Патент на изобретение №2346744

(54) ПЕРЕДВИЖНАЯ ДЕЗИНТЕГРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных материалов и может быть использовано для переработки цементов и других компонентов тампонажных смесей, используемых при цементировании нефтяных скважин, а также в строительной, химической, горнорудной и других отраслях промышленности для получения активированных материалов. Передвижная дезинтеграторная установка включает активатор с присоединенными к нему через муфты электродвигателями, бункером-питателем, приемный лоток с загрузочными нориями, магнитный сепаратор, шнековые дозаторы, узел выгрузки, систему электропитания, смонтированные на общей раме. На раме установлены бункер-накопитель, циклон-разгрузитель, соединенный с циклоном-пылеотделителем, под которым расположен пылесборник, вентилятор для формирования двухфазного потока в активаторе, а для подачи готового продукта из циклона-разгрузителя в бункер-накопитель использованы шлюзовой затвор и нория. Все агрегаты передвижной дезинтеграторной установки соединены между собой с помощью таких трубопроводов, как продуктовод, смесевод, воздуховод, пылевод. Магнитный сепаратор установлен под приемным лотком у бункера-питателя, узел выгрузки содержит шлюзовой затвор с приводом и присоединенным к нему смесителем, к одному концу которого подведен сжатый воздух, а к другому присоединен рукав подачи материала для разгрузки, при этом внутри бункера-накопителя и бункера-питателя установлены средства аэрации для облегчения выгрузки материала, а система электропитания включает пультовую, состоящую из корпуса, закрепленного на раме, внутри которого содержится блок управления, включающий блоки электропитания, управления и контроля, а также имеется кресло оператора, масляный обогреватель и светильник. Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения, снизить энергозатраты при работе установки, повысить надежность, улучшить условия эксплуатации, а также экологическую обстановку на месте проведения работ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных материалов и может быть использовано для переработки цементов и других компонентов тампонажных смесей, используемых при цементировании нефтяных скважин, а также в строительной, химической, горнорудной и др. отраслях промышленности для получения активированных материалов.

Известны стационарные дезинтеграторные установки, содержащие, кроме дезинтегратора, дополнительные устройства, а именно: циклон, вентилятор, фильтр, теплообменник, соединительные трубы, датчики давления, температуры, потребляемой мощности и др. [1, 2, 3, 4].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является передвижной дезинтеграторный агрегат (ПДА) Д-6911 с дизельным приводом на шасси грузового автомобиля КрАЗ-257, предназначенный для смешения, помола и активации тампонажных материалов, буровых растворов, строительных и других материалов, применяемых в бурении скважин. Агрегат приспособлен к работе в стационарных и в полевых условиях и может использоваться во всех случаях, когда необходимо на месте потребления измельчить и смешать цементы, наполнители, глинопорошки и т.д. [5]. Передвижной дезинтеграторный агрегат предназначен для работы под открытым небом при температуре воздуха от минус 35°С до +50°С.

Общими свойствами ПДА и передвижной дезинтеграторной установки (ПДУ) является компактность и мобильность, т.е. возможность быстрой передислокации установки на место проведения работ при бурении скважин или других строительных и прочих работах.

ПДА Д-6911 состоит из грузового автомобиля КрАЗ-257, на шасси которого смонтирована рама основания с платформой, на которых помещены следующие механизмы и узлы: дизель В2-450, дезинтегратор с редуктором и магнитным сепаратором, бункерная установка с дозирующими и загрузочными шнеками, приемные бункеры (лотки), ленточный транспортер, выгрузочный узел, система электрического питания.

Дезинтегратор является главным узлом ПДА. В дезинтеграторе происходят помол, активация и перемешивание исходных материалов, которые поступают в дезинтегратор из бункера при помощи дозирующих шнеков и ленточного транспортера.

Привод дезинтегратора осуществляется от дизеля посредством редуктора, в корпус которого помещается, кроме шестерен редуктора, система валов дезинтегратора. Кожух дезинтегратора вместе с крышкой, которая крепится к нему при помощи двухшарнирного соединения, образует помольную камеру, в которой помещаются корзины – рабочий орган дезинтегратора. Для уменьшения износа кожуха он защищен изнутри сменной футеровкой – стальным кольцом. К верхней части кожуха крепится выходная труба, через которую обработанный материал выходит из дезинтегратора; к выходной трубе присоединяется выгрузочный узел. В середине крышки имеется отверстие, к которому с наружной стороны присоединяется желоб для загрузки в дезинтегратор обрабатываемого материала, а с внутренней стороны – лоток для направления материала между корзинами. В верхней части крышки под желобом прикрепляется магнитный металлоуловитель (магнитный сепаратор).

Данное устройство имеет ряд недостатков, основными из которых являются:

– В ПДА загрузка осуществляется через верхнее отверстие (при крановой загрузке из контейнеров) или с использованием загрузочных шнеков с обеих сторон. Верхняя часть шнеков внутри бункера с приводом. К нижней части крепится приемный лоток. Магнитный сепаратор в линии загрузки отсутствует. При транспортировке агрегата нижние части шнеков поднимаются и помещаются на соответствующие опоры. Приемные лотки снимаются и ставятся к ограждению платформы. Необходимо дополнительное время для установки и демонтажа этих устройств при подготовке к работе ПДА и при передвижении к другому месту работы.

– Наличие только одного двухсекционного загрузочного бункера;

– Отсутствие таких устройств, как вентилятор, циклон-разгрузитель, циклон-пылеотделитель, пылесборник, что ведет к повышенной запыленности окружающей среды при работе установки, т.е. к ухудшению экологической обстановки на месте проведения указанных работ.

– Отсутствие пультовой для удобства управления и эксплуатации.

Задачей предложенного технического решения является снижение энергозатрат, повышение надежности и качества выполняемых операций, улучшение условий эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что передвижная дезинтеграторная установка (ПДУ) содержит установленные на раме с водилом активатор с присоединенными к нему через муфты электродвигателями, бункер-питатель, бункер-накопитель, норию от приемного лотка к бункеру-питателю, два шнековых дозатора, циклон-разгрузитель, циклон-пылеотделитель, вентилятор, пылесборник, норию к бункеру-накопителю, шлюзовой затвор со смесителем и рукавом подачи на линии выгрузки, пультовую, при этом:

– В составе ПДУ имеются два бункера: бункер-питатель и бункер-накопитель вместо одного двухотсечного загрузочного бункера в передвижном дезинтеграторном агрегате Д-6911;

– В ПДУ для загрузки бункера-питателя используется нория (вертикальная) с ковшовыми черпаками, с использованием приемного лотка и магнитного сепаратора.

– В ПДУ шнековые дозаторы подают исходный материал в лоток активатора. В ПДА шнековые дозаторы под нижней частью бункера подают исходный материал на ленточный транспортер с регулировкой (дозировкой) в пределах 2,0-20,0 т/ч, с точностью ±10% по весу.

– В ПДУ магнитный сепаратор установлен под приемным лотком у нории I (к бункеру-питателю), а в ПДА магнитный сепаратор установлен в верхней части крышки дезинтегратора над лотком.

– В линии подачи продукта после активатора (дезинтегратора) используется циклон-разгрузитель с циклоном-пылеотделителем и вентилятором, обеспечивающим необходимое разрежение на выходе из активатора. Все эти узлы для транспортирования двухфазной смеси (продукта с воздухом) соединены между собой системой трубопроводов (воздуховоды, продуктовод, смесевод, пылевод, а также имеется пылесборник для сбора пылевидной фракции продукта.

– В линии выгрузки из бункера-накопителя используется шлюзовой затвор со смесителем, в который подается сжатый воздух, обеспечивающий пневмотранспортировку готового продукта через рукав подачи на необходимую высоту для дальнейшего использования в смесительных агрегатах для приготовления буровых тампонажных растворов или для других целей.

– В ПДУ все узлы и агрегаты смонтированы на общей раме с водилом, которая позволяет осуществлять транспортировку установки как волоком на близкие расстояния, используя водило, прикрепленное к раме, так и транспортировать установку на дальние расстояния, используя такелажные узлы-кронштейны и специальные подвески автомобильным транспортом на платформе-прицепе, железнодорожным транспортом на платформе, а также вертолетом типа МИ-26 на внешней подвеске.

– Таким образом ПДУ обладает достаточной автономностью и мобильностью при необходимости передислокации ее в другое место (нефтяные месторождения), используя ее при бурении нефтяных и газовых скважин или других строительных и прочих работах.

Предлагаемое техническое решение поясняется примером его выполнения на прилагаемых чертежах:

Фиг.1. Общий вид ПДУ (защитные панели не показаны).

Фиг.2. Расположение основных элементов конструкции ПДУ. Вид спереди, вид справа и вид сверху.

Фиг.3. Расположение основных элементов конструкции ПДУ. Вид слева, вид сзади.

Фиг.4. Схема работы ПДУ.

ПДУ содержит активатор 3 (фиг.1, 2, 3), бункер-питатель 2, бункер-накопитель 5, норию I 1, норию II 4, задвижки (2) 8, смесевод 9, двигатель M1 10, двигатель М2 11, магнитный сепаратор 12, лоток приемный 13, шнековый дозатор I 14, шнековый дозатор II 15, лоток 16, циклон-пылеотделитель 17, циклон-разгрузитель 18, пультовую 19, вентилятор 20, шлюзовой затвор 27, смеситель 28, рукав подачи 29, воздуховоды 21, 22, пылевод 23, продуктовод 25, пылесборник 26, установленные на раме 7 с водилом 6.

Схема работы ПДУ показана на фиг.4.

Принцип действия ПДУ основан на механическом размельчении зерен исходных компонентов с одновременным их перемешиванием

Исходные компоненты загружаются в приемный лоток 1. Под приемным лотком находится магнитный сепаратор 2, который отделяет посторонние предметы из металломагнитных материалов. При помощи нории I 15 исходные компоненты поступают в двухсекционный бункер-питатель 14.

Под каждым отсеком бункера-питателя располагается ручная задвижка 3. Из бункера-питателя компоненты двумя шнековыми дозаторами 4 подаются в активатор 5. В активаторе осуществляется размельчение исходных компонентов с одновременным их перемешиванием. Кроме того, в активаторе осуществляется формирование двухфазного потока, состоящего из частиц готового продукта и атмосферного воздуха. Воздух в активатор засасывается вентилятором 13. Полученный в активаторе двухфазный поток поступает в циклон-разгрузитель 11. Там происходит выпадение твердых частиц готового продукта из пылевоздушной смеси. Далее готовый продукт при помощи шлюзового затвора 6 и нории II 10 поступает в бункер-накопитель 9.

Воздух из циклона-разгрузителя поступает в циклон-пылеотделитель 12, окончательно очищается и вентилятором выбрасывается в атмосферу.

Из бункера-накопителя готовый продукт выгружается по мере его заполнения. Для выгрузки готового продукта из бункера-накопителя требуется подвод сжатого воздуха к ПДУ от внешнего источника. Готовый продукт выдается из ПДУ в виде пылевоздушной смеси. Формирование этой смеси осуществляется в смесителе, куда с одной стороны шлюзовым затвором II 8 подается готовый продукт, с другой – сжатый воздух. По гибкому рукаву смесь готового продукта с воздухом может быть поднята на высоту до пяти метров.

Управление всеми агрегатами ПДУ и контроль за их функционированием производится оператором из пультовой. Пультовая, как и все агрегаты ПДУ, расположена на раме.

При необходимости производится аэрация продуктов в бункерах средствами аэрации установки 30.

Для защиты открытых полостей и узлов ПДУ от атмосферных осадков предусмотрена установка защитных панелей. Панели выполнены из листового материала с элементами жесткости и закреплены по периметру разъемными соединениями к каркасу ПДУ. В панелях с правой и левой сторон ПДУ имеются двери для возможности доступа к активатору и другим внутренним узлам при выполнении ремонтных, профилактических работ и для обслуживания ПДУ.

Для подъемно-транспортных работ при погрузке краном на железнодорожную платформу или автомобильную платформу-прицеп в комплекте ПДУ имеются тросовые подвески, уложенные в контейнер у бункера-накопителя. Предусматривается также транспортировка вертолетом с помощью тросовой подвески за 4 такелажных узла-кронштейна на верхней части ПДУ, закрепленных на бункере-питателе и бункере-накопителе.

Источники информации

1. AC SU 1044328 А, 12.06.81.

2. AC SU 1310022 A1, 25.11.83.

3. RU 2052293 C1, 16.04.92.

4. Установка на базе дезинтегратора DESI-15C фирмы AS DESINTEGRAATOR (www.desi.ee/ru).

5. Н.Х.Каримов и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями, Москва, Недра, 1977.

Формула изобретения

1. Передвижная дезинтеграторная установка, содержащая активатор с присоединенными к нему через муфты электродвигателями, бункером-питателем, приемный лоток с загрузочными нориями, магнитный сепаратор, шнековые дозаторы, узел выгрузки, систему электропитания, смонтированные на общей раме, отличающаяся тем, что на раме установлены бункер-накопитель, циклон-разгрузитель, соединенный с циклоном-пылеотделителем, под которым расположен пылесборник, вентилятор для формирования двухфазного потока в активаторе, а для подачи готового продукта из циклона-разгрузителя в бункер-накопитель использованы шлюзовой затвор и нория, причем все агрегаты передвижной дезинтеграторной установки соединены между собой с помощью таких трубопроводов, как продуктовод, смесевод, воздуховод, пылевод, причем магнитный сепаратор установлен под приемным лотком у бункера-питателя, узел выгрузки содержит шлюзовой затвор с приводом и присоединенным к нему смесителем, к одному концу которого подведен сжатый воздух, а к другому присоединен рукав подачи материала для разгрузки, при этом внутри бункера-накопителя и бункера-питателя установлены средства аэрации для облегчения выгрузки материала, а система электропитания включает пультовую, состоящую из корпуса, закрепленного на раме, внутри которого содержится блок управления, включающий блоки электропитания, управления и контроля, а также имеется кресло оператора, масляный обогреватель и светильник.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для защиты от атмосферных осадков и создания комфортных условий работы открытые полости установки снащены для закрытия защитными панелями с необходимым количеством дверей и люков для доступа к узлам установки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она имеет прикрепленные к ней такелажные узлы-кронштейны и комплект тросовых подвесок, уложенных в контейнер для возможности вертолетной транспортировки всей установки, а также крановой погрузки на автомобильную платформу-прицеп или на железнодорожную платформу для транспортирования установки автомобильным или железнодорожным транспортом к другому месту работы или транспортировки волоком, используя водило, прикрепленное к раме.

РИСУНКИ