Система и способ для очистки резервуара от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды

Номер патента: 11676

Опубликовано: 28.04.2009

Автор: Эриксен Фрэнк

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система для очистки резервуара (18) от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды, содержащая резервуар (20) рециркуляции воды, имеющий дно (25) конической формы, включающее выходное отверстие, и перегородку, разделяющую отделение (30) чистой воды и отделение (33) грязной воды, шламовый ящик (16), принимающий осажденные твердые частицы из выходного отверстия в дне резервуара (20) рециркуляции воды, множество гидромониторных головок (60), расположенных в очищаемом резервуаре (18), причем каждая гидромониторная головка (60) гидравлически сообщена с отделением (30) чистой воды и предназначена для нагнетания текучей среды из отделения (30) чистой воды в очищаемый резервуар (18) для вымывания твердых частиц, прикрепившихся к его внутренним поверхностям, с образованием грязной текучей среды, насос (62) для перекачивания грязной текучей среды с поверхности дна очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды, сепаратор (80), принимающий текучую среду, отделенную от твердых частиц в резервуаре (20) рециркуляции воды, которая поступает в отделение (30) чистой воды из отделения (33) грязной воды, и обеспечивающий поступление текучей среды, отделенной в сепараторе (80), в отделение (30) чистой воды и сброс твердых частиц в шламовый ящик (16).

2. Система по п.1, в которой сепаратор (80) является гидроциклонным сепаратором.

3. Система по п.1, дополнительно содержащая модульный коллектор (92) распределения текучей среды, предназначенный для управления расходом и направлением потока грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды.

4. Система по п.1, дополнительно содержащая подавитель (31) турбулентности, предназначенный для рассеивания потока грязной текучей среды в резервуар (20) рециркуляции воды с целью предотвращения турбулентности в отделении (33) грязной воды.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16) и имеющий верхний край для перетекания текучей среды, от которой, по существу, отделены твердые частицы в шламовом ящике (16), и линию (21) переполнения, направляющую нефть и текучую среду, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде и находящиеся над максимальным рабочим уровнем (23b) в отделении (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды, в шламовый ящик (16).

6. Система по п.5, в которой текучая среда в переносном сливном баке (15) гидравлически сообщена с отделением (30) чистой воды.

7. Система по п.1, в которой резервуар (20) рециркуляции воды также имеет минимальный рабочий уровень (23а), ниже которого отсутствует сообщение текучей среды из отделения (30) чистой воды с гидромониторными головками (60).

8. Система по п.1, дополнительно содержащая насос (28) со шнековой подачей для обеспечения избирательного поступления или прекращения поступления твердых частиц из выходного отверстия отделения (33) грязной воды в шламовый ящик (16).

9. Система по п.5, в которой переносной сливной бак (15) приспособлен избирательно подниматься или опускаться в шламовом ящике (16).

10. Система по п.5, в которой переносной сливной бак (15) в шламовом ящике (16) имеет дно слива и стенку слива с верхним краем, образующим приемное пространство в нем, и нефтяную ловушку (45), расположенную на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака (15), удерживаемую над дном шламового ящика (16) и имеющую верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край, расположенный ниже верхнего края стенки слива.

11. Система по п.1, дополнительно содержащая химический индуктор (50), расположенный между отделением (30) чистой воды и гидромониторными головками (60) и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки (60).

12. Система по п.1, в которой резервуар (20) рециркуляции воды имеет насос (28) со шнековой подачей, предназначенный для избирательного обеспечения подачи текучей среды через выходное отверстие дна (25), и сепаратор является гидроциклонным сепаратором.

13. Система по п.12, дополнительно содержащая переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16) и имеющий дно слива и стенку слива, имеющую верхний край, образующий зону сбора текучей среды, от которой, по существу, отделены твердые частицы в шламовом ящике (16), причем сливной бак (15) гидравлически сообщен с отделением (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды, имеющего минимальный рабочий уровень (23а), на котором отсутствует сообщение текучей среды из отделения (30) чистой воды с гидромониторными головками (60), и максимальный рабочий уровень (23b), с которого текучая среда и нефть, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде в отделении (33) грязной воды, сообщены со шламовым ящиком (16) через линию (21) переполнения.

14. Система по п.13, в которой переносной сливной бак (15) выполнен с возможностью избирательно подниматься или опускаться внутри шламового ящика (16).

15. Система по п.13, дополнительно содержащая нефтяную ловушку (45), расположенную на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака (15), удерживаемую над дном шламового ящика (16) и имеющую верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край, расположенный ниже верхнего края стенки слива.

16. Система по п.12, дополнительно содержащая химический индуктор (50), расположенный между отделением (30) чистой воды и гидромониторными головками (60) и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки (60).

17. Система по п.12, дополнительно содержащая модульный коллектор (92) распределения текучей среды, предназначенный для управления расходом и направлением течения грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды.

18. Способ очистки резервуара (18) от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды, содержащий следующие этапы:

сбор грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18);

перекачивание грязной текучей среды очищаемого резервуара (18) в отделение (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды;

сбор твердых частиц из грязной текучей среды резервуара (18) на наклонном дне резервуара (20) рециркуляции воды;

перемещение твердых частиц со дна резервуара (20) рециркуляции воды в шламовый ящик (16);

перекачивание текучей среды, поступающей в отделение (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды из отделения (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды, в гидроциклонный сепаратор (80);

отделение мелкодисперсных твердых частиц от текучей среды в гидроциклонном сепараторе (80);

сброс твердых частиц из гидроциклонного сепаратора (80) в шламовый ящик (16);

перемещение потока переполнения из гидроциклонного сепаратора (80) в отделение (30) чистой воды в резервуаре (20) рециркуляции воды и

перекачивание текучей среды из отделения (30) чистой воды по меньшей мере в одну вращающуюся гидромониторную головку (60) в грязном резервуаре.

19. Способ по п.18, дополнительно содержащий следующие этапы:

направление текучей среды над максимальным рабочим уровнем в отделении (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды в переносной сливной бак, подвешенный в шламовом ящике (16);

удаление переносного сливного бака (15) из шламового ящика (16) при заполнении шламового ящика (16);

замена заполненного шламового ящика (16) на пустой шламовый ящик (16);

замена переносного сливного бака в пустом шламовом ящике (16).

20. Способ по п.19, дополнительно содержащий этапы сбора текучей среды в переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16), и перекачки текучей среды из внутренней части переносного сливного бака (15) в отделение (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

011676 Способы вращательного бурения с использованием бурильной коронки и бурильных колонн давно применяются для бурения скважин в подземных формациях. Буровые текучие среды или растворы обычно циркулируют в скважине во время такого бурения для охлаждения и смазки бурильного устройства,подъема шлама из скважины и уравновешивания внезапно возникшего давления подземной формации. Буровые текучие среды и растворы часто содержат преднамеренно добавленные твердые частицы, такие как взвешенные вещества, такие как барит, гематит, алюминит и подобные, загущивающие текучие среды, включающие в себя сепиолитовую глину и другие загущивающие глины, и понизитель фильтрации текучей среды, и т.д., так же, как и очень тонкие твердые частицы, производимые при бурении. В отличие от бурового шлама, эти захваченные твердые частицы очень трудно удалить с использованием фильтрации. Однако при отстаивании твердые частицы осаждаются в течение длительных периодов времени (т.е. от часов до дней). Таким образом, когда использованные буровые текучие среды или растворы хранятся в резервуарах в ожидании перевозки для восстановления, эти захваченные твердые частицы обычно осаждаются на дне резервуара и образуют плотный слой твердых частиц. Удаление осажденных захваченных твердых частиц со дна резервуара признано серьезной проблемой. В настоящее время необходимо иметь команду по меньшей мере из двух человек, которые входят в осушенный резервуар и с использованием моющего оборудования высокого давления и пылесосов моют и удаляют с помощью пылесосов плотный слой твердых частиц. Такие работы требуют значительного времени и трудозатрат помещения людей внутрь больших резервуаров хранения, что влечет за собой возникновение определенных проблем безопасности. Одной из альтернатив является использование резервуаров с крутыми стенками конической формы, способствующими предотвращению отложения твердых частиц. Однако такие резервуары являются дорогими и неэффективно используют пространство на морских буровых установках или судне, обслуживающем буровую установку. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание улучшенных системы и способа для очистки резервуаров от отложений и осевших в них твердых частиц. Эта цель достигается тем, что система для очистки резервуара от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды содержит резервуар рециркуляции воды, имеющий дно конической формы, включающее выходное отверстие, и перегородку, разделяющую отделение чистой воды и отделение грязной воды, шламовый ящик, принимающий осажденные твердые частицы из выходного отверстия в дне резервуара рециркуляции воды, множество гидромониторных головок, расположенных в очищаемом резервуаре, причем каждая гидромониторная головка гидравлически сообщена с отделением чистой воды и предназначена для нагнетания текучей среды из отделения чистой воды в очищаемый резервуар для вымывания твердых частиц, прикрепившихся к внутренней и нижней поверхностям с образованием грязной текучей среды, насос для перекачивания грязной текучей среды с поверхности дна очищаемого резервуара в резервуар рециркуляции воды, сепаратор, принимающий текучую среду, отделенную от твердых частиц в резервуаре рециркуляции воды, которая поступает в отделение чистой воды из отделения грязной воды, и обеспечивающий поступление текучей среды, отделенной в сепараторе, в отделение чистой воды и сброс твердых частиц в шламовый ящик. Сепаратор может быть гидроциклонным сепаратором. Система может дополнительно содержать модульный коллектор распределения текучей среды, предназначенный для управления расходом и направлением потока грязной текучей среды из очищаемого резервуара в резервуаре рециркуляции воды. Система может дополнительно содержать подавитель турбулентности, предназначенный для рассеивания потока грязной текучей среды в резервуар рециркуляции воды с целью предотвращения турбулентности в отделении грязной воды. Система может дополнительно содержать переносной сливной бак, подвешенный в шламовом ящике и имеющий верхний край для перетекания текучей среды, от которой, по существу, отделены твердые частицы в шламовом ящике, линию переполнения, направляющую нефть и текучую среду, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде и находящиеся над максимальным рабочим уровнем в отделении грязной воды резервуара рециркуляции воды, в шламовый ящик. В системе текучая среда в переносном сливном баке может быть гидравлически сообщена с отделением чистой воды. Резервуар рециркуляции воды также может содержать минимальный рабочий уровень, ниже которого отсутствует сообщение текучей среды из отделения чистой воды с гидромониторными головками. Система может дополнительно содержать насос со шнековой подачей для избирательного обеспечения или остановки поступления твердых частиц из выходного отверстия отделения грязной воды в шламовый ящик. Переносной сливной бак может быть приспособлен избирательно подниматься или опускаться в шламовом ящике. Переносной сливной бак в шламовом ящике может иметь дно слива и стенку слива, имеющую верхний край, образующий приемное пространство в нем, и дополнительно имеется нефтяная ловушка, расположенная на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака, удерживаемая над дном шламового ящика и имеющая верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край, расположенный ниже верхнего края стенки слива.-1 011676 Система может дополнительно содержать химический индуктор, расположенный между отделением чистой воды и гидромониторными головками и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки. Резервуар рециркуляции воды может иметь насос со шнековой подачей, предназначенный для избирательного обеспечения подачи текучей среды через выходное отверстие дна, и сепаратор является гидроциклонным сепаратором. Система может дополнительно содержать переносной сливной бак, подвешенный в шламовом ящике и имеющий дно слива и стенку слива, имеющую верхний край, образующий зону сбора текучей среды, от которой, по существу, отделены твердые частицы в шламовом ящике, причем сливной бак гидравлически сообщен с отделением чистой воды резервуара рециркуляции воды, имеющего минимальный рабочий уровень, на котором отсутствует сообщение текучей среды из отделения чистой воды с гидромониторными головками, и максимальный рабочий уровень, с которого текучая среда и нефть, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде в отделении грязной воды, сообщены со шламовым ящиком через линию переполнения. Переносной сливной бак может быть выполнен с возможностью избирательно подниматься или опускаться внутри шламового ящика. Система может дополнительно содержать нефтяную ловушку, расположенную на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака, удерживаемую над дном шламового ящика и имеющую верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край, расположенный ниже верхнего края стенки слива. Система может дополнительно содержать химический индуктор, расположенный между отделением чистой воды и гидромониторными головками и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки. Система может дополнительно содержать модульный коллектор распределения текучей среды,предназначенный для управления расходом и направлением течения грязной текучей среды из очищаемого резервуара в резервуар рециркуляции воды. Согласно изобретению создан способ очистки резервуара от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды, содержащий следующие этапы: сбор грязной текучей среды из очищаемого резервуара; перекачивание грязной текучей среды из очищаемого резервуара в отделение грязной воды резервуара рециркуляции воды; сбор твердых частиц из грязной текучей среды очищаемого резервуара на наклонном дне резервуара рециркуляции воды; перемещение твердых частиц со дна резервуара рециркуляции воды в шламовый ящик; перекачивание текучей среды, поступающей в отделение чистой воды резервуара рециркуляции воды из отделения грязной воды резервуара рециркуляции воды, в гидроциклонный сепаратор; отделение мелкодисперсных твердых частиц от текучей среды в гидроциклонном сепараторе; сброс твердых частиц из гидроциклонного сепаратора в шламовый ящик; перемещение потока переполнения из гидроциклонного сепаратора в отделение чистой воды в резервуаре рециркуляции воды и перекачивание текучей среды из отделения чистой воды по меньшей мере в одну вращающуюся гидромониторную головку в грязном резервуаре. Способ может дополнительно содержать следующие этапы: направление текучей среды над максимальным рабочим уровнем в отделении грязной воды резервуара рециркуляции воды в переносной сливной бак, подвешенный в шламовом ящике; удаление переносного сливного бака из шламового ящика при заполнении шламового ящика; замена заполненного шламового ящика на пустой шламовый ящик; замена переносного сливного бака в пустом шламовом ящике. Способ может дополнительно содержать этапы сбора текучей среды в переносной сливной бак,подвешенный в шламовом ящике, и перекачки текучей среды из внутренней части переносного сливного бака в отделение чистой воды резервуара рециркуляции воды. Специалисту в данной области техники ясно, что проиллюстрированная система является переносной, она восстанавливает воду путем отделения твердых частиц (барита) с использованием гидроциклонов последовательно со сливным резервуаром, служащим также буферным резервуаром, она использует гидравлический переносной погружной насос и шламовый ящик любого типа, служащий временным сливным резервуаром для возврата воды в процесс. Другие аспекты и преимущества заявленного объекта изобретения станут очевидны из следующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее: фиг. 1 представляет схематический вид автоматической системы для очистки резервуара; фиг. 2 - перспективный вид с частичным сечением резервуара рециркуляции воды системы; фиг. 3 - схематический вид скользящих компонентов автоматической системы очистки резервуара; фиг. 4 - схематический вид одного варианта осуществления размещения головки промывочной насадки;-2 011676 фиг. 5 - схематический вид одного варианта осуществления размещения головки промывочной насадки. Подробное описание чертежей На фиг. 1 показана система 10 для очистки резервуара от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды. Специалисту в данной области техники ясно, что схема использует широко применяемые насосы и т.д., которые должны быть хорошо известны. Система 10 для очистки резервуара включает установку 19 рециркуляции воды и один или несколько промывателей 60 с вращающимися гидромониторными головками. Как показано на фиг. 3, один или несколько промывателей 60 с вращающимися гидромониторными головками расположены внутри резервуара 18 бурового раствора. Несмотря на то, что они показаны находящимися в фиксированном положении, эти вращающиеся гидромониторные головки могут быть опущены в резервуар 18 или другим образом подвешены и расположены временно или постоянно внутри резервуара 18 с использованием кронштейнов 83, подставок, проходящих через крышку/боковину резервуара или т.п. Во вращающиеся гидромониторные головки подается по линиям 84 промывочной текучей среды, находящейся под давлением, чистящая текучая среда. Вращение насадок может быть обеспечено с помощью пневматического двигателя или с помощью турбины в потоке чистящей текучей среды. Когда чистящая текучая среда выходит из вращающихся гидромониторных головок, резервуар 18 моется находящейся под давлением чистящей текучей средой, которая удаляет любые твердые частицы или отложения, имеющиеся в резервуаре 18, создавая, тем самым, резервуарную грязную текучую среду 85,которая является комбинацией твердых частиц и чистящей текучей средой. Гидравлический насос 62,соединенный с гидравлическим источником 88 энергии, используется для поднятия грязной текучей среды 85 и ее перекачки вверх по линии 90 резервуарной текучей среды. Как показано, гидравлический насос опущен в резервуар 18 для использования в промывочной операции, но в качестве альтернативы насос 62 может быть смонтирован как временно на кронштейнах, так и постоянно в резервуаре 18. По линии 90 резервуарная текучая среда 85 перемещается прямо в установку 19 рециркуляции воды или через модульный коллектор 92 распределения текучей среды, который снабжен управляющим клапаном (не показан) и патрубками 94 для шлангов или предпочтительно шланговыми линиями быстрого соединения. Резервуарная текучая среда 85 затем перекачивается по внешней линии 96 текучей среды в установку 19 рециркуляции воды. Как показано на фиг. 1, установка 19 рециркуляции воды включает резервуар 20 рециркуляции воды, шламовый ящик 16, и гидроциклон 80. Резервуар 20 рециркуляции воды является сливным резервуаром с перегородкой 22, выступающей из верхней крышки (показана, но не пронумерована) в установку рециркуляции воды для разделения отделения 33 грязной воды от отделения 30 чистой воды. Резервуарная текучая среда 85 закачивается в верхнюю часть резервуара 20 рециркуляции воды через входное отверстие 24, расположенное вблизи верхнего края, удаленного от перегородки 22. Подавитель 31 турбулентности предпочтительно установлен вблизи всех входных отверстий воды и текучей среды 85 для предотвращения турбулентности в установке 19 рециркуляции воды. Такой подавитель 31 турбулентности может быть любой конструкцией, достаточной для рассеяния силы, связанной с четкими потоками текучей среды, включающей в себя щит, вильчатую насадку для рассеивания потока на множество потоков или рассеиватель другого типа. Резервуар 20 рециркуляции воды имеет наклонное дно 25, которое может быть круглым, квадратным или прямоугольным. Твердые частицы 26 из резервуарной текучей среды 85 падают на дно резервуара 20 рециркуляции воды и собираются на наклонном дне 25. Твердые частицы, собранные на наклонном дне 25 резервуара 20 рециркуляции воды, перекачиваются электровинтовым насосом 28 со шнековой подачей в шламовый ящик 16 через линию 27 с объемной скоростью потока Q6. В качестве альтернативы твердые частицы могут быть освобождены из резервуара 20 рециркуляции воды с помощью клапана и перекачаны в шламовый ящик 16. Жидкость в резервуаре 20 рециркуляции воды, которая поступает в отделение 30 чистой воды из отделения 33 грязной воды, может быть перекачана по линии 72 в один или несколько гидроциклонов 80. Мелкие твердые частицы, которые не осели из текучей среды во время введения в резервуар 20 рециркуляции воды, удаляются с помощью центробежной силы, создаваемой внутри гидроциклона 80. Твердые частицы направляются с помощью трубопровода 66 очистки из гидроциклона 80 в шламовый ящик 16 с объемной скоростью потока Q5. Твердые частицы могут сливаться или перекачиваться из гидроциклона 80. Переполнение из гидроциклона 80 направляется через линию 64 в отделение 30 чистой воды с объемной скоростью потока Q4. Подавитель 31 турбулентности, расположенный перед входным отверстием отделения 30 чистой воды, препятствует образованию турбулентности и может быть щитом, вильчатой насадкой для рассеивания потока на множество потоков или рассеивателем другого типа. Как будет показано, по существу, свободная от твердых частиц чистящая текучая среда, производимая разделительными установками, повторно используется в качестве чистящей текучей среды. Линия 21 переполнения из резервуара 20 рециркуляции воды направляет текучую среду из верхней части резервуара 20 рециркуляции воды в шламовый ящик 16 с объемной скоростью потока Q7. Текучая среда через линию 21 переполнения может перекачиваться или сливаться в шламовый ящик 16. Линия 21 переполнения препятствует разливу, вызванному переполнением резервуара 20 рециркуляции воды, и-3 011676 направляет отделенную нефть в шламовый ящик 16. Шламовый ящик 16, используемый для ускорения отделения твердых частиц 42 из суспензии твердых частиц, может быть любым шламовым ящиком, обычно имеющимся на буровых установках. Для ускорения такого отделения может использоваться временный и переносной сливной бак 15. Сливной бак 15 подвешен в шламовом ящике 16 над его дном 14. По мере повышения уровня твердых частиц 42 в шламовом ящике 16, сливной бак может быть поднят так, что эти твердые частицы не попадают через стенку 17 в сливной бак 15. По существу, свободная от твердых частиц текучая среда 44 в шламовом ящике может переливаться в сливной бак 15. Нефтяная ловушка 45 окружает верхнюю часть сливного бака 15. Нефтяная ловушка 45 расположена на расстоянии от сливного бака 15 и предпочтительно, по существу, параллельна стенке 17 сливного бака. Нефтяная ловушка 45 имеет верхний край 46, расположенный над верхним краем 13 сливного бака 15, и нижний край 47, расположенный ниже верхнего края 13 сливного бака 15. Когда уровень текучей среды 44 внутри шламового ящика 16 поднимается до уровня нижнего края 47 нефтяной ловушки 45, любая нефть, плавающая поверх текучей среды 44, не может затекать в сливной бак 15 из-за нефтяной ловушки 45. Вода пройдет под нефтяной ловушкой 45 и в зазор между нефтяной ловушкой 45 и сливным баком 15 до перелива в сливной бак 15. Из сливного бака 15, по существу, свободная от твердых частиц текучая среда перекачивается через линию 48 текучей среды в отделение 30 чистой воды резервуара 20 рециркуляции воды с объемной скоростью потока Q8. Как обсуждалось ранее, шламовый ящик 16 может быть любым шламовым ящиком, используемым на буровой вышке и обычно используемым для перевозки бурового шлама. Когда первый шламовый ящик почти наполнился твердыми частицами 42, сливной бак 15 извлекается и помещается во второй,пустой шламовый ящик 16. Второй шламовый ящик затем заменяет первый шламовый ящик 16. Для временной остановки или отклонения потока в первый шламовый ящик 16 до его замены на второй шламовый ящик 16 могут быть использованы клапан и насосная установка 70. Поток из каждого трубопровода 21, 27, 66 может быть смешан в накопителе 68 и направлен в шламовый ящик 16 в виде управляемого потока через клапан и насосную установку 70. Подавитель 31 турбулентности может быть использован для минимизации перемешивания твердых частиц 42, собранных в шламовом ящике 16, и текучей среды 44. Подавитель 31 турбулентности может включать в себя рассеивающие насадки или вильчатые направляющие потока на каждом выходном отверстии для уменьшения силы, связанной с любым одним потоком, поддерживая в то же время общую скорость потока в шламовый ящик 16. Поток текучей среды в отделение 30 чистой воды поступает из сливного бака 15 со скоростью потока Q8 и из линии переполнения 64 гидроциклона со скоростью потока Q4. Общая объемная скорость потока в отделение 30 чистой воды составляет, таким образом, Q8+Q4. Скорость потока текучей среды,выходящего из отделения 30 чистой воды в резервуар 18 бурового раствора, составляет Q1. В резервуаре 20 рециркуляции воды общая скорость потока в отделение 30 чистой воды, Q8+Q4, является обычно большей, чем скорость потока Q1 в резервуар 18 бурового раствора, что приводит к положительному давлению внутри отделения 30 чистой воды. Это значит, что давление внутри отделения 30 чистой воды будет больше, чем давление внутри остальной части резервуара 20 рециркуляции воды. Таким образом,вода внутри отделения 30 чистой воды не смешивается с грязной водой из отделения 33 грязной воды резервуара 20 рециркуляции воды до тех пор, пока используется гидроциклон 80. Использование гидроциклона 80 для удаления тонких твердых частиц из воды не является необходимым для работы автоматической системы 10 очистки резервуара, однако, эффективность системы 10 уменьшится, когда не будет включено дополнительных разделительных операций. Как показано на фиг. 1 и 2, резервуар 20 рециркуляции воды включает подавители 31 турбулентности на входном отверстии в отделение 30 чистой воды из трубопроводов 48, 64, где комбинированная объемная скорость потока равна Q4+Q8, и входное отверстие в резервуар 20 рециркуляции воды из резервуара 18 бурового раствора, где скорость потока равна Q2. В дополнение, подавители турбулентности включены туда, где линия 64 переполнения гидроциклона, линия 21 переполнения из резервуара 20 рециркуляции воды и линия 27 сброса твердых частиц входят в шламовый ящик 16 со скоростями потоковQ5, Q7 и Q6, соответственно. Турбулентность внутри резервуара 20 рециркуляции воды и шламового ящика 16, или силы, которые заставляют воду вращаться внутри резервуара или шламового ящика, уменьшает эффективность автоматической системы 10 очистки. В связи с этим является важным предотвратить такую турбулентность. Подавитель 31 турбулентности разбивает поток из отдельных трубопроводов. Чистая вода из отделения 30 чистой воды перекачивается по трубопроводу 84 с объемной скоростью Q1 в одну или несколько вращающихся гидромониторных головок 60, которые чистят резервуар 18. После рассмотрения проиллюстрированного выше устройства специалисту в данной области техники будет понятен способ, с помощью которого резервуар может быть быстро и просто очищен от отложений или других твердых частиц, которые могут присутствовать. Должно быть также ясно, что широкое многообразие чистящих текучих сред может быть использовано с настоящим проиллюстрированным вариантом осуществления. Такие текучие среды могут включать в себя моющие средства, поверхностноактивные вещества, противопенные вещества, суспендирующие вещества, смазывающие вещества (для уменьшения износа перегородки протекающими твердыми частицами) и т.п. для содействия быстрой и-4 011676 эффективной очистке резервуара. Химический индуктор 50 может быть использован для добавления таких очищающих химикатов 51 в промывочную воду. Резервуар 20 рециркуляции воды также работает как буферный резервуар. Перемещение чистой воды из отделения 30 чистой воды в резервуар 18 бурового раствора и возврат жижи, или грязной воды, из резервуара 18 бурового раствора в резервуар 20 рециркуляции воды не является мгновенным. Дополнительно ко времени, необходимому для циркуляции текучей среды из резервуара 18 бурового раствора в резервуар 20 рециркуляции воды, твердые частицы в резервуаре 18 могут захватывать воду и дополнительно задерживать возврат жижи в резервуар 20 установки рециркуляции воды. Буферный объем компенсирует эту задержку возврата. Резервуар 20 рециркуляции воды имеет минимальный рабочий уровень 23 а и максимальный рабочий уровень 23b. Минимальный рабочий уровень 23 а расположен чуть выше выходного отверстия трубопровода 84 в резервуар 18 бурового раствора. Когда уровень текучей среды в резервуаре 20 рециркуляции воды падает ниже минимального рабочего уровня 23 а, поток через трубопровод 84 останавливается. Когда уровень текучей среды в резервуаре 20 рециркуляции воды повышается выше максимального рабочего уровня 23b, она будет течь через линию 21 переполнения в шламовый ящик 16. Линия 21 переполнения направляет нефть, которая была отделена от воды в отделении грязной воды, в шламовый ящик 16. Специалисту в данной области техники ясно, что с такой системой, которая здесь описана, широкое разнообразие резервуаров, специфичных резервуаров бурового раствора могут быть очищены автоматически, быстрее, безопаснее и с меньшим количеством людей, чем при использовании ручного труда. Дополнительно должно быть ясно, что раскрытая системы уменьшит или устранит вход в закрытую зону,что необходимо при настоящем состоянии практики в данной области техники. В дополнение, должно быть ясно, что раскрытые системы и способы уменьшат количество загрязнений, создаваемых во время процесса очистки, в сравнении с другими устройствами и способами другого состояния данной области техники. Как показано на фиг. 4 и 5, расположение промывателей внутри резервуара может быть важным для максимизации очищающего действия вращающихся гидромониторных головок. Факторы, принимаемые во внимание при размещении вращающихся гидромониторных головок, включают следующее: конструкция и природа эффективной очищаемой поверхности и структура вращающихся гидромониторных головок; расположение вращающихся гидромониторных головок относительно очищаемых поверхностей резервуара; присутствие или отсутствие переборок и других поддерживающих структур; наличие любых мертвых зон внутри резервуара, которые могут оказаться трудными для очистки; размер желаемого промывочного перекрытия (т.е. зон резервуара, которые промываются более чем одной вращающейся гидромониторной головкой); зоны резервуара, где требуется максимальная очистка; желаемая схема промывки по отношению к насосу и другие факторы, которые будут очевидными для специалиста в данной области техники. Следует оценить, что каждый резервуар будет иметь оптимальную схему расположения насадок промывателя. Эта оптимальная схема может быть определена при учете выше отмеченных факторов или в качестве альтернативы методом проб и ошибок путем временного расположения промывателей и проведения тестов для оптимизации промывочного эффекта. В некоторых вариантах вращающиеся гидромониторные головки будут смонтированы на кронштейнах и удлинительных трубах над поверхностью резервуара для достижения оптимального промывочного эффекта. Использование шлангов и кронштейнов разных углов будет обязательно зависеть от конфигурации резервуара, что должно быть оценено специалистом в данной области техники. Как показано на фиг. 4 и 5, смена используемых типов насадок (т.е. схема распыления насадок на одном чертеже является программируемой и на втором чертеже они являются фиксированными) вызывается изменением в конфигурации и расположении насадок. Из приведенного описания данной области техники должно быть ясно, как максимизировать промывочную эффективность насадок внутри конкретного резервуара без чрезмерного экспериментирования. В то время, как заявленный предмет изобретения был описан со ссылкой на ограниченное количество вариантов осуществления, специалисты в данной области техники, имея преимущества этого раскрытия, оценят, что могут быть придуманы другие варианты осуществления, которые не выходят за пределы объема заявленного предмета изобретения, как здесь раскрыто. Исходя из этого, объем заявленного предмета изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для очистки резервуара (18) от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды, содержащая резервуар (20) рециркуляции воды, имеющий дно (25) конической формы, включающее выходное отверстие, и перегородку, разделяющую отделение (30) чистой воды и отделение (33) грязной воды, шламовый ящик (16), принимающий осажденные твердые частицы из выходного отверстия в дне резервуара (20) рециркуляции воды, множество гидромониторных головок (60), расположенных в очищаемом резервуаре (18), причем каждая гидромониторная головка (60) гидравлически сообщена с отделением (30) чистой воды и предназначена для нагнетания текучей среды из отделения (30) чис-5 011676 той воды в очищаемый резервуар (18) для вымывания твердых частиц, прикрепившихся к его внутренним поверхностям, с образованием грязной текучей среды, насос (62) для перекачивания грязной текучей среды с поверхности дна очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды, сепаратор(80), принимающий текучую среду, отделенную от твердых частиц в резервуаре (20) рециркуляции воды,которая поступает в отделение (30) чистой воды из отделения (33) грязной воды, и обеспечивающий поступление текучей среды, отделенной в сепараторе (80), в отделение (30) чистой воды и сброс твердых частиц в шламовый ящик (16). 2. Система по п.1, в которой сепаратор (80) является гидроциклонным сепаратором. 3. Система по п.1, дополнительно содержащая модульный коллектор (92) распределения текучей среды, предназначенный для управления расходом и направлением потока грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды. 4. Система по п.1, дополнительно содержащая подавитель (31) турбулентности, предназначенный для рассеивания потока грязной текучей среды в резервуар (20) рециркуляции воды с целью предотвращения турбулентности в отделении (33) грязной воды. 5. Система по п.1, дополнительно содержащая переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16) и имеющий верхний край для перетекания текучей среды, от которой, по существу,отделены твердые частицы в шламовом ящике (16), и линию (21) переполнения, направляющую нефть и текучую среду, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде и находящиеся над максимальным рабочим уровнем (23b) в отделении (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды, в шламовый ящик (16). 6. Система по п.5, в которой текучая среда в переносном сливном баке (15) гидравлически сообщена с отделением (30) чистой воды. 7. Система по п.1, в которой резервуар (20) рециркуляции воды также имеет минимальный рабочий уровень (23 а), ниже которого отсутствует сообщение текучей среды из отделения (30) чистой воды с гидромониторными головками (60). 8. Система по п.1, дополнительно содержащая насос (28) со шнековой подачей для обеспечения избирательного поступления или прекращения поступления твердых частиц из выходного отверстия отделения (33) грязной воды в шламовый ящик (16). 9. Система по п.5, в которой переносной сливной бак (15) приспособлен избирательно подниматься или опускаться в шламовом ящике (16). 10. Система по п.5, в которой переносной сливной бак (15) в шламовом ящике (16) имеет дно слива и стенку слива с верхним краем, образующим приемное пространство в нем, и нефтяную ловушку (45),расположенную на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака (15), удерживаемую над дном шламового ящика (16) и имеющую верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край, расположенный ниже верхнего края стенки слива. 11. Система по п.1, дополнительно содержащая химический индуктор (50), расположенный между отделением (30) чистой воды и гидромониторными головками (60) и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки (60). 12. Система по п.1, в которой резервуар (20) рециркуляции воды имеет насос (28) со шнековой подачей, предназначенный для избирательного обеспечения подачи текучей среды через выходное отверстие дна (25), и сепаратор является гидроциклонным сепаратором. 13. Система по п.12, дополнительно содержащая переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16) и имеющий дно слива и стенку слива, имеющую верхний край, образующий зону сбора текучей среды, от которой, по существу, отделены твердые частицы в шламовом ящике (16), причем сливной бак (15) гидравлически сообщен с отделением (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды, имеющего минимальный рабочий уровень (23 а), на котором отсутствует сообщение текучей среды из отделения (30) чистой воды с гидромониторными головками (60), и максимальный рабочий уровень (23b), с которого текучая среда и нефть, отделенные от твердых частиц в грязной текучей среде в отделении (33) грязной воды, сообщены со шламовым ящиком (16) через линию (21) переполнения. 14. Система по п.13, в которой переносной сливной бак (15) выполнен с возможностью избирательно подниматься или опускаться внутри шламового ящика (16). 15. Система по п.13, дополнительно содержащая нефтяную ловушку (45), расположенную на расстоянии от и параллельно стенке переносного сливного бака (15), удерживаемую над дном шламового ящика (16) и имеющую верхний край, расположенный над верхним краем стенки слива, и нижний край,расположенный ниже верхнего края стенки слива. 16. Система по п.12, дополнительно содержащая химический индуктор (50), расположенный между отделением (30) чистой воды и гидромониторными головками (60) и предназначенный для снабжения чистящими составами текучей среды, направляемой в гидромониторные головки (60). 17. Система по п.12, дополнительно содержащая модульный коллектор (92) распределения текучей среды, предназначенный для управления расходом и направлением течения грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18) в резервуар (20) рециркуляции воды. 18. Способ очистки резервуара (18) от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции-6 011676 воды, содержащий следующие этапы: сбор грязной текучей среды из очищаемого резервуара (18); перекачивание грязной текучей среды очищаемого резервуара (18) в отделение (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды; сбор твердых частиц из грязной текучей среды резервуара (18) на наклонном дне резервуара (20) рециркуляции воды; перемещение твердых частиц со дна резервуара (20) рециркуляции воды в шламовый ящик (16); перекачивание текучей среды, поступающей в отделение (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды из отделения (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды, в гидроциклонный сепаратор (80); отделение мелкодисперсных твердых частиц от текучей среды в гидроциклонном сепараторе (80); сброс твердых частиц из гидроциклонного сепаратора (80) в шламовый ящик (16); перемещение потока переполнения из гидроциклонного сепаратора (80) в отделение (30) чистой воды в резервуаре (20) рециркуляции воды и перекачивание текучей среды из отделения (30) чистой воды по меньшей мере в одну вращающуюся гидромониторную головку (60) в грязном резервуаре. 19. Способ по п.18, дополнительно содержащий следующие этапы: направление текучей среды над максимальным рабочим уровнем в отделении (33) грязной воды резервуара (20) рециркуляции воды в переносной сливной бак, подвешенный в шламовом ящике (16); удаление переносного сливного бака (15) из шламового ящика (16) при заполнении шламового ящика (16); замена заполненного шламового ящика (16) на пустой шламовый ящик (16); замена переносного сливного бака в пустом шламовом ящике (16). 20. Способ по п.19, дополнительно содержащий этапы сбора текучей среды в переносной сливной бак (15), подвешенный в шламовом ящике (16), и перекачки текучей среды из внутренней части переносного сливного бака (15) в отделение (30) чистой воды резервуара (20) рециркуляции воды.

МПК / Метки

МПК: B08B 9/08, C02F 1/38, B01D 21/00, B01D 21/26, C02F 1/00

Метки: резервуара, использованием, рециркуляции, очистки, отложений, твердых, частиц, способ, воды, система

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-11676-sistema-i-sposob-dlya-ochistki-rezervuara-ot-otlozhenijj-tverdyh-chastic-s-ispolzovaniem-recirkulyacii-vody.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система и способ для очистки резервуара от отложений твердых частиц с использованием рециркуляции воды</a>

Похожие патенты