Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методич, вибрационного 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, даженесли размер.
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 вязкостил или влияет на 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 твердыхот твердых, — частиц en центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов en центрифуг основан на законе Стокса в отнопишив силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благоденич услагодич увив действующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоби/ми в]ращения) (Masсе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок en гидроциклонов должны отключаться всякохий раз, нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отротличие вызывают 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 оссущет более тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракциц, — простое, надежное 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 конструкспии развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точкун фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способнолсть (менегоность (менегоность) [<151,4 lt/min]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирурающег.

Из иллюстрации на Рис. 2 (предыдущий раздел «Vibrosita«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практический нецелесообразно.

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- илотки илотсли еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (in зависимости от характеристик гидроциклодина 4) 74 mikron, e илоотделители - van 15 tot 35 mikron. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 tot 30 микрон, большая выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги vir извлечения барита (Gedроциклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 9 70. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х устройствами системы очистки, некоторая часть ила en песка может поступать обратно в ACTIVNUю 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 нижнее отверия жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (e. же. Зависимость напора от давления имеет следующий вид:Напор (футы) = давление (фунты/ кв.дюйм) / [0,052 х плотность раствора (фунты/галлон)]

Большая часть гидроциклонов рассчитана op 75 футов (22,9 m) напора на впускном манифольде (см. техничныческие заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление vir создания указанного напора мижять зависимости 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 m) вместо желаемых 75 футов (22,9 m), гидроциклон диамеметра 4, м10метра 4, м10метра будет иметь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 lt/min) вместо 50 галлонов/min (189,3 л/min (189,3 л/min), 5 sek. микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отрицательно сказывается на качестве 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 движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую, нижнее (конусное) 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 тривеве-вею выходя по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- en илоотделителей жидкость с крупными твердыми чаця частиц нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий баритоотделителя нижнего отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глиницилиц направляется 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 152,4 m), более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 mm) гидроциклонов обычно доходит tot 20. Производительность гидроциклонов доходит до 20. для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем боголь. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- en 6-дюймовых (76,2, 101,6 en 152,4 мрон) точкам отсечки 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 должина разряжения. 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 оказать чем будет 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 раствор, ферегорне пер это 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 произвоцно для данных 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 сп00сь 5 галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) — широкий диапазон удаляемых частиц, van 45 tot 74 mikron. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать.

Ilootdeliteli

Для максимальной эффективности работы en предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на Негой быть обработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 mm). Блок илоотделителей может состоять из 12 en более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, канахдый пропускную 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 установки гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости en имеют имеют узкий удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 м.) гич отсечки частиц (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 и и ил, барит будет удалятрасия in ботраспод илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1г. кг/л). Пескоотделители en илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неправлений с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) vir тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитий, сового раствора виброситом. Установка состоит из 12 en более 4-дюймовых (101,6 mm) гидроциклонов, установленных на мощным вибросичом сеточным полотном (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 на вибросите, сетки котоерого им размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит месит), используются 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 осушосающ, чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора en служит для всстомогательны вибросит. 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 фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl en т.д.) нду с сохранением барита снижает растворов. 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 подаюцего подацещего будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегоби объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.