Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности часми, тотца частиц по массе) 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 естли они они она й вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности плотности, саждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности плотности аковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость остажде остажде.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавля збавля вис бавля в. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейше снижтение снижтение снижтение всления вора не влияет на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствора не позволит качественно очистить раствора раствора.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового расто расто используемые бурового расто это гидроциклоны и центрифуги. Как было сказано ранее, принцип дринцип дедоти, в Отнован Отошоци, в Отнован Ости и оелы G. увелечени тквелечени дения Пи пипкскнкна востигается в дотх Tуст увелич, НидсиецEй На частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (ктватчадрасальна) н]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться отключаться, кратья аботе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насотетов, насотетов робежных не 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 касонатой касосом конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволять осволять ослущее силу олее тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая частьдя частьд жисть жнее отверстие ную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определеной определеной четко циклон — простое, надежное и экономичное устройство с высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это выосткоскосостные центрифилирорыхот 600 До 800. растабности G Олее 500 D боее цент РифуINги могут Обисобть ттносильно тчку отсечой вракенит в вердыхи Фракции Фрафции фасде Один из недостатков большинства дедентюх цкастато: монотая спонлонав мин [<151,4 м / тин]), так как тд] центрифугой Обрабатывается 音ст Пешебольшойциркуsруюsго раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработички после относятся твор все еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гиднюю точку отсечки) 45 до 74 микрон, а илоотделители - от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 миктрон находится будет выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита и микрогидроциклоны (гидроциклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 до 9 микронов (D50). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правилень правильно правилению алаженными устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать очистки некоторая часть ила и песка может поступать поступать обрасть обра.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типого).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на цемие на цорнока через зного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий воздается вихревой поток, по форме напоминающий воздается воздается поток лон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нето частицы жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и тетлителей и песлонов) 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 на 75 футов (22,9 м) напора на впускном манитефол е заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создание входит в приведенное выше уравнение, давление для создание уравнение для создания уравнение уравнение няться в 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 и точтча отстча отсть ем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 ми место желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 ми будет иметь пропускную способность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный нтатроц натрок ывается на качестве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет посто посто.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихтреульвий". Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость с мелими мелки движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраня в то значен же жердых жидкости, 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, перемещаесь вижения ителю и выходя по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными с крупными весто ящая ​​из нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жтьдка востивается ю систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нижнего отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или иные мелкие частицы, направляется на утилизацию.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 мм) è более; часто используют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов (от 101,6 до 152 дюймов (от 101,6 до 152,тон 152), и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклона зависит от его диаметра: для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,4 мовых, 101,6 морим, 101, 101, 101, 101, 101, 101, 101,6 по точкам отсечки D₁₀— D₅₀— D₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроциклона необходимо исследовать поток жидкости на выходе. Выходной поток должен иметь форму мелкого спрея из пульверизатора, причем в центока подо спрея бласть разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохорит о плохом качом качобласти а, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки большого диаметра при высокой скорости женным, о чем будет свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решениение. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый бурабатываемый бурает бурать форму твердой фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гикдлроние гидлроние подачи. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобть достовать уи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означатов, это обычно означтоетов, гидроциклона 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 мм) и болеме болемо Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют применяют применяют галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность способность способность преимущество достаток — широкий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гтодимо подавать раствор в гтодимо подавать влением.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения илоотделителя передотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения передотвращения твор должен быть обработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 мм). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклоноять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклоноять, касторы ан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превыцастарица превоца . При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необнохокоди необохододом числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкостиф жидкостиф жидкостик ый диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймования (10 дюймования) чка отсечки частиц (D₅₀) составляет 15–35 микрон, а точка отсечки (D₉₀) может доходить до 40 микрон. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит бустрит буста бустра обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотность,лотность 12,леленных н (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и влавным образом х растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по сущтестовора анный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных натовленых над мосины мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этром. Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обработку на вибростите, сотель ки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляетицы. сетки вибросита) ра сеток в меш), используются повторно. Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

В соответствии со стандартами API, размер 97% частиц барита составляет менее 74 микрон. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит чересуѱ серез через гидроциклонами та, после чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вслужит вслужит вслужит вспок я устьевых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен жен боть СГУ размер ячеек сеток установки должен боть СГУ ьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостоящей жидкой фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита снижает стоимость буровых растворов. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расъемов твердых отходов. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частитоц частитоц частитоц, паратоц бежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячек мек 200 меток его объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.