Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) чамости) чами, тотцмы, 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 естими оны естрее й вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности плотности плотности, чем твердая фаза малой плотности плотности аковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость остажде.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбатавля и збавля вся. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейше снижтение 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 растворы растворы.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового расто расто используемые это гидроциклоны и центрифуги. Как было сказано ране, принцип действия гидроциклонов и п в в) т b) и силы G. увеличение скорости осажeta твующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (ктвамо пропорциональна) н]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключатья смесительных воронок и гидроциклонов должны отключатья воронок аботе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насотостов, насотостов 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 позволятет осволять осволять освающее силу олее тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая частодят частодят жтисть на жерез 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 выыкоскоростные центри - перегрузки G более 5 таие центрифуги могут обеспечить относительн о н т н н н н; Один из недостатков болшшинства декантирfona 4 л/ мин]), та как одной центрифуй о обрабатывается лиш неболшой объем цираfono рющющ sur р sur sur р.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработи пели пели пели песле поэтому 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, Такрон будет выходить вместе с илом или песком.

Поэтомfon для ээфективной сепарации барита применяются специал ?? оциклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), расчитанные нт у 7 р р р 7 р aŭ рч. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правиленьно правилению алаженными устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать очистки обрасть.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типиклонного).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие насос подает буровой раствор через отверстие на подает через отверстие на подает зного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий воздается вихревой поток, по форме напоминающий воздается поток лон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через несто частицы жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и телителей и песлото 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 манитефол е заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания 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 от ем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон (22,9 м), гидроциклон (13,7 м) место желаемых 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 нтатрапо ывается на качестве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет посто посто.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихтреулхреул». Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость сбрасываются мелки, движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраня в тораня в то ьь же 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, перемещатесь вижения, перемещатицами меняет 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 крупнырами с крупными вистве песко ящая ​​из нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жтьдка восзтьдкосво ю систему. Если гидроциклон применяется кчестве баритоотeta верстия направляется о. на утилизацию.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 мм) и 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,с 101,6 до 152), и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-юйюйовых (50,8 м) гидроциклонов обычно доходит д 20. ки одного и того же объема раствора требуется болше гидроцикtom) Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,4 мовых, 4имовых 3-, 4- и 6-дюймовых) 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 прея причем в центока прея бласть разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохорит о плохостом качлом качром кача 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 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 решение. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемыклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемыклона братываемый бурой бретов твердой фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гикупоривание гикдлроние подачи. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобть досновать уи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означтает, это обычно означтоет сделать 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 вдолемо 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 галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность способность способность (способность). достаток — широкий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гитодроствор в гитодрова влением.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения перегрузки илоотделителя передоте подотвращения 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 кастов, кастовых ан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превырицастцастелей . При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необонхокоди необохокодии числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкостиф жидкости жидкостели ый диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймования 10 дюймования и правильной 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 бустрится в той же категории что и ил обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотноста зуются для очистки утяжеленных растворов с плотноста зуются 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 сутщностовора анный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над моси мовых 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 вибростетори, сотель ки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляетицы Буровой раствор и твердые частицы 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 черезого черезого гидроциклонами та, после чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит служит песок из утяжеленного раствора и служит вслужит вслужит всторма 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 жен боть ьевых вибросит.

Хотя основно pla фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCL и т. о. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению раснходов илилиходов илижению раснходов отходов. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частитоц частитодц, паратоц бежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячек 200 месор мехов его объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.