RU2727849C1 - Continuous-action constant volume degasser - Google Patents

Continuous-action constant volume degasser Download PDF

Info

Publication number
RU2727849C1
RU2727849C1 RU2019142461A RU2019142461A RU2727849C1 RU 2727849 C1 RU2727849 C1 RU 2727849C1 RU 2019142461 A RU2019142461 A RU 2019142461A RU 2019142461 A RU2019142461 A RU 2019142461A RU 2727849 C1 RU2727849 C1 RU 2727849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
degasser
gas
peristaltic pump
blades
sampling device
Prior art date
Application number
RU2019142461A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Анатольевич Ющенко
Виктор Павлович Маслянинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ-ГЕОФИЗИКА»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ-ГЕОФИЗИКА» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ-ГЕОФИЗИКА»
Priority to RU2019142461A priority Critical patent/RU2727849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727849C1 publication Critical patent/RU2727849C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, namely to degassing equipment, and can be used for extraction of dissolved gas from drilling fluid by continuous extraction of part of flushing liquid at constant temperature mode from flow at outlet from oil well with its further mixing until formation of gas-air mixture, intended for further transportation and component-by-component analysis. Degasser of constant volume includes peristaltic pump, degassing chamber, at that, degasser comprises sampling device made in form of cylinder perforated in lower part, in the center of which there is a rotor containing blades arranged along it along a spiral connected to a peristaltic pump, the output of which is connected to a mixer containing a mixing chamber with a mixing aperture, a spray splitter and a degassing chamber.EFFECT: high accuracy and stability of determining content of gas in gas-air mixture extracted from flushing liquid, by creating continuous flow of gas-air mixture at outlet of degasser.11 cl, 1 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газодобывающей промышленности, а именно к дегазационной технике, и может быть использовано для извлечения растворенного газа из бурового раствора (при проведении буровых работ циркулирующую в скважине жидкость принято называть буровым раствором или промывочной жидкостью (drilling mud, drilling fluid), далее будет использоваться термин «промывочная жидкость», сокращенно – ПЖ) путем непрерывного отбора части промывочной жидкости при постоянном температурном режиме из потока на выходе из нефтяной скважины с последующим его перемешиванием до образования газовоздушной смеси, предназначенной для дальнейшей транспортировки и покомпонентного анализа.The invention relates to the oil and gas industry, namely to degassing equipment, and can be used to extract dissolved gas from the drilling fluid (when carrying out drilling operations, the fluid circulating in the well is usually called drilling mud, drilling fluid, further the term "flushing fluid" will be used, abbreviated - PZh) by continuous withdrawal of a portion of the flushing fluid at constant temperature from the flow at the outlet of the oil well, followed by mixing it until the formation of a gas-air mixture intended for further transportation and component analysis.

Для целей регулярного контроля промывочной жидкости по содержанию свободного газа и истинной плотности разработана методика определения концентрации свободного газа в газированных растворах компрессионным методом, разработаны и внедрены ручные и автоматические приборы для проведения регулярного контроля (Бережной А.И., Дегтев Н.И. Дегазация промывочных растворов в бурении. - М.: Гостоптехиздат, 1963, 164 с.; Дегтев Н.И., Зинкевич А.И. Контроль и дегазация буровых промывочных жидкостей. - М.: Недра, 1978, 152 с.). Из этих источников информации известны: плунжерный прибор ВГ-1 (SU 147364, опубл. 1962, №10), ВГ-2, модернизированный прибор ВМ-6 (ручные приборы); автоматический прибор для непрерывного замера свободного газа в буровом растворе, автоматические приборы АКГ, автоматические комплексы АК-1 и АК-2.For the purposes of regular monitoring of the flushing liquid by the content of free gas and true density, a method has been developed for determining the concentration of free gas in carbonated solutions by the compression method, manual and automatic devices have been developed and introduced for regular monitoring (Berezhnoy A.I., Degtev N.I. Degassing of flushing solutions in drilling. - M .: Gostoptekhizdat, 1963, 164 p.; Degtev NI, Zinkevich AI Control and degassing of drilling fluids. - M .: Nedra, 1978, 152 p.). From these sources of information are known: plunger device VG-1 (SU 147364, publ. 1962, No. 10), VG-2, modernized device VM-6 (hand-held devices); automatic device for continuous measurement of free gas in drilling mud, automatic devices AKG, automatic complexes AK-1 and AK-2.

Недостатком известных ручных приборов является их непригодность для организации непрерывного высокоточного контроля параметров промывочной жидкости по содержанию свободного газа.The disadvantage of the known hand-held devices is their unsuitability for the organization of continuous high-precision control of the parameters of the flushing liquid by the content of free gas.

Недостатками всех известных автоматических приборов для определения содержания свободного газа в промывочной жидкости компрессионным методом являются:The disadvantages of all known automatic devices for determining the content of free gas in the flushing liquid by the compression method are:

− дискретность измерения со временем цикла 3 минуты (20 измерений в час);- measurement resolution with a cycle time of 3 minutes (20 measurements per hour);

− малый объем измеряемой пробы (100 см3);- small volume of the measured sample (100 cm 3 );

− низкая точность измерения.- low measurement accuracy.

Эти недостатки не так существенны при общем контроле параметров промывочной жидкости, но они не позволяют использовать эти приборы при газовом каротаже. Газовый каротаж — метод измерения, позволяющий определить количество углеводородных газов, поступающих в глинистый раствор при бурении скважины. Результаты газового каротажа позволяют выделить газонасыщенные пласты. Например, при скорости разбуривания пласта-коллектора 60 м/час (что характерно для Западной Сибири) одно определение будет приходиться на 3 м проходки, что для газового каротажа совершенного неприемлемо.These disadvantages are not so significant in the general control of the parameters of the drilling fluid, but they do not allow the use of these tools in gas logging. Gas logging is a measurement method that allows you to determine the amount of hydrocarbon gases entering the mud when drilling a well. The results of gas logging make it possible to identify gas-saturated formations. For example, at a reservoir drilling rate of 60 m / h (which is typical for Western Siberia), one definition will fall on 3 m of penetration, which is completely unacceptable for gas logging.

Известно устройство для непрерывного определения объемной газонасыщенности бурового раствора путем установки на разъемном устье 3х высокоточных датчиков давления (Лукьянов Э.Е., Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования скважин. - М.: Нефть и газ, 1997, 688 с.), но, к сожалению, из-за малой высоты разъемного устья и малой измерительной базы реализовать этот перспективный метод определения объемной газонасыщенности бурового раствора (ПЖ) удается далеко не всегда.A device for continuous determination of the volumetric gas saturation of the drilling fluid by installing 3 x high-precision pressure sensors on the split mouth is known (Lukyanov E.E., Strelchenko V.V. Geological and technological research of wells. - M .: Oil and Gas, 1997, 688 p. ), but, unfortunately, due to the low height of the split mouth and the small measuring base, this promising method for determining the volumetric gas saturation of a drilling fluid (LF) is not always possible.

Известно устройство для автоматического измерения объемного газосодержания бурового раствора по SU 1492239, 14.10.1987, содержащее пробоотборную и измерительную камеры. При работе данного устройства отбор проб на анализ производят без использования насоса для подачи раствора за счет поступления бурового раствора самотеком при погружении приемной части под уровень в желобе. Недостатком данного устройства является низкая надежность при работе на вязких буровых растворах. Надежной работе устройства не способствует и наличие в нем большого количества механических элементов. Кроме того, небольшой объем пробы и достаточно длительный цикл ее исследования серьезно снижают его информационную ценность.Known device for automatic measurement of the volumetric gas content of the drilling fluid according to SU 1492239, 14.10.1987, containing a sampling and measuring chambers. When this device is operating, sampling for analysis is carried out without using a pump for supplying a solution due to the flow of drilling fluid by gravity when the receiving part is immersed under the level in the trough. The disadvantage of this device is low reliability when working with viscous drilling fluids. The reliable operation of the device is also not facilitated by the presence of a large number of mechanical elements in it. In addition, the small volume of the sample and the rather long cycle of its study seriously reduce its information value.

Известен дегазатор буровой промывочной жидкости, который содержит корпус с открытым днищем, размещаемый в резервуаре с газированным буровым раствором. На крышке корпуса закреплен двигатель и вмонтированы отводы газа со штуцерами для подключения к газо-воздушной линии. На валу двигателя закреплен фланец, на котором симметрично через 120° по окружности под углом от 5 до 15° относительно оси вращения вала смонтированы полые трубки, ориентированные снизу вверх, выполняющие функцию центробежного насоса. В каждой из трубок в нижней части образованы заборные отверстия, расположенные по ходу вращения двигателя, для забора загазованного бурового раствора из резервуара, а сверху – выпускные отверстия, направленные в сторону стенок корпуса, для выхода дегазированного раствора. Между крышкой корпуса и над центробежным насосом на элементах крепления полых трубок смонтирован перфорированный диск с возможностью его вращения совместно с насосом. В нижней части корпуса выполнены окна слива для вывода стекающего дегазированного раствора из дегазатора (патент РФ № 185084, МПК Е21В21/06, опубл. 21.11.2018).Known degasser drilling fluid, which contains an open bottom housing, placed in a tank with carbonated drilling fluid. An engine is mounted on the housing cover and gas outlets with fittings for connection to the gas-air line are mounted. A flange is fixed on the motor shaft, on which hollow tubes are mounted symmetrically through 120 ° around the circumference at an angle of 5 to 15 ° relative to the axis of rotation of the shaft, oriented from bottom to top, serving as a centrifugal pump. In each of the pipes, in the lower part, intake holes are formed, located in the direction of rotation of the engine, for intake of the gaseous drilling mud from the reservoir, and on top, there are outlet holes directed towards the walls of the housing for the outlet of the degassed solution. Between the housing cover and above the centrifugal pump, a perforated disk is mounted on the hollow tube fastening elements with the possibility of rotating it together with the pump. In the lower part of the body, drain windows are made for withdrawing the flowing degassed solution from the degasser (RF patent No. 185084, IPC Е21В21 / 06, published on November 21, 2018).

Данное устройство, предназначенное для очистки бурового раствора от растворенных в нем газов, не может быть использовано для непрерывного обора определенного количества промывочной жидкости для целей последующего анализа содержащихся в ней растворенных газов. Недостатком известного устройства является возможность быстрого загрязнения элементов дегазатора из-за образования глинистой корки, что приводит к уменьшению эффективности дегазации. По этой же причине необходим частый сервис (промывка, очистка дегазатора).This device, intended for cleaning the drilling fluid from gases dissolved in it, cannot be used for continuous sampling of a certain amount of drilling fluid for the purpose of subsequent analysis of the dissolved gases contained in it. The disadvantage of the known device is the possibility of rapid contamination of the elements of the degasser due to the formation of a mud cake, which leads to a decrease in the efficiency of degassing. For the same reason, frequent service is required (flushing, cleaning the degasser).

Известен дегазатор, содержащий вертикальный центробежный насос, снабженный газоотводной трубкой и направляющими лопатками на входе потока дегазируемой жидкости, и вертикальную пустотелую цилиндрическую дегазационную емкость. Газоотводная трубка и дегазационная емкость сообщены с устройством для откачки газа. Емкость соединена с насосом питающей трубой, раздваивающейся на два трубопровода. Оба трубопровода расположены внутри верхней части дегазационной емкости и имеют форму двойной спирали. Выходные концы трубопроводов размещены в противоположных сторонах внутренней стенки дегазационной емкости и выполнены направленными по касательной к ней. На входе трубопроводов установлены регулирующие задвижки (патент РФ № 130231, МПК B01D19/00, опубл. 20.07.2013 прототип).Known degasser containing a vertical centrifugal pump equipped with a gas outlet pipe and guide vanes at the inlet of the flow of degassed liquid, and a vertical hollow cylindrical degassing tank. The gas outlet pipe and the degassing tank are in communication with the gas pumping device. The tank is connected to the pump by a feed pipe that bifurcates into two pipelines. Both lines are located inside the top of the degassing tank and are double helical. The outlet ends of the pipelines are located on opposite sides of the inner wall of the degassing tank and are made tangential to it. At the inlet of the pipelines, control valves are installed (RF patent No. 130231, IPC B01D19 / 00, publ. 20.07.2013 prototype).

Недостатком известного устройства является то, что он предназначен для очистки промывочной жидкости от газа в процессе бурения, т.е. является одним из элементов системы очистки промывочной жидкости и не может быть использован для извлечения определенного количества газа, необходимого непрерывного анализа количества и состава газа в промывочной жидкости.The disadvantage of the known device is that it is intended for cleaning the drilling fluid from gas during drilling, i.e. is one of the elements of the flushing liquid purification system and cannot be used to extract a certain amount of gas, the required continuous analysis of the amount and composition of gas in the flushing liquid.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в возможности максимального (близкого к 100%) извлечения газа из промывочной жидкости в процессе бурения при постоянных условиях с целью определения количественного содержания газа в газовоздушной смеси, содержащейся промывочной жидкости для последующего анализа извлеченного газа.The technical problem to be solved by the claimed invention lies in the possibility of maximum (close to 100%) gas extraction from the drilling fluid during drilling under constant conditions in order to determine the quantitative content of gas in the gas-air mixture contained in the drilling fluid for subsequent analysis of the recovered gas.

Целью является повышение точности и стабильности определения содержания газа в газовоздушной смеси, извлеченной из промывочной жидкости в процессе бурения.The goal is to improve the accuracy and stability of determining the gas content in the gas-air mixture extracted from the drilling fluid during drilling.

Преимуществом заявляемого устройства по сравнению с известными аналогами является повышение и стабилизация дегазации при исключении ее зависимости от уровня промывочной жидкости и ее температуры, что обеспечивает надежность работы устройства в тяжелых климатических условиях.The advantage of the claimed device in comparison with known analogues is increase and stabilization of degassing while excluding its dependence on the level of the flushing liquid and its temperature, which ensures the reliability of the device in severe climatic conditions.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупностью признаков, состоит в получении на выходе устройства непрерывного потока газовоздушной смеси, извлеченной из промывочной жидкости, являющегося источником представительных проб для анализа газа, содержащегося в промывочной жидкости в процессе бурения, что, в свою очередь, позволяет повысить точность и стабильность определения содержание газа в газовоздушной смеси, извлеченной из промывочной жидкости.The technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire claimed set of features, consists in obtaining at the outlet of the device a continuous flow of a gas-air mixture extracted from the flushing fluid, which is a source of representative samples for analyzing the gas contained in the flushing fluid during drilling, which, in turn, allows to increase the accuracy and stability of determining the gas content in the gas-air mixture extracted from the flushing liquid.

Термины, используемые авторами в настоящем описании, имеют следующие толкования: The terms used by the authors in this description have the following interpretations:

Под постоянными условиями подразумевается обеспечение постоянного объема дегазируемой промывочной жидкости в единицу времени при постоянной температуре. Constant conditions mean the provision of a constant volume of degassed flushing fluid per unit of time at a constant temperature.

Постоянный объем – объем промывочной жидкости, из которой извлекается содержащийся в ней газ, прокачиваемый в единицу времени. Этот постоянный объем в единицу времени (или расход) обеспечивается применением перистальтического насоса. Для заявляемого устройства постоянный объем составляет от 3 до 5 л/мин.Constant volume - the volume of the flushing liquid from which the gas contained in it is extracted, pumped over per unit of time. This constant volume per unit time (or flow) is provided by the use of a peristaltic pump. For the device according to the invention, the constant volume is 3 to 5 l / min.

Термостабилизация – поддержание постоянной температуры обрабатываемой промывочной жидкости не ниже 55°, при которой газы, содержащиеся в промывочной жидкости, находятся в газообразном состоянии.Thermal stabilization - maintaining a constant temperature of the treated flushing liquid not lower than 55 °, at which the gases contained in the flushing liquid are in a gaseous state.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупностью признаков, состоит в получении на выходе устройства непрерывного потока газовоздушной смеси, извлеченной из промывочной жидкости, являющегося источником представительных проб для анализа газа, содержащегося в промывочной жидкости в процессе бурения, что, в свою очередь, позволяет повысить точность и стабильность определения содержание газа в газовоздушной смеси, извлеченной из промывочной жидкости.The technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire claimed set of features, consists in obtaining at the outlet of the device a continuous flow of a gas-air mixture extracted from the flushing fluid, which is a source of representative samples for analyzing the gas contained in the flushing fluid during drilling, which, in turn, allows to increase the accuracy and stability of determining the gas content in the gas-air mixture extracted from the flushing liquid.

Для обеспечения технического результата дегазатор постоянного объема включает перестальтический насос, дегазационную камеру, при этом дегазатор содержит пробоотборное устройство, выполненное в виде перфорированного в нижней части цилиндра, в центре которого помещен ротор, содержащий лопасти, размещенные вдоль него по спирали, связанного с перестальтическим насосом, выход которого соединен со смесителем, содержащим смесительную камеру со смесительным венчиком, брызгогасителем и дегазационную камеру. Лопасти пробоотборного устройства дегазатора выполнены поочередно сужающимися и расширяющимися книзу, при этом наружная часть лопастей имеет скругленную форму. Перфорация перфорированного пробоотборного устройства выполнена в виде отверстий диаметром от 2,5 до 7,5 мм. Ротор пробоотборного устройства связан с гибким валом и через стыковочный узел с редуктором перестальтического насоса, при этом стыковочный узел содержит фрикционную муфту, предохраняющую кинематический механизм от перегрузок, возникающих в случае заклинивания лопастей ротора пробоотборного устройства. Смесительный венчик, установленный в смесительной камере, выполнен расширяющимся книзу с лопастями, установленными под углом от 20 до 25 градусов к вертикали, при этом угол между лопастями равен 120 градусам. Смесительная камера имеет выходной патрубок для отбора выделяемой газовоздушной смеси и штуцер для подсоса воздуха. Дегазатор содержит программируемый частотный преобразователь, обеспечивающий защиту по току и возможность регулировки частоты вращения перистальтического насоса, а соответственно, расхода промывочной жидкости, через который оба двигателя дегазатора подключаются к сети. Дегазатор содержит два двигателя, один из которых приводит в движение перистальтический насос, второй двигатель приводит во вращение венчик смесителя, а также термочехол. На выходе из перистальтического насоса перед входом в смеситель установлен нагреватель.To ensure the technical result, the degasser of constant volume includes a peristaltic pump, a degassing chamber, while the degasser contains a sampling device made in the form of a cylinder perforated in the lower part, in the center of which there is a rotor containing blades arranged along it in a spiral, connected to a peristaltic pump, the outlet of which is connected to a mixer containing a mixing chamber with a mixing whisk, a spray suppressor and a degassing chamber. The blades of the sampling device of the degasser are made alternately tapering and widening downward, while the outer part of the blades has a rounded shape. The perforation of the perforated sampling device is made in the form of holes with a diameter of 2.5 to 7.5 mm. The rotor of the sampling device is connected to a flexible shaft and through a docking unit with a reducer of the peristaltic pump, while the docking unit contains a friction clutch that protects the kinematic mechanism from overloads arising in the event of jamming of the rotor blades of the sampling device. The mixing rim installed in the mixing chamber is made expanding downward with the blades set at an angle of 20 to 25 degrees to the vertical, while the angle between the blades is 120 degrees. The mixing chamber has an outlet for sampling the released gas-air mixture and a connection for air intake. The degasser contains a programmable frequency converter that provides current protection and the ability to adjust the rotational speed of the peristaltic pump, and, accordingly, the flow rate of the flushing fluid, through which both motors of the degasser are connected to the network. The degasser contains two motors, one of which drives the peristaltic pump, the second motor drives the mixer rim in rotation, as well as a thermal cover. A heater is installed at the outlet of the peristaltic pump in front of the mixer inlet.

Сущность заявляемого изобретения поясняется рисунками, где: The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where:

На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства.FIG. 1 shows a general view of the claimed device.

На фиг. 2 представлена функциональная схема заявляемого устройства.FIG. 2 shows a functional diagram of the claimed device.

На фиг. 3 представлено пробоотборное устройство.FIG. 3 shows a sampling device.

На фиг. 4 представлено изображение смесителя.FIG. 4 shows a picture of the mixer.

Рисунки на фиг. 1–3 включают следующие позиции:The figures in FIG. 1-3 include the following items:

1 – пробоотборное устройство,1 - sampling device,

2 – перистальтический насос,2 - peristaltic pump,

3 – смеситель,3 - mixer,

4 – термочехол,4 - thermo cover,

5 – электродвигатель смесителя,5 - mixer motor,

6 – электродвигатель перистальтического насоса,6 - electric motor of the peristaltic pump,

7 – смесительная камера,7 - mixing chamber,

8 – дегазационная камера,8 - degassing chamber,

9 – штуцер для подсоса воздуха,9 - fitting for air suction,

10 – штуцер для отбора газо-воздушной смеси,10 - fitting for sampling the gas-air mixture,

11 – газовоздушная линия,11 - gas-air line,

12 – венчик с лопастями,12 - a whisk with blades,

13 – гибкий вал,13 - flexible shaft,

14 – всасывающий шланг,14 - suction hose,

15 – сливной шланг,15 - drain hose,

16 – желоб (выход из скважины ПЖ),16 - chute (exit from the pancreatic well),

17 – ротор, 17 - rotor,

18 – корпус пробоотборого устройства,18 - body of the sampling device,

19 – верхний подшипник,19 - upper bearing,

20 – лопасти спиралевидной формы,20 - blades of a spiral shape,

21 – нижний подшипник,21 - lower bearing,

22 – выходной штуцер,22 - outlet fitting,

23 – заборные отверстия для всасывания ПЖ.23 - intake holes for RV suction.

Дегазатор постоянного объема непрерывного действия (далее – дегазатор) (фиг. 1) включает пробоотборное устройство 1, связанное с перистальтическим насосом 2, выход которого соединен со смесительной камерой 7 смесителя 3, соединенного газовоздушной линией с газоаналитическим блоком станции геолого-технологических исследований (ГТИ). Для эксплуатации при отрицательных температурах окружающей среды устройство заключается в термочехол 4, надеваемый на дегазатор и всасывающий шланг и поддерживающий постоянную температуру +40°С. Дегазатор может содержать датчики давления, температуры и удельного электрического сопротивления (на чертежах не показаны).Degasser of constant volume of continuous operation (hereinafter referred to as the degasser) (Fig. 1) includes a sampling device 1 connected to a peristaltic pump 2, the outlet of which is connected to the mixing chamber 7 of the mixer 3 connected by a gas-air line to the gas analytical unit of the geological and technological research station (GTI) ... For operation at negative ambient temperatures, the device consists of a thermal cover 4, which is put on the degasser and the suction hose and maintains a constant temperature of + 40 ° C. The degasser may contain pressure, temperature and resistivity sensors (not shown in the drawings).

Пробоотборное устройство 1 погружается в желоб 16 (выход из скважины промывочной жидкости) и создает условия беспрепятственного всасывания промывочной жидкости перистальтическим насосом 2.The sampling device 1 is immersed in the chute 16 (outlet of the drilling fluid from the well) and creates conditions for unhindered suction of the flushing fluid by the peristaltic pump 2.

Пробоотборное устройство 1 выполнено в виде цилиндра, в нижней части которого имеются отверстия, в центре помещен внутренний ротор 17 с лопастями 20 спиралевидной формы (фиг. 3). Лопасти выполнены поочередно сужающимися и расширяющимися книзу, при этом наружная часть лопастей имеет скругленную форму. The sampling device 1 is made in the form of a cylinder, in the lower part of which there are holes, in the center there is an inner rotor 17 with blades 20 of a spiral shape (Fig. 3). The blades are made alternately tapering and widening downward, while the outer part of the blades has a rounded shape.

Спиральная форма лопастей при вращении препятствует скапливанию шлама (выбуренной породы) в нижней части пробоотборника. В зависимости от вращения по часовой стрелке/против часовой стрелки лопасти или выбрасывают шлам вверх, или вниз как бур.The spiral shape of the blades during rotation prevents the accumulation of cuttings (cuttings) in the lower part of the sampler. Depending on clockwise / counterclockwise rotation, the blades either throw cuttings up or down like a drill.

Лопасти, вращаясь, очищают заборные отверстия 23 для всасывания промывочной жидкости. Заборные отверстия имеют диаметр от 2,5 до 7,5 мм и расположение, оптимальное относительно потока промывочной жидкости.The blades, rotating, clean the intake holes 23 for suction of the flushing fluid. The intake holes have a diameter of 2.5 to 7.5 mm and are located optimally with respect to the flow of flushing fluid.

Приведенный размерный интервал диаметров заборных отверстий является оптимальным. Если диаметр заборного отверстия будет меньше 2,5 мм, то оно будет плохо пропускать промывочную жидкость; если диаметр заборного отверстия будет больше 7,5 мм, то в рабочий объем цилиндра будут попадать крупные частицы выбуренной породы, которые могут его забить.The given dimensional range of the diameters of the intake holes is optimal. If the diameter of the intake hole is less than 2.5 mm, then it will poorly pass the flushing liquid; if the diameter of the intake hole is more than 7.5 mm, then large particles of cuttings will get into the working volume of the cylinder, which can clog it.

Ротор 17 пробоотборного устройства 1 приводится во вращение гибким валом 13, который снимает вращающий момент с редуктора перистальтического насоса 2. Вал имеет длину 3 метра и соединяется с редуктором насоса при помощи специального стыковочного узла (не рисунке не показан).The rotor 17 of the sampling device 1 is driven in rotation by a flexible shaft 13, which removes the torque from the gearbox of the peristaltic pump 2. The shaft has a length of 3 meters and is connected to the pump gearbox using a special docking unit (not shown in the figure).

Конструкция стыковочного узла включает шпильку, соединяющую вал редуктора перестальтического насоса 2 с резьбовым концом гибкого вала. Все защищено фланцем, закрепленным на редукторе, к фланцу прикреплен (привинчен) кожух (внешняя оболочка гибкого вала).The design of the docking unit includes a pin connecting the shaft of the reducer of the peristaltic pump 2 with the threaded end of the flexible shaft. Everything is protected by a flange fixed to the gearbox, a cover (outer shell of the flexible shaft) is attached (screwed) to the flange.

Смеситель 3 включает двигатель 5, смесительную камеру 7, дегазационную камеру 8, расположенную в верхней части смесителя 3 над смесительной камерой 7. The mixer 3 includes an engine 5, a mixing chamber 7, a degassing chamber 8 located in the upper part of the mixer 3 above the mixing chamber 7.

В смесительной камере 7 установлен венчик 12, расширяющийся книзу (пирамидальной формы), с тремя лопастями. Лопастей может быть больше, но количество их не усиливает положительный результат. Лопасти венчика установлены под углом от 20 до 25 градусов к вертикали. Угол между ними – 120 град. Данный интервал является оптимальным для использования венчика по указанному назначению. На штоке венчика в верхней части установлен брызгогаситель (на рисунке не показан). Брызгогаситель выполнен круглым, имеет больший диаметр, чем круглое окно, расположенное над ним и отделяющее объем дегазационной камеры от смесительной камеры. Брызгогаситель установлен с зазором, предпочтительно не менее 2 мм, ниже этого окна и предотвращает прямое попадание брызг наверх в дегазационную камеру. На брызгагасителе сверху приварены маленькие лопатки для отбрасывания брызг, которые могут попасть в этот зазор.In the mixing chamber 7, a rim 12 is installed, expanding downward (pyramidal), with three blades. There may be more blades, but their number does not enhance a positive result. The rim blades are set at an angle of 20 to 25 degrees to the vertical. The angle between them is 120 degrees. This interval is optimal for using the whisk for the specified purpose. A spray suppressor is installed on the whisk stem in the upper part (not shown in the figure). The sprinkler is round and has a larger diameter than the round window located above it and separating the volume of the degassing chamber from the mixing chamber. The sprinkler is installed with a gap, preferably at least 2 mm, below this window and prevents direct splashes from entering the degassing chamber upward. The splash guard has small blades welded on top to throw away any splashes that might get into this gap.

Дегазационная камера, установленная над смесительной камерой и брызгогасителем, имеет высоту 2,5 см и относительно небольшой объем. Дегазационная камера имеет два штуцера, один из которых 10 служит для отбора газовоздушной смеси для анализа, а второй 9 служит для подсоса воздуха с целью выравнивания давления в дегазационной камере. К штуцеру 10 присоединяется газовоздушная линия 11 для отбора газовоздушной смеси и подачи выделенных газов в газоанализатор.The degassing chamber, installed above the mixing chamber and splash bar, is 2.5 cm high and has a relatively small volume. The degassing chamber has two fittings, one of which 10 is used for sampling the gas-air mixture for analysis, and the second 9 is used for sucking in air in order to equalize the pressure in the degassing chamber. A gas-air line 11 is connected to the fitting 10 for sampling the gas-air mixture and supplying the emitted gases to the gas analyzer.

Электродвигатель перистальтического насоса и электродвигатель смесителя подключаются к сети через программируемый частотный преобразователь, обеспечивающий защиту по току и возможность регулировки частоты вращения перистальтического насоса, а соответственно, расхода промывочной жидкости. The electric motor of the peristaltic pump and the electric motor of the mixer are connected to the network through a programmable frequency converter, which provides current protection and the ability to adjust the rotational speed of the peristaltic pump, and, accordingly, the flow rate of the flushing fluid.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Пробоотборное устройство 1, выполненное в виде перфорированного в нижней части цилиндра дегазатора, погружается в желоб 16 (выход из скважины промывочной жидкости), обеспечивая беспрепятственное всасывание промывочной жидкости перистальтическим насосом 2. Беспрепятственное всасывание промывочной жидкости через отверстия перфорации в нижней части пробоотборного устройства обеспечивается их оптимальным размером от 2,5 до 7,5 мм и выполнением лопастей (20) спиральной формы (рис. 3), которые при вращении очищают входные заборные отверстия от фрагментов выбуренной породы, содержащейся в промывочной жидкости, и препятствуют скапливанию шлама (выбуренной породы) в нижней части пробоотборника. Если отверстия (перфорацию) в пробоотборном устройстве не очищать, то они могут быстро забиться (заблокироваться) кусочками выбуренной породы и всасывание промывочной жидкости затруднится и может быть быстро полностью прекращено. Вращение на ротор 17 пробоотборного устройства 1 передается гибким валом 13 от редуктора перистальтического наноса 2. The sampling device 1, made in the form of a degasser perforated in the lower part of the cylinder, is immersed in the chute 16 (outlet of the drilling fluid from the well), ensuring unhindered suction of the flushing fluid by the peristaltic pump 2. Unhindered suction of the flushing fluid through the perforation holes in the lower part of the sampling device is ensured by their optimal with a size of 2.5 to 7.5 mm and the execution of blades (20) of a spiral shape (Fig. 3), which, when rotating, clean the inlet intake holes from fragments of cuttings contained in the drilling fluid, and prevent the accumulation of cuttings (cuttings) in bottom of the sampler. If the holes (perforations) in the sampling device are not cleaned, they can quickly become clogged (blocked) with pieces of cuttings and the suction of the drilling fluid becomes difficult and can be quickly completely stopped. Rotation to the rotor 17 of the sampling device 1 is transmitted by a flexible shaft 13 from the reducer of the peristaltic drift 2.

Промывочная жидкость непрерывно поступает в перистальтический насос 2. Насос 2 создает поток с постоянным расходом, который поступает в смеситель 3 через нижнее фланцевое соединение, затем перемешивается смесителем со скоростью около 1500 об/мин.The flushing liquid is continuously supplied to the peristaltic pump 2. Pump 2 creates a flow with a constant flow rate, which enters the mixer 3 through the lower flange connection, then is mixed by the mixer at a speed of about 1500 rpm.

В смесителе венчик пирамидальной формы с тремя лопастями разбивает промывочную жидкость и формирует газовоздушную смесь (смесь газа, выделившегося из промывочной жидкости и воздуха) с постоянным коэффициентом дегазации. Газовоздушная смесь скапливается в дегазационной камере 8. Газовоздушная смесь – смесь газа (отбираемого для анализа) и атмосферного воздуха. Линия, по которой производится транспортировка газовоздушной смеси далее – газовоздушная линия 11.In the mixer, a pyramidal whisk with three blades breaks the flushing liquid and forms a gas-air mixture (a mixture of gas released from the flushing liquid and air) with a constant degassing ratio. The air-gas mixture accumulates in the degassing chamber 8. Air-gas mixture is a mixture of gas (taken for analysis) and atmospheric air. The line along which the gas-air mixture is transported further is the gas-air line 11.

В зависимости от условий эксплуатации дегазатор оснащается термочехлом и/или подогревателем промывочной жидкости (на рисунках не показан). В условиях бурения на морском шельфе с применением водоотделительной колонны (райзера), углеводородные газы из-за охлаждения промывочной жидкости при прохождении через райзер могут выпадать в жидкую фазу. Это не дает возможности получить представительные результаты газового анализа. С целью подогрева промывочной жидкости после перистальтического насоса, но перед входом в смеситель, устанавливается нагреватель промывочной жидкости (на рисунках не показан), поддерживающий температуру потока промывочной жидкости не ниже 55°С.Depending on the operating conditions, the degasser is equipped with a thermal cover and / or a flushing fluid heater (not shown in the figures). In offshore drilling with the use of a riser (riser), hydrocarbon gases, due to cooling of the drilling fluid when passing through the riser, can precipitate into the liquid phase. This makes it impossible to obtain representative gas analysis results. For the purpose of heating the flushing fluid after the peristaltic pump, but before entering the mixer, a flushing fluid heater (not shown in the figures) is installed, which maintains the temperature of the flushing fluid flow not lower than 55 ° C.

При данных условиях углеводородные газы, содержащиеся в промывочной жидкости и подлежащие анализу, находится в газообразном состоянии, благодаря чему могут быть удалены из промывочной жидкости и направлены на анализ. Under these conditions, the hydrocarbon gases contained in the washing liquid and subject to analysis are in a gaseous state, due to which they can be removed from the washing liquid and sent for analysis.

Далее, газо-воздушная смесь подается в станцию геолого-технологических исследований (ГТИ), где производится ее покомпонентный анализ на хроматографе. Отработанная промывочная жидкость сливается из смесительной камеры через сливной шланг 15 обратно в циркуляционную систему буровой установки.Further, the gas-air mixture is fed to the geological and technological research station (GTI), where its component-wise analysis is performed on a chromatograph. The spent flushing fluid is drained from the mixing chamber through the drain hose 15 back to the circulation system of the drilling rig.

Возможность реализации заявленного устройства иллюстрируется техническими характеристиками заявляемого устройства, приведенными в таблице 1.The possibility of implementing the claimed device is illustrated by the technical characteristics of the claimed device, shown in Table 1.

Таблица 1Table 1

Перистальтический насос:Peristaltic pump: Внутренний (рабочий) диаметр шлангаInternal (working) hose diameter МмMm 16sixteen Номинальное число оборотов ротора насосаRated speed of the pump rotor об/минrpm 3535 Мощность электродвигателя насосаPump motor power кВтkW 1,11.1 Номинальная частота вращения вала электродвигателя насосаRated speed of the pump motor shaft об/минrpm 14801480 Производительность насосаPump capacity м3/часm 3 / hour 0,1–0,30.1-0.3 Максимальное давление, создаваемое насосомMaximum pressure generated by the pump кгс/см2 kgf / cm 2 1212 Смеситель:Mixer: Мощность электродвигателя смесителяMixer motor power кВтkW 0,550.55 Номинальная частота вращения вала электродвигателя смесителяRated speed of the mixer motor shaft об/минrpm 15001500 ПитаниеNutrition ВIN 380380 Масса (в сборе), не болееWeight (assembled), no more КгKg 120120 Габариты, не более (ДхШхВ)Dimensions, no more (LxWxH) МмMm 750×500×700750 × 500 × 700

Устройство может быть изготовлено в серийном производстве на имеющемся стандартном оборудовании с использованием стандартных комплектующих.The device can be mass-produced on existing standard equipment using standard components.

Claims (11)

1. Дегазатор постоянного объёма, включающий перестальтический насос, дегазационную камеру, при этом дегазатор содержит пробоотборное устройство, выполненное в виде перфорированного в нижней части цилиндра, в центре которого помещён ротор, содержащий лопасти, размещённые вдоль него по спирали, связанного с перестальтическим насосом, выход которого соединён со смесителем, содержащим смесительную камеру со смесительным венчиком, брызгогасителем и дегазационную камеру.1. Degasser of constant volume, including a peristaltic pump, a degassing chamber, while the degasser contains a sampling device made in the form of a cylinder perforated in the lower part, in the center of which there is a rotor containing blades arranged along it in a spiral, connected with a peristaltic pump, an outlet which is connected to a mixer containing a mixing chamber with a mixing whisk, a splash damper and a degassing chamber. 2. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что лопасти пробоотборного устройства выполнены поочерёдно сужающимися и расширяющимися книзу, при этом наружная часть лопастей имеет скруглённую форму.2. The degasser according to claim 1, characterized in that the blades of the sampling device are made alternately narrowing and widening downward, while the outer part of the blades has a rounded shape. 3. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что перфорация перфорированного пробоотборного устройства выполнена в виде отверстий диаметром от 2,5 до 7,5 мм.3. The degasser according to claim 1, characterized in that the perforation of the perforated sampling device is made in the form of holes with a diameter of 2.5 to 7.5 mm. 4. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что ротор пробоотборного устройства связан с гибким валом и через стыковочный узел с редуктором перестальтического насоса, при этом стыковочный узел содержит фрикционную муфту, предохраняющую кинематический механизм от перегрузок, возникающих в случае заклинивания лопастей ротора пробоотборного устройства.4. The degasser according to claim 1, characterized in that the rotor of the sampling device is connected to a flexible shaft and through a docking unit with a reducer of the peristaltic pump, while the docking unit contains a friction clutch that protects the kinematic mechanism from overloads arising in case of jamming of the rotor blades of the sampling device ... 5. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что смесительный венчик, установленный в смесительной камере, выполнен расширяющимся книзу с лопастями, установленными под углом от 20 до 25 градусов к вертикали, при этом угол между лопастями равен 120 градусам.5. The degasser according to claim 1, characterized in that the mixing whisk installed in the mixing chamber is made expanding downward with the blades set at an angle of 20 to 25 degrees to the vertical, while the angle between the blades is 120 degrees. 6. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что смесительная камера имеет выходной патрубок для отбора выделяемой газовоздушной смеси и штуцер для подсоса воздуха.6. The degasser according to claim 1, characterized in that the mixing chamber has an outlet pipe for sampling the released gas-air mixture and a connection for air suction. 7. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит программируемый частотный преобразователь, обеспечивающий защиту по току и возможность регулировки частоты вращения перистальтического насоса (а соответственно, расхода ПЖ), через который оба двигателя дегазатора подключаются к сети.7. The degasser according to claim 1, characterized in that it contains a programmable frequency converter that provides current protection and the ability to adjust the rotational speed of the peristaltic pump (and, accordingly, the RV flow), through which both motors of the degasser are connected to the network. 8. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит два двигателя, один из которых приводит в движение перистальтический насос, второй двигатель приводит во вращение венчик смесителя.8. The degasser according to claim 1, characterized in that it contains two motors, one of which drives the peristaltic pump, the second motor drives the mixer rim in rotation. 9. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит термочехол.9. The degasser according to claim 1, characterized in that it contains a thermal cover. 10. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что на выходе из перистальтического насоса установлен нагреватель.10. The degasser according to claim 1, characterized in that a heater is installed at the outlet of the peristaltic pump. 11. Дегазатор по п. 1, отличающийся тем, что на входе в смеситель установлен нагреватель.11. The degasser according to claim 1, characterized in that a heater is installed at the mixer inlet.
RU2019142461A 2019-12-19 2019-12-19 Continuous-action constant volume degasser RU2727849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142461A RU2727849C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Continuous-action constant volume degasser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142461A RU2727849C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Continuous-action constant volume degasser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727849C1 true RU2727849C1 (en) 2020-07-24

Family

ID=71741296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142461A RU2727849C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Continuous-action constant volume degasser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727849C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113899804A (en) * 2021-09-30 2022-01-07 国网福建省电力有限公司永安市供电公司 Main transformer fault oil gas surface field rapid detection and judgment device and detection method thereof

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU566223A1 (en) * 1974-12-27 1977-07-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки Continuous-action degasator for automatic gas-logging and field geochemical stations
US4046528A (en) * 1975-04-28 1977-09-06 Smith International, Inc. Degassing system
US4084946A (en) * 1977-05-31 1978-04-18 Burgess Harry L Drilling mud degasser
SU1046487A1 (en) * 1982-06-22 1983-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам System for automatically measuring volumetric gas content of drilling mid
SU1421361A1 (en) * 1987-02-10 1988-09-07 Д.-С. Скворцов, Н. П. Уманчик, Р. И. Газизов и А. В. Семеновых Apparatus for degassing the drilling mud
SU1492239A1 (en) * 1987-10-14 1989-07-07 Андижанское Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Научно-Производственного Объединения "Нефтеавтоматика" Device for automatic measuring of gas content in volume of drilling fluid
SU1646568A1 (en) * 1989-04-05 1991-05-07 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Degassing apparatus
RU2271434C2 (en) * 2004-06-16 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ШИББОЛЕТ" Degasser
RU2451251C1 (en) * 2011-03-22 2012-05-20 Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" Gas processing facility of gas field of oil and gas condensate deposit
RU130231U1 (en) * 2013-01-30 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Техномехсервис" Degasser
RU185084U1 (en) * 2018-10-09 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" Drilling Fluid Degasser

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU566223A1 (en) * 1974-12-27 1977-07-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки Continuous-action degasator for automatic gas-logging and field geochemical stations
US4046528A (en) * 1975-04-28 1977-09-06 Smith International, Inc. Degassing system
US4084946A (en) * 1977-05-31 1978-04-18 Burgess Harry L Drilling mud degasser
SU1046487A1 (en) * 1982-06-22 1983-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам System for automatically measuring volumetric gas content of drilling mid
SU1421361A1 (en) * 1987-02-10 1988-09-07 Д.-С. Скворцов, Н. П. Уманчик, Р. И. Газизов и А. В. Семеновых Apparatus for degassing the drilling mud
SU1492239A1 (en) * 1987-10-14 1989-07-07 Андижанское Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Научно-Производственного Объединения "Нефтеавтоматика" Device for automatic measuring of gas content in volume of drilling fluid
SU1646568A1 (en) * 1989-04-05 1991-05-07 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Degassing apparatus
RU2271434C2 (en) * 2004-06-16 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ШИББОЛЕТ" Degasser
RU2451251C1 (en) * 2011-03-22 2012-05-20 Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" Gas processing facility of gas field of oil and gas condensate deposit
RU130231U1 (en) * 2013-01-30 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Техномехсервис" Degasser
RU185084U1 (en) * 2018-10-09 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" Drilling Fluid Degasser

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113899804A (en) * 2021-09-30 2022-01-07 国网福建省电力有限公司永安市供电公司 Main transformer fault oil gas surface field rapid detection and judgment device and detection method thereof
CN113899804B (en) * 2021-09-30 2024-04-16 国网福建省电力有限公司永安市供电公司 Device and method for rapidly detecting and judging gas in main transformer fault oil on site

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0555965B1 (en) Controlled gas trap system
US10180396B2 (en) Method and apparatus for speciating hydrocarbons
US10125557B2 (en) Method of capturing vapor phase fluids from fluid returns in a tank
JPH0760128B2 (en) Device for collecting gaseous inclusions in liquids
CA2798561C (en) Apparatus and method for detecting gases conveyed by drilling fluids from subterranean wells
US11739600B2 (en) Degassing and analyzing drilling fluid
WO2006124568A2 (en) Gas trap for drilling mud
RU2727849C1 (en) Continuous-action constant volume degasser
EP2796663A2 (en) System and method for analysing gas from a borehole
CA2827711C (en) Gas trap
US11686168B2 (en) Apparatus and methods for determining in real-time efficiency of extracting gas from drilling fluid at surface
RU185084U1 (en) Drilling Fluid Degasser
EP3058997A1 (en) Extraction device for extracting gases from a wellbore
EP3081740A1 (en) System and method for sampling a drilling fluid exiting a wellbore
US3055743A (en) Gas detection apparatus
US9417162B2 (en) Gas trap expansion chamber
CN216285268U (en) Device for quantitatively detecting gas content of drilling fluid and calculating gas content of rock
US20090007635A1 (en) Floating Bubble Jar Gas Dryer for Mud Gas Analyzer
RU2575288C2 (en) Unit and method of study of gas and gas condensate wells
CA2911112C (en) Method and apparatus for speciating hydrocarbons
CN115876973A (en) Device and method for quantitatively detecting gas content of drilling fluid and calculating gas content of rock
CN110398267A (en) A kind of three-phase measuring system that realizing logic control and metering method