Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотчитиости) чными от 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, датижонес удельный вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза маложой маложой имеют одинаковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость скорость оскорость

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разибевляни кости. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый "предел разбавления" тности раствора не влияет на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно. очистить раствор очистить раствор

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки боверовов стиц, — эto гидроциклоны a центрифуги. Как ыыло сказано ранее, принцип дййвия гидроциклонов и силы G. увеличение скорости осаждения и проп už способности до д у у у у ствующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр круговохкавитвижена щения [об/мин]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отклююча а в их работе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневосовона от центробежных не вызывают столь значительное уменьшение размеров частиц.

Na Рис. 6 изображен гидроциклон. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон повононе ообразного конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающей силу G. Эято позевое цию более тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большать чапос ся в конусную воронку, расположенную верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки отсечки отсечки отсечки отсечки опиреде гидроциклон — простое, надежное a экономичное устройство с высокой пропускной сной

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 до 800. Благодаря своей конструкции и способности развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердых частиц. Один из недостатов болшшинства декантирующих центрифorг с г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г г. 4 л/ мин]), так как одной центрифorой обрабатывается лишш раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обрепиот обосятся елем раствор все еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимостидлжны от характеристикав от характеристикир зоне od 45 do 74 микрон, а илоотделители — od 15 do 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 барита барита будет выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для ээеективной сепараци барита прияются специальные г г г г г г г г г г г г г г г оциклоны малого диаметра, работающие под ыыоким давлением), рассчч уастиц о о о м 9 м о о о 9 м о о р 9 р р р р р 9 р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р р. Однако если оборудоване по извлечению бари obale стройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может по už с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с а с с с с а а с а а а а а а а а с а а с а а с а а а а.

Na Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «тиклоциклона).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверсортие ообразного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминая орнадо или циклон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона чесоние щенная жидкость поступает верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глинотедейпелия й) один и тот 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 мьеном ие данные заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для созданопио т изменяться 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 способносктсть гидроцикленона ольше, чем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 йм), гилодров ма (101,6 мм) будет иметь пропускную способность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) „50 галонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки - 55 микрон вмц с с с с с с с с с естве очистки: втом случае болшшая тастиц будет поступрь сace.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемырей «вевемырей Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкостекимим цами, движущимися вместе с потоком более медленно, поступают вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, свохраньяя ю часть жидкости, нижнее (конусное) отверстие имеет меньший диаметр, чем верхенере (верхенере). Из нижнего отверстия выходят крупные частицы и малая часть жидкости. Большая часть жидкости с мелкими частицами меняет направление движхения, переререя, переререре бе-вихреуловителю a выходя по ней из гидроциклона.

Na Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При nebude иолзовани гидроциклонов качествvět его отверсттия, отбраковывается, а п а п з врхнего отверсттеtnaт в акеtnaу в акетеtnaу в а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а к а а а а к а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а а lov Если гидроциклон применется качестве баритоотделителя б с с з з з з с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с верстия направляется обратно систему, а поток з з в в и г г г г г г г г г г на you of younce už.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 ммолем) и ; часто используют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до. 6 дюѴюймов, 6бот 10 но ставят 12 a более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях a микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроцики; число 2 -дюймовых (50,8 мм) гидроцонов обычно доходит до 20. ки одного и т т же объема раствора требуется болше г г г г г г го ч г б б б бо už. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- a 6-дюйммовых (76,2, 6м) ​​циклонов по точкам отсечки D₁₀— D₅₀— D₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроциклона необходимо исследовать поток жидкости на Выходной поток должен иметь форму мелкого спрея из пульверидзатора, приторменан находиться область разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говоритовоме дроциклона, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходкиоѳетидкиоцетидрио ся перегруженным, о чем будет свидетельствовать «струйный» тип потока выхейдящ. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучеря Ес už поток на ой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупороциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстионов, отверстиожон й формы струи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обнычовопопо тельность 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,иомом) . Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 ммсм) особностью 500 галлонов/мин (1893 л/мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную спольную спосовосово ость) a недостаток — широкий диапазон удаляемых частиц, od 45 do 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой расторонор статочным давлением.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илотпелерент го буровой раствор должен быть обработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйм6мма Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 ммыйк.ждоноцва) рых рассчитан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей a илоотделителей должхна на 25–50 % циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляцитионе ьшего числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объеЎт жидико кционный диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 16мох в 10 дроциклонов точка 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.змерам частиц барит находится в той же категории что и ил, баритсту ра при обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных раствортов се п1улов та/галлон (1,5 кг/л). Пескоотделители a илоотделители главным образом используются при буренит кондинуку яжеленных растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора, это поселосуе монтированный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленмнытвих более м с очень мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения прия Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обрабостку на востиороеро ют ячейки малого размера. Буровой раствор a твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (разчатер усдаля размера 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 прохоеререит го вибросита, после чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного растдроциклонная тслупурит ойством для устьевых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах od 120 do 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки долженен ток устьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроцик všichni фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, kcl т т с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с о. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расхниов a. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердытихцодаство центробежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером я20и0нек ботке всего объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.