Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методлаци, sеивания. 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 оди наже если они имеют оди наже
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даже ни если .
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют для снижкения вя. Однако в этом случае необходимо учесть следующеее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязконтли врсо ntawm качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердой.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового раствора от твича ды ы thiab центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отнкилсни ни G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря на благодаря на благодаря на xav. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты васте чижения) thiab).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, ког да tso. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отливеж отливеж отливеж от завет толь значительное уменьшение размеров частиц.

Nias Рис. 6 lub hlis dhau los. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касаотелонкй воброциклон внешней касателонкой ворононкоронкоронку Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осухаствилят стиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимвсти поднимвает оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной форакции циртракции чист 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 констр книтр силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки лертречитр ib sti. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная спосособновагеть 4нм / 4нм (4нм л/ мин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

Из иллюстрации ntawm Рис. 2 (Piv txwv li раздел «Вибросита«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практий тес rau.

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- илирому после обработки песко- илирому будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона в 4 дроциклона) в 4 , а илоотделители — от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая бить большая бить сте илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для изволечения баригрита циклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 дк5Dо 9 мес. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранным на подобранным твами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

Nias Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широкод конце вороцанкор При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воронку, торнадлу, тиорнку Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстия, а ет в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотлий) тескоотлижи тескоотлижи тескоотлий те 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 манифольде (см. технические). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания укаизанного напора мости 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 отсочонки бтажнет. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроцмиклон диамете 1 , 4 бутата еть 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 такакветрита ве 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 легкижи м сте с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же врекмя бижть онусное) 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 вирубе- ней из гидроциклона.

Nias Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чисть твердыми чисть отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активнуе сис . Treодроцклоняется виммцется бачестве бачарителиителиителителиит пости иодрит пости иижки pидкости иижнего отв Ереравляетно обратно в пистоу изоток или отоижжжжжжжжжжжж отверащижй отвери отное иныые иныии иныые иныии иныыtа иныии Оыыцы, Настицы, Ntau | На утилизлизацию.

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 мм), оби тла 2 ном овых (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 з ва дроциклона з ва: работки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чшо голь Примеримеримрмрующирающий рэфект таботы ра 6йоты т-и 6-и 151,4 гипам гочкам d₁₀—D₅₀—D₉₀, показан rau 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 дольжна наход дольжна наход И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы, гидро. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 thiab 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может чре за будет свидетельствовать «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 буровож раствор не это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нирожной . Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что произво дозначает, что производ kuv 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 более дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной 5 с пропускной с пропускной 5 (1893 л/мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность — производител кий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под чвате

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на рустеля ь 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, каждый из краосотнов, качиждый из краосотнов, качиждый из краосотнов пособность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превышать расход при при. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима устльшо бустлька . Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узкий фравий ых частиц (sm. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 место човате чите чите човосто човате чите чите чисто човосто чите читесто чтарте чите три условии условии хорошо ib (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 от удаляться из ра lus. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью боленогна 12,5/12. Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлеторов и направлетей наж не ой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу иловоотльел на нинелинет soj. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вибкросит полотном (sm. 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 котророгой yog. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц за вирата), используются повторно. Более крупные частицы, tsis yog 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 осугающе осугающе ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогать вспомогатель ых вибросит. 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, четьк у

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранегйте дохраненией нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита снижаетов стобрусть Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов на утилизацию шлама. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа пода юще ет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек от 200 моеш и бенеа твора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.