Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц метонытами, о 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 вельый имеют
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даждается быстрее, даждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даждается даждается быстрее.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют для сниженист. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкости или плотнерастра 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 твердыцц, центрифуги. Как ыо сазано ранее, принцип дейтвия гидроциконов иентрифр Meнов центimet и сиы G. уеличение сорости оажение ирропной сособнсти достигает</s>ээтиххеееееееееееееее [ ствей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат чащения) х (квадрат чащения) частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий всякий раз, одимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отлитыбужоныроныце в отлинтычие 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 воронусгобра. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осущебеижолществеютра х частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подверстие ложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции фракции ча 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. Благодаря своей конструкци регрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсерчечки опрейцел ц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность/1 ин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоелде ет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона тми4 гидроциклона) рон, а илоотделители — от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 митрон, большая част е с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения бамритрициа циклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц 9. нодающиц от 7мидастиц. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными подобранными и хнонустна системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронком конце воровой раствор через отверстие на широком конце воронком. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водякную воронку, толрмонц. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстие,.ижнее отверстие, пает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотденей)ижДелите. 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) я). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора может т 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 точка отсечки станет бочночки станет Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диамю диамю10, 4 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 напор такжатев е 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 лечким я вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же, времность большую е) 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 трух я по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми твердыми твердыми чевцаниястиц о отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в актисвную. Еси гидроцикон применяетс в качестве баритотделител ии гиннотделител, сержийити [ верстия направттс оратно в систем, а поток зерхнего отверсти, сержащий гицы ницы, 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 152,4 тбело2 до 152,4 мм), -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 гидроциклона бработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- ja 6-дюймовых (76,2, 101,6 и 152,4 моцимока тсечки 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 центре потока должетре потока должетре нахо. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гилдро., типоты гилдро. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказатбурся пе видетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решением. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый буровой растворей, растворей не это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нужной. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что. производины 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 более дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной с пропускной с пропускной 12-дюймовых 93 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производельность) пазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под додавленистаточ.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на небостиврой 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) гидроциклонов, каждорый ную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна 25–50 % превышать расход при. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необхокодима устаметра . Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узонракий мых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 м) стиц (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 ил, барит будет удаляться из беляться из раствора м. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более).,5/12,5 более). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на правлений на направлений на нелители плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу иломотделитель, смонтыйрова. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вимчиным виброс м полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этом барита. Растоор постуает сначала и kilti зера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц заврастиц заверсиц 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 через сетку осушающепо упает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательствевхустановкательным ит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чевективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чем.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранекойстохрочение тетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита снижает стоимростовостьбым Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов на утилизацашашаша. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа подабесроце т вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и меберастафот , применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.