Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методичн 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.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, дажется 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 снижения вя. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
א) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостилости или качество сепарации.
ב) 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 , частиц трифуги. Как ыо сазано ранеגש, принцип дейия гидроцонов центри ц ц ц ц цויה цf цf цf цf цц и сиы G. сющей на часицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоциони ващения) цы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий бет всякий раз, ходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отлецие 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 воросной. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет оспуцет елых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкусним оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки определенность в достижении четко выраженной отсечки определенной фракциц, — 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 оперегрузки . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность способнелост 4, 5/10 мин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся категории ила, поэтому после обработки песко- или ила удет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона 4 рон, а илоотделители — בין 15 ל-35 מיקרון. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 о30 микрон, большая большая вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центривной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита (ро клоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 עד 9 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 (או центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкого. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную волонку, Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижелые 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 на 75 футов (22,9 м) напора на впускном манифольде (см. техничонские техничоские). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напомивиз 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 бочн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4, метра 10ми ь 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 такжаотриче 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 и легими вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. (Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то 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- 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 жидкость возвращается в активиную. Еи гидроцикדיר версия направет оратно веем, а пок зерхнеготfte, на тилизацию.

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 מ"מ) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов (от 101,6 до 152,4 мет 4 мет-4 метром), 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 гидроциклонов обычно доходит до 20 отки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большогого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- ו-6-дюймовых (76,2, 101,6 и 152,4 мр.) тсечки D₁₀- ד₅₀- ד₉₀, 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 должина . И наоборот, выходной поток «струйного типа» ללא אופטימיזציה של זכויות יוצרים של плохом качестве рабонаты г. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказатьн т 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 буровой раствой перегоне пер означает недостаточное давление подачи, износ או закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиторьнся нужнего отверстия. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, чтона производно ых 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 מ"מ) ומספר רב של נכסים. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропусной спологной сполн 893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) диапазон удаляемых частиц, מ-45 עד 74 מיקרון. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавате.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на Длоотделителя перед подабрегой бработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 מ"מ). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, канажконовый ю способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). אופטימיזציית מחירים של 25%-50% משקפים את הקצבאות. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима росходом во время циркуляции необходима росходом нов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости имеют имеют узкий емых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 м.) гоч астиц (ד₅₀) составляет 15–35 מיקרון, а точка отсечки (D₉₀) может доходить до 40 микрон. Та как по разерам часиц барит находит тойе жатегородит ч оелителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5 г/1гн. Пескоотделители илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на правлений кой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, мотделитель, молоотделитий Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вибросич 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 обработку на вибросите, сетки котраюго имого. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит мосит), зуются повторно. Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

העלות של ה-API של 97% בנפח של 74 מיליון. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осушающосушаю ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит для вспомогательныв т. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 עד 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чем у сетовки.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама извлечение барита, сохоранной установки нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) нду с сохранением барита снижает стоимоворов. 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 вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 мешом и мегоби ора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.