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

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавля збавля на частиц. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейше снижтение снижтение снижтение снижтение снижения некоторый вора не влияет на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствора не позволит качественно очистить растворы раствора не наоборот.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового расто расто используемые это гидроциклоны и центрифуги. Как ыыо сказано и силы G. ou ствующей 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 отключаться воронок аботе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насотетов, насотетов, Из-за низкой пропускной способности 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 касосознател касосом конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволять осволять осволять освающее олее тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая частьшая частодят через нижнее отверстие ную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определеной определеной четко выраженной трудность циклон — простое, надежное 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 конструкции и способности развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердых частиц. О( 4 л/ мин]), так как одной центри Fortй обрабатывается лшш неболшш оъем цирidi.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработи песле 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 микроь находится от 15 до 30 микроь находится будет выходить вместе с илом или песком.

Pe . 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, некоторая часть ила и песка может поступать очистки обрасть ила.

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 цмикоронц через 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 неточна нестен частицы жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и телителей и 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 создание для создания уравнение входит в приведенное выше 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 отстча от ем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 ми футов (22,9 м) 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 нтарь натро ывается на качестве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет посто посто.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихтреульвий". Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость с мель мель движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраня в тораня в то жения только 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, перемещаестами меняет направление движения 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 вистов ящая ​​из нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жтьдющая из верхнего отверстия жтьдка востается ю систему. Li . 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) и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-chèn (50,8 м) ки оoral и т те ое оема раствора тебуется болше гидроцикло oblije мо. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101, гомовых, 101,4 мових, 101, 4 мових). 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 центокон прея причем в центокон прея бласть разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохорит о плохосто качром качром кахоборот 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 большого диаметра при женным, о чем будет свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решениение. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый бурабатываемый бурает бураеть твердой фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гикупоривание гикдлроние подачи. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобть достровать ou. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означно означатов, подачи этого сделать невозможно 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 вдолеме болеме в качестве Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют применяют применяют галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность способность способность достаток — широкий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гитодимо подавать влением.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения илоотделителя передотвращения передотвращения илоотделителя передотвращения 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 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклоноять, касторы ан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превыцастцастелей должна . При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необхохододи необохододом числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкостел жидкостиф жидкостик ый диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймования (10 дюймования) 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 барит бустра бустра обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотноста12, лотностки н (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и влавным образом исполь х растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по сущтестовора 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 вибростите, сотель ки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляетицы 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 сероциклонами 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 служит встановка 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.

O M о. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению раснходов илижению раснходов отходов. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частановка не удаляет значительное количество твердых частитоц частитоц частитоц, паратоц бежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячек 200 меток мехов его объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.