Современные илоотделители - оборудование третьей ступени очистки бурового раствора

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра: Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности.

Защита                                                                               К защите

Оценка                                                                               Дата

Подпись                                                                             Подпись

Илоотделитель

   Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине                 «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых                                                       скважин на суше»

130602.

Выполнил:

Проверил:   

Тюмень 200

Содержание лист

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                 3

1  АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ

1.1  Устройство и принцип действия илоотделителя                       4

1.2  Илоотделители отечественного производства                          7

1.3  Илоотделители зарубежного производства                               10

1.4  Выбор прототипа                                                                        11

2  РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.1  Исходные данные для расчёта                                                    12         

2.2  Расчёт конструктивных параметров гидроциклона                  12

2.3  Расчёт основных параметров гидроциклона                             13

2.4  Проверка турбулентного режима                                              13

2.5  Вывод                                                                                          14

3  МОНТАЖ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ

3.1 Монтаж                                                                                         15

3.2 Техническое обслуживание и ремонт                                         16

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ                                                                           17

ВВЕДЕНИЕ

Буровой раствор - смесь глины, воды и химических соединений, закачиваемая, как правило,  на забой по бурильной колонне во время бурения для смазки и охлаждения забойного инструмента, очистки забоя от выбуренной породы, поддержания необходимо давления и сообщения забойному двигателю гидравлической энергии.

От качества очистки бур. р-ра зависит не только скорость бурения  и ресурс  бурового оборудования, но и глинизация стенок скважины. Именно поэтому повышение степени очистки бурового раствора является важнейшей задачей. Очистное оборудование должно обладать высокой надёжностью, т.к. технология бурения не допускает прекращения циркуляции бурового раствора во время бурения.

Циркуляционные системы современных буровых установок имеют в своём составе блок очистки, состоящий из резервуаров для сбора, отстаивания и разделения бурового раствора, шламовых насосов, вибросит, пескоотделителей, илоотделителей, центрифуг, желобной и трубопроводной систем, запорной и регулирующей арматуры и т.д.

В данной работе рассмотрены современные илоотделители - оборудование третьей ступени очистки бурового раствора.

1 АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Устройство и принцип действия илоотделителя.

Илоотделитель представляет собой батарею гидроциклонов (6-16 шт.), соединённых параллельно с общей питающей и выкидной линиями.

Основной рабочий орган – гидроциклон. Он представляет собой сосуд, состоящий из верхней короткой цилиндрической и нижней удлинненой конической частей с входным и 2-мя выходними патрубками. Буровой раствор, после очистки на виброситах, подаётся под небольшим давлением по трубопроводу через сужающийся тангенциально установленный входной (питающий) патрубок, во внутреннюю цилиндрическую полость.

Тангенциальный подвод жидкости с определенным запасом энергии вынуждает ее к интенсивному вращательному движению во внутренней полости и к поступательному по винтообразной траектории в сторону разгрузочного пескового отверстия с образованием внешнего потока. Скорость частиц в каждой точке внешнего потока является равнодействующей трёх скоростей: тангенциальной ω_t, радиальной u и вертикальной υ.

Тангенциальная скорость ω_t и радиус вращения  связана зависимостью

n=0.52 вблизи стенки и снижается до n=0.3 во внутреннем потоке, направленном на слив.

При переходе потока из цилиндрической части гидроциклона в конус возрастает центробежния сила, вследствии уменьшения радиуса, а так-же из-за сужения конуса и незначительной пропускной способности пескового отверстия способствует отделению  большей части жидкости от внешнего потока в радиальном направлении с образованием внутреннего восходящего потока. Последний, вращаясь в том же направлении, уходит через верхний сливной патрубок.

Между тангенциальной скоростью внутреннего потока ω_t и скоростью жидкости в тангенциальной насадке υ_п сущ. соотношение