Гідроциклон

Гідроциклон, що містить корпус з конічною та циліндричною частинами і кришкою, в якій розміщено патрубок виводу очищеної рідини, та тангенціальний нагнітальний патрубок, що приєднаний до циліндричної частини корпуса, який відрізняється тим, що конічна частина корпуса додатково має рухому конічну вставку, яка розміщена співвісно конічній частині корпуса з внутрішньої його сторони, з утворенням кільцевої щілини для виносу твердої фракції, та елемент для регулювання розміру кільцевої щілини, закріплений на зовнішній кінцевій конічній частині корпуса і з'єднаний з рухомою конічною вставкою. 3 нок потоком, що піднімається (див. патент UA № 62320, А, М. кл.7 ВО4 С3/06). Недоліком цього пристрою є те, що при використанні його для очищення промивальної рідини під час буріння свердловини біля стінок корпусу за рахунок відцентрової сили будуть створюватися високі тиски і велика кількість рідини буде витікати через відводи твердої фази по висоті корпусу апарата. Також в процесі буріння свердловин при розбурюванні різних порід змінюється концентрація і розміри твердої фази у промивальній рідині, що вимагає відповідну зміну окремих параметрів пристрою. Наприклад: зміну пропускної здатності відводу твердої фази. Тому конструктивні вирішення даного пристрою будуть ефективнішими для очищення повітря від твердої фази, і не будуть ефективними при використанні їх в гідроциклонах для очищення промивальних рідин під час буріння свердловин. Задача винаходу - підвищення степені очищення промивальної рідини гідроциклоном за рахунок зменшення попадання твердої фази у потік, що рухається до патрубка виводу очищеної рідини. Для вирішення цієї задачі у гідроциклон, що містить конічну та циліндричну частину корпусу з кришкою, тангенціальний нагнітальний патрубок, патрубок виводу очищеної рідини, конічна частина корпусу додатково споряджена рухомою конічною вставкою, розміщеною коаксіально стосовно конічної частини корпусу з внутрішньої сторони корпусу з утворенням кільцевої щілини для виносу твердої фракції, а також додатково введено елемент для регулювання розміру кільцевої щілини. На фіг. зображено гідроциклон. Гідроциклон складається із тангенціального нагнітального патрубка 1, приєднаного до циліндричної частини корпусу 2, в конічній частині корпусу 2 коаксіально-розміщено конічну вставку 3 і закріплену за допомогою елементів регулювання 4 розміру кільцевої щілини між вставкою 3 і конічною частиною корпуса, в кришці 5 циліндричної частини корпусу 2 розміщено патрубок 6 виводу очищеної рідини. Коаксіально-розміщена в конічній частині корпусу 2 конічна вставка 3 фіксується елементами регулювання 4 розміру кільцевої щілини з можливістю переміщення конічної вставки вздовж осі гідроциклона. Гідроциклон працює таким чином. Промивальна рідина з частинками вибуреної породи, через тангенціальний нагнітальний патрубок 1 поступає в корпус 2, що містить циліндричну і конічну частини. 89267 4 Промивальна рідина рухаючись по гвинтовій траєкторії під дією відцентрових сил підлягає процесу сепарації. Частинки твердої фази відкидаються до стінок корпусу 2 гідроциклона і, рухаючись по складній гвинтовій траєкторії переміщаючись вниз до кільцевої щілини між конічною частиною корпуса 2 і коаксіальнорозміщеною з внутрішньої сторони корпуса конічною вставкою 3, виносяться у відвал, а потік очищеної промивальної рідини, обмежений з внутрішньої сторони повітряним стовпом, з зовнішньої сторони потоком, що рухається вниз, а знизу - коаксіально закріпленою вставкою 3 на внутрішній поверхні якої немає частинок твердої фази, по гвинтовій траєкторії виноситься через патрубок 6 виводу очищеної рідини. Повітряний стовп поблизу осі гідроциклона утворюється тому, що кутова швидкість рідини, відповідно і відцентрова сила, що виникає під дією цієї швидкості, стають настільки великими, що проходить розрив рідини і вздовж осі утворюється повітряне ядро. Тиск в середині цього ядра понижений, що викликає засмоктування повітря із атмосфери через отвір у коаксіально закріпленій вставці 3. В зв'язку з тим, що на внутрішній поверхні коаксіально-закріпленої вставки немає частинок твердої фази, промивальна рідина буде поступати у патрубок 6 з високим степенем очищення. Наявність в конусній частині корпуса рухомої коаксіально-розміщеної з внутрішньої сторони конічної вставки 3, закріпленої за допомогою елементів регулювання 4, утворює кільцеву щілину через яку тверда фракція вибуреної породи виходить у відвал. Цим запобігається поступлення твердої фракції на внутрішню поверхню і до центрального отвору коаксіально-розміщеної конічної вставки, а також зменшує кількість засмоктування твердої фракції повітряним стовпом і потоком очищеної промивальної рідини. Можливість переміщатись по осі коаксіально-розміщеної вставки за допомогою елементів регулювання дозволяє змінювати площу кільцевої щілини, забезпечуючи необхідну пропускну здатність для твердої фракції. Таким чином застосування гідроциклона даної конструкції дозволить підвищити степінь очищення промивальної рідини за рахунок запобігання попадання твердої фази у потік, що рухається до патрубка виводу очищеної рідини, шляхом відводу твердої фракції через кільцеву щілину між конусною частиною корпуса і коаксіально-розміщеною вставкою. Вибрати оптимальний режим сепарації зміною пропускної здатності кільцевої щілини та покращити надійність роботи гідроциклона. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 89267 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601