Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц мнетодлами, 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 если они имеют оли найкит
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даже ни еслим размер។
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:
ក) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостл в или влияет на качество сепарации ។
ខ) និង наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердый
Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового раствора от твича ды гидроциклоны និង центрифуги ។ Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отнолшении и силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях блигода действующей на частицы។ Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты виниражения) (массе частицы) ។
Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, кигда необходимости។ Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отнечие отнечие отличие 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 касаотельной воброциклон восательнкой Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осуществлять тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимваетя воронку, расположенную в верхней части устройства ។ Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции част 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 конститр книтру кноей развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно чоткую точрку фракции твердых частиц ។ Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способновелеть (40м [<151,4 л/ мин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующегво раст
Из иллюстрации на Рис។ 2 (предыдущий раздел «Вибросита«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практяйтичес нецелесообразно។
По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песвоко- илирому или все еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в 4 де де пониклона микрон, а илоотделители — ពី 15 ទៅ 35 микрон។ Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть выходить вместе с илом или песком.
Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извличения барильные центрифуги для извличения барилта (гидроциклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление часовтиц от 9 7 . Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранныим устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активнум сист
На Рис។ 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа) ។
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце вобронкор гидроциклона។ При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воронку, тиорнку, тиорнку Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстияща, поступает в верхнюю часть гидроциклона ។ Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотлий) тескоотлий. 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 заводаизготовителя) ។ Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напяжора 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 точка отсечонки стальшт. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметер, 11 (46,9 м), будет иметь пропускную способность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) вместо 50 галлонотов/мин (189,3 ки л/мин), микрон вместо ១៥. 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 легкити мелкими и легкити движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же вректько бись 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, перемещаясь вверх по вирубе- выходя по ней из гидроциклона.
На Рис។ 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чисть с крупными твердыми чист, нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в акти. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий баритиж подержащий баритиж подержащий баритиж отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или инысие ме направляется 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 мм), обитла 2ном 4-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 з ва: для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметрга, члем Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- និង 6-дюймовых (76,2, 101,6 និង 152,4 мм) гидом нерочовочовочом ночовочовочконом отсечки ឌី10- ឃ50- ឃ90, показан на Рис. ៨.
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 находольтора разряжения។ И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гилороо точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 និង 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон мнужет оя за о чем 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 буровой раствор не фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нусрой. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что производ 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 более дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной 5 спопускной галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый។ Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производител) — широкий диапазон удаляемых частиц, ពី 45 ទៅ 74 микрон ។ Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон плод дость
Илоотделители
Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей нар него 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) гидроциклонов, качиждый из краонов, качиждый из красотрый пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25-50% превышать расходи при При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима устльшов гидроциклонов Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узкий фра удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мночить тому) 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 будет удаляться из ра илоотделителем។ Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью боленулата 12,5/5 គីឡូ/លីត្រ)។ Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлется на правлется на с низкой плотностью.
Ситогидгоциклонные установки
Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотльрителинет виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вибросит сеточным полотном (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 киорогой малого размера។ Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц за вси 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 через сетку осушающегопушающего чего поступает обратно в систему។ По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогайтель 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 быть меньше, чем у стоки вибросит.
Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохраненией доранение до фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита овохжает ст растворов។ 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, раобота подагеще насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек от 200 моеш и менее и менее объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៥ ខែ ធ្នូ ឆ្នាំ ២០១៨