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

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют для снижения вя. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостилости илив 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 твердых, — часто используемые для очистки бурового раствора от твердых трифуги. Как было сказано ранее, пействип действиклов гинроциков нидноца основане ня законе стоксти в отношении Пилости и пилы G. увели 01ние скорости осажпения ипосонной спосонной способния Достигасти б усТихН хххх лддаря у селичению увеличению силы G, Действущщщ на СТиц .щщлйщщщщ Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоби вращи) цы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий должны отключаться всякий дон ходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отлеѶие 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 воросон. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет оспущет елых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракциц чон 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. Благод своей конструспив перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки опреча . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность способность менег1/40 мин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- илоли ила удет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклодина 4 рон, а илоотделители — fan 15 oant 35 mikron. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая большая вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита клоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 ди50он (dи50 мин). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (of центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце конце вороинкогонкогонце раствор. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воролонку,. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнесто отверич упает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотиклонов). Зависимость напора от давления имеет следующий вид:Напор (футы) = давление (фунты/ кв.дюйм) / [0,052 х плотность раствора (фунты/галлон)]

Большая часть гидроциклонов рассчитана foar 75 футов (22,9 m) напора op впускном манифольде (см. техниклоновать). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напомив мисение 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 точка отсечки станет большн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 m) вместо желаемых 75 футов (22,9 m), гидроциклон диаметра 4,5 метра (1 m) ь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 l/min) вместо 50 галлонов/min (189,3 l/min), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор такжотриска стве 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 легищими, мелкими легими вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. (Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую, же времстя большую сное) 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 трубе-вею о ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чацон го отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия. Если ГидроциклнН Баритото Баритотделителителителителителинелинелителителителителителителителий идкарит одкости идкости из Нижнего отверсти я Направляется обратно в систему в петок из верхнего отверстия, отверстия, Глину или иные илкие аные Мелки аные Мелки анытиля, настицы, настиля, настиля, настиля, настиля, настиля

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 mm) en более; часто используют два 12-дюймовых (304,8 mm) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов (от 101,6 до 152,4 мето 4 мето 4 мет), дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклонов доходит до 20 отки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большогого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- en 6-дюймовых (76,2, 101,6 en 152,4 m) 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 должозь . И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве рабороты ги., точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 en 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказатьн т свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. Сэтим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решением. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый буровой раствой перегоне пер означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добитормися нужнего отверстия. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, чтона производно ых условий эксплуатации слишком низкая.

Пескотделители

Пескоотделители служат для очистки раствора перед его поступлением на илоотделители. Обычно в качестве пескоотделителей используются гидроциклоны диаметром 6 (152,4 mm) en in soad дюймов. ( Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропусной спопусной сполн 893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) диапазон удаляемых частиц, fan 45 oant 74 mikron. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать буровой раствор в гидроциклон подалставать.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на бегол бработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 mm). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, кажкосор ю способность 75 галлонов/min (284 l/min). Объемная производительность пескоотделителей en илоотделителей должна op 25–50% riedt in leasepriis. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима устанкогоц нов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости en имеют узкийн емых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мекчочос) г астиц (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 будет удалятраси из барит будет удалятрасия иб ителем. Поэтому илотделители редпользуютт д джжллНетхххххлНнровхх 12 12,5 12,5 12,5 фуНТта / Галлон (1,5 К). Пескоотделители илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений нахравлений нихн кой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) foar тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, бурового раствора. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 mm) гидроциклонов, установленных на мощным виссично лотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этом барита. Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обработку на вибросите, сетки котораюго имч Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит вибросита), проходящие через сетки вибросита зуются 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 осушосающосушосающ ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит для вспомоготельныв т. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 oant 325 mеш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чем у сетьвх.

(Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама en извлечение барита, сохоранной установки нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl en т.д.) нду с сохранением барита снижает стоимовов. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов на утилизаши. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа подающего подацего вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегос бес ора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.