RU2318575C2

RU2318575C2 - Degasser

Info

Publication number: RU2318575C2
Application number: RU2005131033/15A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Голубенко; Сергей Александрович Рябоконь; Сергей Александрович Дидик
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2008-03-10
Also published as: RU2005131033A

Abstract

FIELD: mining industry; oil-producing industry; natural gas industry; other industries; production of the devices for degasification of the drilling agents.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the used for degasification of the drilling agents. The degasser contains the degassing tank, the vacuum chamber and two collection-draining chambers, the vacuum pump line, the bypass valves with the level controllers and the pneumatic drives with the double sided disconnectors. Interaction of the bypass valves, disconnectors and the pneumatic drives provides control over the process of degasification and transportation of the solution by means of the periodic operation of the vacuum system and the atmospheric pressure in the collection-draining chambers. The technical result of the invention is the raise of effectiveness and reliability of degasification.

EFFECT: the invention ensures the increased efficiency and reliability of the degasification process.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для дегазации различного рода жидких композиций, в частности буровых растворов, используемых при бурении нефтяных и прочих скважин, а также в других сферах.The invention relates to devices for the degassing of various kinds of liquid compositions, in particular drilling fluids used in drilling oil and other wells, as well as in other areas.

Известен вакуумный дегазатор (SU №1706664, А1), включающий дегазационную емкость с всасывающим трубопроводом, накопитель, сливную емкость, клапана на патрубках из накопителя и сливной емкости и систему управления, состоящую из поплавкового регулятора уровня и перепускного клапана.A known vacuum degasser (SU No. 1706664, A1), including a degassing tank with a suction pipe, a reservoir, a drain tank, valves on the nozzles from the reservoir and the drain tank and a control system consisting of a float level controller and a bypass valve.

Этот дегазатор имеет тот недостаток, что процесс слива осуществляется циклически, что снижает его эффективность, т.к. накопление дегазированного раствора сменяется его сливом и наоборот.This degasser has the disadvantage that the draining process is carried out cyclically, which reduces its effectiveness, because the accumulation of degassed solution is replaced by its discharge and vice versa.

Известен также вакуумный дегазатор (SU №1386224, А1), включающий дегазационную емкость с всасывающим патрубком и регулятором расхода, вакуумную линию, спаренный пнемопривод с приемными клапанами, две накопительно-сливные камеры со сливными клапанами и поплавковыми регуляторами уровня с перепускными клапанами, которые взаимодействуют вакуумной линией со спаренным пневмоприводом.Also known is a vacuum degasser (SU No. 1386224, A1), including a degassing vessel with a suction pipe and a flow regulator, a vacuum line, a paired pneumatic actuator with receiving valves, two storage and drain chambers with drain valves and float level controls with bypass valves that interact with vacuum valves twin pneumatic drive line.

Эффективность этого дегазатора больше, чем указанного выше, т.к. накопительно-сливные камеры заполняются и сбрасывают раствор попеременно при практически непрерывном процессе дегазирования.The effectiveness of this degasser is greater than the above, because storage and drainage chambers fill up and discharge the solution alternately with an almost continuous degassing process.

Недостатком этого дегазатора является то, что приемные клапаны должны иметь достаточно большое сечение, чтобы обеспечивать требуемый большой расход дегазируемой жидкости, а это, в свою очередь, определяет большие размеры спаренного пневмопривода, чтобы создать усилие преодоления сопротивления потока жидкости. По этой же причине время переключения потока с одной накопительно-сливной камеры в другую значительно по отношению к времени цикла, что сопровождается потерей вакуума, на восстановление которого требуется время. Это снижает эффективность этого дегазатора, а также его надежность.The disadvantage of this degasser is that the receiving valves must have a sufficiently large cross section to provide the required large flow rate of the degassed fluid, and this, in turn, determines the large dimensions of the paired pneumatic actuator in order to create an effort to overcome the resistance of the fluid flow. For the same reason, the time it takes to switch the flow from one collecting and draining chamber to another is significant with respect to the cycle time, which is accompanied by a loss of vacuum, which takes time to restore. This reduces the effectiveness of this degasser, as well as its reliability.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности дегазатора.The aim of the invention is to increase the efficiency and reliability of the degasser.

Поставленная цель достигается тем, что:The goal is achieved by the fact that:

1. Между вакуумной линией и дегазационной емкостью установлена дополнительная вакуумная камера, в которой размещены сблокированные жесткой связью пневмоприводы с двухсторонними разобщителями с возможностью попеременного соединения каждой накопительно-сливной камеры с вакуумной линией или с атмосферой, для чего пневмоприводы соединены через перепускные клапана с одной стороны с вакуумной линией, с другой - с атмосферой; а приемные клапана установлены непосредственно от дегазационной емкости в накопительно-сливные камеры.1. Between the vacuum line and the degassing tank, an additional vacuum chamber is installed in which the pneumatic actuators are locked with a rigid connection with double-sided disconnectors with the possibility of alternately connecting each accumulation-drain chamber with a vacuum line or with the atmosphere, for which the pneumatic actuators are connected through bypass valves on one side with a vacuum line, on the other - with the atmosphere; and receiving valves are installed directly from the degassing tank into the storage and drainage chambers.

2. Пневмоприводы с двухсторонними разобщителями выполнены в соотношении d<d₁<D, где2. Pneumatic actuators with double-sided disconnectors are made in the ratio d <d ₁ <D, where

d - диаметр седел разобщителей со стороны атмосферы;d is the diameter of the seats of the disconnectors from the atmosphere;

d₁ - диаметр седел разобщителей со стороны вакуумной линии;d ₁ is the diameter of the seats of the disconnectors from the side of the vacuum line;

D - диаметр пневмоприводов.D is the diameter of the pneumatic actuators.

3. Регулятор расхода установлен подпружиненно на входном торце всасывающего патрубка в дегазационной емкости.3. The flow regulator is installed spring-loaded at the inlet end of the suction pipe in a degassing tank.

4. Вакуумная линия оснащена поплавковым клапаном в дополнительной вакуумной камере.4. The vacuum line is equipped with a float valve in an additional vacuum chamber.

На чертеже изображена конструктивная схема дегазатора.The drawing shows a structural diagram of a degasser.

Дегазатор состоит из дегазационной емкости 1 с всасывающим патрубком 2, опущенным под уровень газированного раствора емкости 3, и подпружиненным регулятором расхода 4, накопительно-сливных камер 5 и 6 с поплавковыми регуляторами уровня 7 и 8, сообщающихся с емкостью 1 при помощи приемных клапанов 9 и 10 и с емкостью для дегазированного раствора 11 при помощи сливных клапанов 12 и 13, вакуумной камеры 14, сообщающейся с емкостью 1 и вакуумной линией 15.The degasser consists of a degassing tank 1 with a suction nozzle 2, lowered under the level of a carbonated solution of a tank 3, and a spring-loaded flow regulator 4, storage and drain chambers 5 and 6 with float regulators 7 and 8, communicating with the tank 1 through the receiving valves 9 and 10 and with a container for a degassed solution 11 using drain valves 12 and 13, a vacuum chamber 14 in communication with the tank 1 and the vacuum line 15.

В вакуумной камере 14 расположены оппозитно двухсторонние разобщители 16 и 17 с пневмоприводами 18 и 19, например диафрагменными, и затворами 20 и 21, сблокированные жесткой связью 22 и сообщающиеся каналами 23 и 24 с камерами 5 и 6, каналами 25 и 26 с атмосферой и через двухпозиционные перепускные клапаны 27 и 28 взаимодействующие с регуляторами уровня 7 и 8 и с вакуумной линией 15.Opposite bilateral disconnectors 16 and 17 with pneumatic actuators 18 and 19, for example diaphragm, and shutters 20 and 21, blocked by a rigid connection 22 and communicating with channels 23 and 24 with chambers 5 and 6, channels 25 and 26 with the atmosphere and through two-position bypass valves 27 and 28 interacting with level controls 7 and 8 and with a vacuum line 15.

Размеры разобщителей 16 и 17 и пневмоприводов 18 и 19 связаны соотношением d<d₁<D, гдеThe sizes of disconnectors 16 and 17 and pneumatic actuators 18 and 19 are related by the relation d <d ₁ <D, where

d₁ - диаметр седел разобщителей со стороны вакуумной линии 15;d ₁ - the diameter of the seats disconnectors from the side of the vacuum line 15;

D - диаметр пневмоприводов 18 и 19.D is the diameter of the pneumatic actuators 18 and 19.

В вакуумной камере 14 напротив входа в вакуумную линию 15 расположен предохранительный поплавковый клапан 29.In the vacuum chamber 14 opposite the entrance to the vacuum line 15 is a safety float valve 29.

Дегазатор работает следующим образом.The degasser works as follows.

Под действием вакуума раствор поступает по патрубку 2 из емкости 3 через регулятор расхода 4 в дегазационную емкость 1 и далее в вакуумную камеру 14 и в одну из двух накопительно-сливных камер, например, согласно чертежу, в камеру 5. При этом поплавковый регулятор уровня 7 находится в опущенном положении, а связанный с ним перепускной клапан 27 - в положении, соединяющем вакуумную линию 15 с пневмоприводом 18, отчего затвор 20 разобщителя 16 под действием вакуума над диафрагмой пневмопривода 18 садится на седло d, перекрывает канал 25 и открывает сообщение вакуумной линии 15 через канал 23 с камерой 5, в результате чего под действием атмосферного давления сливной клапан 12 закрыт, а приемный клапан 9 под действием гидростатического давления столба дегазированного раствора открыт и последний перетекает из емкости 1 в камеру 5, т.к. вакуум в них одинаковый.Under the action of vacuum, the solution enters through the nozzle 2 from the tank 3 through the flow regulator 4 into the degassing tank 1 and then into the vacuum chamber 14 and into one of the two storage and drainage chambers, for example, according to the drawing, into the chamber 5. At the same time, the float level controller 7 is in the lowered position, and the bypass valve 27 connected with it is in the position connecting the vacuum line 15 with the pneumatic actuator 18, which means that the shutter 20 of the isolator 16 under the influence of vacuum above the diaphragm of the pneumatic actuator 18 sits on the seat d, closes the channel 25 and opens the comm ue vacuum line 15 via the channel 23 with the chamber 5, whereby under the influence of atmospheric pressure discharge valve 12 is closed and the receiving valve 9 under the influence of the degassed mud column hydrostatic pressure is opened and the last from the container 1 flows into the chamber 5, since the vacuum in them is the same.

Одновременно с этим затвор 21 садится на седло d₁ оппозитного разобщителя 17, перекрывает сообщение с вакуумной камерой 14 и открывает сообщение камеры 6 через каналы 24 и 26 с атмосферой, отчего клапан 13 также под действием гидростатического давления столба раствора при одинаковом атмосферном давлении в камере 6 и емкости 11 открывается и дегазированный раствор стекает в емкость 11, при этом клапан 10 закрыт под действием разности атмосферного давления и вакуума, поплавковый регулятор 8 находится в крайнем верхнем положении, а связанный с ним перепускной клапан 28 перекрывает вакуумную линию 15 и сообщает полость над диафрагмой пневмопривода 19 с атмосферой.At the same time, the shutter 21 sits on the saddle d _{1 of the} opposite disconnector 17, closes the message with the vacuum chamber 14 and opens the message of the chamber 6 through the channels 24 and 26 with the atmosphere, which is why the valve 13 is also under the influence of the hydrostatic pressure of the solution column at the same atmospheric pressure in the chamber 6 and the tank 11 opens and the degassed solution flows into the tank 11, while the valve 10 is closed under the influence of the difference of atmospheric pressure and vacuum, the float regulator 8 is in its highest position, and the associated final year at valve 28 closes the vacuum line 15 and communicates the cavity above the diaphragm actuator 19 to atmosphere.

По мере накопления дегазированного раствора в камере 5 поплавковый регулятор 7, перемещаясь в верхнее положение, переводит перепускной клапан 27 вниз, отчего вакуумная линия 15 перекрывается и открывается сообщение над диафрагмой пневмопривода 18 с атмосферой, при этом положение разобщителей 16 и 17 не меняется, т.к. разобщитель 17 будет продолжать прижиматься к своему седлу вакуумом в камере 14 исходя из соотношения d<d₁, так как сила прижатия затворов 20 и 21 к седлам не изменяется.As the degassed solution accumulates in the chamber 5, the float regulator 7, moving to the upper position, moves the bypass valve 27 down, which makes the vacuum line 15 shut and opens a message above the diaphragm of the pneumatic actuator 18 with the atmosphere, while the position of the disconnectors 16 and 17 does not change, i.e. to. the disconnector 17 will continue to be pressed against its saddle by vacuum in the chamber 14 based on the relation d <d ₁ , since the force of pressure of the shutters 20 and 21 to the saddles does not change.

По мере слива дегазированного раствора из камеры 6 в емкость 11 поплавковый регулятор 8, опускаясь в крайнее нижнее положение, переводит перепускной клапан 28 в верхнее положение, вакуумная линия 15 соединяется с пневмоприводом 19 и, исходя из соотношения d₁<D, под действием вакуума и возникающей при этом силы пневмопривод 19 перемещает затворы 20 и 21 разобщителей 16 и 17 вправо и процесс повторяется аналогично со сливом из камеры 5 и наполнением камеры 6.As the degassed solution is drained from the chamber 6 into the container 11, the float regulator 8, lowering to the lowermost position, transfers the bypass valve 28 to the upper position, the vacuum line 15 is connected to the pneumatic actuator 19 and, based on the ratio d ₁ <D, under the action of vacuum and the resulting force, the pneumatic actuator 19 moves the shutters 20 and 21 of the disconnectors 16 and 17 to the right and the process is repeated similarly with the discharge from the chamber 5 and filling the chamber 6.

При заполнении камер 14 сверх допустимого уровня предохранительный клапан 29 перекрывает вакуумную линию 15, предотвращая попадание в нее раствора.When filling the chambers 14 above an acceptable level, the safety valve 29 closes the vacuum line 15, preventing the solution from entering it.

Таким образом, накопление и слив раствора осуществляется синхронно и без потерь вакуума и снижения темпа дегазации, а также обеспечивается высокая надежность, так как система управления дегазатором не контактирует с раствором.Thus, the accumulation and discharge of the solution is carried out simultaneously and without loss of vacuum and a decrease in the rate of degassing, and high reliability is also ensured, since the degasser control system does not come into contact with the solution.

Claims

1. A degasser containing a degassing tank with a suction pipe and a flow regulator, a vacuum line, two storage and drain chambers with inlet and outlet valves and float level controllers with bypass valves in each, and pneumatic actuators interlocked by a rigid connection, characterized in that between the vacuum line and a degassing tank, an additional vacuum chamber is installed, in which pneumatic actuators with double-sided disconnectors with interlocked soy are placed with a rigid connection Inonii each accumulative discharge chamber to a vacuum line or to the atmosphere, which actuators are connected through a bypass valve on the one hand to a vacuum line, on the other - with the atmosphere, a receiving valve mounted directly from the degassing tank to storage-discharge chamber.

2. The degasser according to claim 1, characterized in that the pneumatic actuators with double-sided disconnectors are made in the ratio d <d ₁ <D, where d is the diameter of the seats of the disconnectors from the atmosphere; d ₁ is the diameter of the seats of the disconnectors from the side of the vacuum line; D is the diameter of the pneumatic actuators.

3. The degasser according to claim 1, characterized in that the flow regulator is installed spring-loaded on the inlet end of the suction pipe in a degassing tank.

4. The degasser according to claim 1, characterized in that the vacuum line is equipped with a float valve in an additional vacuum chamber.