criterion of novelty and inventive step of the invention.

При реализации заявляемой полезной модели используются известные в настоящее время материалы и оборудование, что свидетельствует о соответствии предлагаемого решения критерию «промышленная применимость».When implementing the claimed utility model, currently known materials and equipment are used, which indicates that the proposed solution meets the criterion of "industrial applicability".

Использование полезной модели позволяет:Using the utility model allows you to:

получить комбинированные износостойкие вставки окон выгрузки шнековых центрифуг, увеличивающие не менее, чем в два раза сроки эксплуатации вставок до их замены.to obtain combined wear-resistant inserts for the discharge windows of screw centrifuges, which increase at least two times the service life of the inserts before they are replaced.

Claims

1. Combined wear-resistant insert of the drilling fluid solid fraction discharge windows of auger centrifuges, characterized in that the insert consists of two parts: a metal base of corrosion-resistant steel and a wear-resistant corundum ceramic lining attached to the base, while the thickness of the metal base is 3.6 mm , the thickness of the wear-resistant ceramic lining is 3 mm, and the total thickness of the base and the lining does not exceed 6.6 mm.

2. Combined wear-resistant insert according to claim 1, characterized in that the wear-resistant ceramic lining is attached to the metal base with an adhesive.

3. Combined wear-resistant insert according to claim 1, characterized in that the wear-resistant ceramic lining is attached to the metal base by mechanical fastening.

4. Combined wear-resistant insert according to claim 1, characterized in that the wear-resistant ceramic pad is attached to the metal base by soldering.