Оборудование для подготовки малообъемных тампонажных смесей. Установка смесительного типа УС50-14-Курсовая работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Оборудование для подготовки малообъемных тампонажных смесей. Установка смесительного типа УС50-14-Курсовая работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин
Дипломный проект студента Молчанова Антона Владимировича на тему «Оборудование для подготовки малообъемных тампонажных смесей» выполнен на основании задания на проектирование, выданного ООО «Газпром добыча Красноярск».
На данный момент серийно выпускаемые цементосмесительные установки рассчитаны на приготовление большого количества тампонажной смеси (десятки кубометров). Для установки цементных мостов данные агрегаты обладают избыточной производительностью и экономически невыгодно приобретать их для бригады испытателей скважин.
В связи с этим, возникла необходимость разработать мобильные емкость для приготовления цементного раствора.
Дипломный проект содержит листов графической части, ____ листов пояснительной записки. При работе над дипломным проектом использована информация из ___ литературных источников.
1.2 Блок приготовления раствора БПР-70 [2]

В настоящее время в отечественной практике широко используют прогрессивную технологию приготовления буровых растворов из порошкообразных материалов. Технология основывается на применении серийно выпускаемого оборудования: блока приготовления раствора (БПР), выносного гидроэжекторного смесителя, гидравлического диспергатора, емкости ЦС, механических и гидравлических перемешивателей, поршневого насоса.
Блок БПР предназначен для приготовления и утяжеления бурового раствора, а также хранения на буровой запаса порошкообразных материалов. Выпускается несколько типов БПР, отличающихся вместимостью бункеров для хранения материалов.
Наиболее широко применяется БПР, выпускаемый Хадыженским машзаводом. Он представляет собой (рисунок 2) два цельнометаллических бункера 1, которые оборудованы разгрузочными пневматическими устройствами 7, резинотканевыми гофрированными рукавами 3 и воздушными фильтрами 2. В комплект БПР входит выносной гидроэжекторный смеситель 4, который монтируется непосредственно на емкости ЦС и соединяется с бункером гофрированным рукавом.
Бункера предназначены для приема, хранения и подачи порошкообразных материалов в камеру гидроэжекторного смесителя. Они представляют собой цилиндрические резервуары с коническими днищами и крышей, которые установлены на четырех приваренных к раме 5 стойках 6. Порошкообразный материал подается в них из автоцементовозов по трубе, закрепленной на внешней поверхности цилиндрической части бункера. К коническому днищу прикреплено раз-грузочное устройство, включающее аэратор, поворотную шиберную заслонку и воздушный эжектор. На крышке бункера установлен воздушный фильтр.

1 - бункер; 2 - воздушный фильтр; 3 - резиновый рукав; 4 - гидроэжекторный смеситель;
5 - рама; 6 - стойка.

Рисунок 2 - Схема блока приготовления раствора БПР-70

Выносной гидроэжекторный смеситель состоит из корпуса с тремя патрубками. К верхнему патрубку крепится прием для поступающего из бункера или через воронку порошкообразного материала. В левом патрубке установлены сменный твердосплавный штуцер и труба для подачи жидкости от насоса. К правому патрубку прикреплены диффузор и сливная труба. При прохождении подаваемой насосом жидкости через штуцер в камере гидроэжекторного смесителя создается вакуум. В результате этого порошкообразный материал из бункера поступает по резинотканевому гофрированному рукаву в камеру.
Принцип действия блока БПР состоит в следующем (рисунок 3). Порошкообразный материал (глина, барит и др.), привезенный на скважину автоцементовозом, загружается в силосы 1 пневмотранспортом при помощи компрессора. Поступая в силос, материал отделяется от воздуха, а воздух выходит в атмосферу через фильтр 2. При необходимости подачи порошкообразного материала в гидроэжекторный смеситель вначале аэрируют материал в силосе, чтобы исключить его зависание при опорожнении силоса, затем открывают шиберную заслонку, в результате чего обеспечивается доступ материалов в гофрированный шланг.
Жидкость, прокачиваемая насосом через штуцер гидросмесителя, в камере последнего создает разрежение, а так как в силосе поддерживается атмосферное давление, то на концах гофрированного шланга возникает перепад давления, под действием которого порошкообразный материал перемещается в камеру гидросмесителя, где смешивается с прокачиваемой жидкостью. Воронка гидросмесителя служит для ввода материала в зону смешивания вручную. В обычном случае ее патрубок закрыт пробкой.

1 - силос; 2 - фильтр; 3 - загрузочная труба; 4 - загрузочное устройство;
5 - система аэрирования; 6 - аэродорожка; 7 - подводящий шланг;
8 - гидросмеситель.

Рисунок 3 - Схема работы блока БПР-70
Блок БПР-70 оборудован гидравлическим измерителем массы порошкообразного материала ГИВ-М.
Техническая характеристика БПР-70 представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Техническая характеристика БПР-70
Наименование характеристики Значение
Число силосов в одном блоков 2
Объем каждого силоса, м3 35
Способ загрузки силосов Пневматический
Смесительное устройство Гидравлическое эжекторного типа
Производительность блока при подаче порошкообразных материалов в гидросмесители одновременно из двух силосов, кг/с 10
Габариты, мм 6200х3300х8000

На неподвижной части силоса смонтировано разгрузочное устройство, включающее тарельчатый питатель, пневматический эжектор и гидравлический смеситель. Последний можно устанавливать как на площадке блока, так и на емкости циркуляционной системы буровой установки. В последнем случае вместо тарельчатого питателя применяется шиберный затвор с аэратором в верхней его части. Привод тарельчатого питателя осуществляется при помощи электродвигателя с редуктором. Так как тарелка питателя вращается с постоянной частотой, то подача порошкообразного материала в зону смешивания регулируется изменением положения специального ножа, входящего в комплект питателя.

4 Техническое предложение

Предлагаемая в дипломном проекте установка, соответствует требованиям, предъявляемым к ней, а именно является блоком для подготовки малообъемных тампонажных смесей с резервуаром вместимостью 1,5 м3.
На основе анализа достоинств и недостатков рассмотренных ранее блоков приготовления тампонажных смесей, а также смесительных установок мы сделали выводы и разработали свою технологическую схему работы установки, её конструкцию и посчитали затраты на изготовление.

4.1 Технологическая схема работы установки

Технологическая схема работы установки представлена на рисунке 14 и листе 4 Приложения.
С использованием этой схемы приготовление раствора осуществляется следующим образом. В резервуар 2 из рукава 1 заливают расчетное количество жидкости затворения и с помощью электронасосного агрегата ПРМ 63/22,5 3 по выкидному патрубку 4 с трехходовым шаровым краном (с Т-образной пробкой) 9 подают ее сначала через смеситель гидравлический СГМ-100 11, для этого предварительно установив кран в соответствующее положение. В то же время порошкообразный материа¬л (сухой цемент) подается в воронку 7, откуда с помощью гидровакуума засасывается через рукав 8 в камеру гидравлического смесителя, где и происхо¬дит его смешивание с дисперсионной средой. Скорость подачи сухого материала регулируется с помощью регулятора подсоса воздуха 6. Далее суспензия сли¬вается в емкость и вновь повторяется описанный цикл до тех пор, пока весь сухой материал не смешается.
Следующий цикл приготовления раствора заключается в применении самовращающегося гидравлического перемешивателя. Для этого кран трехходовой шаровый переводят в положение, при котором суспензия через рукав 10 поступает в гидравлический перемешиватель NJQ80-3 12, который под действием реактивных сил, возникающих при высокоскоростном истечении раствора из его насадок, вращается. Благодаря этому перемешивание и размывание сгустков происходят по всему объему раствора.
Круговая циркуляция прекращается лишь тогда, когда смешано расчетное количество компонентов и основные технологические показатели свойств раствора близки к рас¬четным.
Для нагнетания полученного раствора на цементировочный агрегат (например, ЦА-320) на выкидном патрубке имеется ответвление, с установленным на нем затвором поворотным дисковым 5.
Преимущество данной установки заключается в принципе использования самовращающегося гидравлического перемешивателя, который не только упрощает технологическую схему установки, её эксплуатацию, но еще и значительно облегчает процесса промывки резервуара.
Для этого, после подачи тампонажного раствора по назначению достаточно всего лишь обеспечить подачу жидкости в резервуар и начать прогонять её по циклу работы гидравлического перемешивателя, который будет силой выпускаемых струй омывать стенки ёмкости. Затем открыть затвор поворотный дисковый, установленный на ветке для слива, и установить кран трехходовой шаровый в закрытое положение.

4.2 Оборудование, используемое в установке.

Всё используемое оборудование установлено на салазках с размещенным на них резервуаром со сварной рамой, закрепленной болтовым соединением со стойкой (рисунок 15, 16) (см. Приложение А лист 5, 6, 7).

В результате дипломного проекта нам удалось разработать установку приготовления тампонажного раствора, полностью соответствующую требованиям заказчика в лице ООО «Газпром добыча Красноярск».
Данная установка имеет простую конструкцию, что исключает использование специализированного персонала. Вес модуля (1,6 тонны) позволяет его транспортировку на большие расстояния вертолетом Ми-8. Агрегаты, используемые в блоке, хорошо зарекомендовали себя в нефтяной промышленности.
Экономический анализ показал, что изготовление и доработка (в случае необходимости) данного блока целесообразна, так как его себестоимость гораздо ниже аналогичных блоков и установок смесительных типа УС50-14.