Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методичн, 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 осаждается 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:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостилости или качество сепарации.
b) a наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердой фазы.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые fir очистки бурового раствора от твердых, — часто используемые трифуги. Как бо Сказано раие, принцп дuniвия гоноаакоукикикикикикико и силы.. у irениебенренросагжждения и проукнистио сови бови сови сови содти сои сои эои эои сои содтих содтиою Вуй на чатициц. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоти вращи) цы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякох 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 op внешней касательной воронкос. 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 подкуснима оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки 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 конструкспис перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки опречки . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность способнелост способность менег1,/ 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 практическоц о.

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

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги fir извлечения барита применяются специальные центрифуги извлечения барита клоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 bis 9 миков (Dи50 миков). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х системы очистки, некоторая часть ила a песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (oder центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце конце воронкогонкого. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воролинку,. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнесто отваются 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. техниклонов рассчитана). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного наприведенное мивнение 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 an точка отсечки станет большн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4, миаметра 6 ь пропускную способность 40 галлонов/мин (151,4 l/min) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор такжотриче 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, 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-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 чацин го отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия. ЕKли гидоццклижнего отетя отау ерстия Направлутся обрато в системумумумумумуму зоутие, гдееетити еетити егus На утилизацию.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 мм) a более; часто используют два 12-дюймовых (304,8 mm) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов (от 101,6 моботают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов) дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях a микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит zum 20. Производительность для дроциклона зав отки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большогого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- a 6-дюймовых (76,2, 101,6 an 152,4 моцом) tschech 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 рабонаты ги., точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 an 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказать 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 раствой перег означает недостаточное давление подачи, износ oder закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиторьмся 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 мм) a более дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной спобою спогн 893 l/min) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) диапазон удаляемых частиц, vun 45 bis 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 Длоотделителя перед подачей на негой 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, кажкосип ю способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей an илоотделителей должна op 25-50% превышать расходиц. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима росходом во время циркуляции необходима устанкогоц 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 мечос) г Astiц (D₅₀) составляет 15–35 микрон, а точка отсечки (D)₉₀) может доходить до 40 микрон. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит будет удалятрасия из барит будет удалятрасия иб ителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1гун. Пескоотделители илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неправлений не кой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) fir тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, смонтиль, с. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вибросичнов 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 op вибросите, сетки котраюго имраче. 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.

Mat der API-Standard, ass 97% méi wéi 74 Milliounen. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осушающ, свободно проходит через сетку осушающ ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит для вспомогательны т. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 bis 325 меш. Для обеспечения эффективности работы.

(Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама a извлечение барита, сохоронной установки нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl an 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 утилаюзаши. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа подающегна 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.