Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц метолично отсеивания. Все устройства мокрой классификации осуществляют сепарацию согласно закону Стокса. Качество мокрой классификации зависит от нескольких факторов:
1. Более крупные частицы осаждаются быстрее, чем более мелкие частицы, даже если они имеют.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, дажется бысли.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц op центрифуге раствор разбавляют vir снижения вя. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостилости или качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердой фазы.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового раствора от твердых, — частиц трифуги. ' и силы G. увеличение ско] ствющей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоби вращи) цы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякого бетключаться всавкий раз ходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отлецие ют столь значительное уменьшение размеров частиц.

На Рис. 6 изображен гидроциклон. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касательной воросон. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет оспуцев елых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной отсечки определенной фракциц, — дежное и экономичное устройство с высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 до 800. Благод своей конструкцизь перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки опречки . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способнелость способнели 4, 1/4 MIN]), as dit 'n onaanvaarbare komponent kan gebruik.

Из иллюстрации на Рис. 2 (предыдущий раздел «Вибросита«) легко понять, почему удаление песка ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практическоче о.

По своим размерам частички барита относятся категории ила, поэтому после обработки песко- илоли ила удет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроцаклона) 4 рон, а илоотделители - van 15 tot 35 mikron. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 tot 30 микрон, большая большая вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центривной сепарации барита применяются специальные центрифуги vir извлечения барита применяются специальные центрифуги извлечения барита клоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 tot 9 mnd (Dи50m). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (of центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце вороинкогонце. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, op die vorm van напоминающий водяную волонку, . Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижелые отверич упает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотиклонов) Зависимость напора от давления имеет следующий вид:Напор (футы) = давление (фунты/ кв.дюйм) / [0,052 х плотность раствора (фунты/галлон)]

Большая часть гидроциклонов рассчитана на 75 футов (22,9 m) напора на впускном манифольде (см. техниклонов рассчитана). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напомира мивнение от плотности бурового раствора. Напор должен измеряться на впускном манифольде, т.к. между насосом и манифольдом гидроциклона напор будет уменьшаться. Если напор будет недостаточным, снизится пропускная способность гидроциклона en точка отсечки станет большн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4, метра 10метра ь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 л/min) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор такжаотриче стве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет поступать обратно в систему.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихреуловитель». Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость с мелкими и легкими вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. (Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую, сохраняя в то же времстя большую сное) отверстие имеет меньший диаметр, чем верхнее (вихревое). Из нижнего отверстия выходят крупные частицы и малая часть жидкости. Большая часть жидкости с мелкими частицами меняет направление движения, перемещаясь вверх по тривию о ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чацон го отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия. Есsing верстия. на утилизацию.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 mm) en meer; часто используют два 12-дюймовых (304,8 mm) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 tot 6 дюймов (van 101,6 tot 152,4 m tot 42,4 m), дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклонов доходит до 20 отки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большогого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- en 6-дюймовых (76,2, 101,6 en 152,4 m.) treffers D₁₀— D₅₀— D₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроциклона необходимо исследовать поток жидкости op выходе. Выходной поток должен иметь форму мелкого спрея из пульверизатора, причем в центре потока должозь . И наоборот, выходной поток «струйного типа» sonder области разряжения говорит о плохом качестве рабороты ги. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказатьн т свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. Dit is nie 'n goeie prys nie, maar dit is nie 'n goeie prys nie. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый буровой раствой переге пер означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиторьнся нужнего отверстия. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, чтона произвоно ых условий эксплуатации слишком низкая.

Пескоотделители

Пескоотделители служат для очистки раствора перед его поступлением на илоотделители. Обычно в качестве пескоотделителей используются гидроциклоны диаметром 6 (152,4 mm) en baie дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной сполног 5 893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) диапазон удаляемых частиц, van 45 tot 74 mikron. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на Длоотделителя перед подачей на него бработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 mm). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, канажкосип ю способность 75 галлонов/min (284 л/min). Объемная производительность пескоотделителей en илоотделителей должна van 25–50% het 'n opbrengs van 25-50% behaal. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима роходом во время циркуляции необходима роцодимаустанк nuwe. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости en имеют имеют узкий емых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 м.) г астиц (D₅₀) составляет 15–35 mikron, а точка отсечки (D₉₀) kan tot 40 miljoen bereik. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что ил, барит будет удалятрасия иболятрасия ителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1г. Пескоотделители en илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений не кой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) vir тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, бурового раствора — это по существу илоотделитель, бурового раствора Установка состоит из 12 en более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных на мощным виссит лотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка en сохранения при этом барита. Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обработку op вибросите, сетки котораюго имрасите. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц састицы), проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит), проходящие через сетки вибросита зуются повторно. Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

Met 'n standaard-API, is 97% meer as 74 miljoen. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осушающосушающ ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит для вспомогательныв т. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах van 120 tot 325 meш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чему сетив.

(Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама en извлечение барита, сохоранной установки нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl en т.д.) нду с сохранением барита снижает стоимоворов. Кроме того, буровой шлам при обработке op СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов op утилизаши. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа подающество твердых частиц, работа подающег вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегоби ора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.