Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методич, 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 вы.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даженесли 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:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостил или влияет на 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, — частиц an центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов a центрифуг основан на законе Стокса в отнопишив силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благолис услагодич действующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоби/ми в]ращения) (Massé частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок a гидроциклонов должны отключаться всякий раз, нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отротличие вызывают 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 оссуще более тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракциц, — простое, надежное a 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 конструксции развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точкун фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность (менгемность) [<151,4 l/min]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирурающег.

Из иллюстрации op Рис. 2 (предыдущий раздел «Vibrocita«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практический нецелесообразно.

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или иливети еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклодина 4) 74 Mikron, а илоотделители - vun 15 bis 35 Mikron. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 bis 30 микрон, большая выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги fir извлечения баритальные (Héichzäiteg диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные um удаление частиц от 9. 70. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и хонными устройствами системы очистки, некоторая часть ила a песка может поступать обратно в ACTIVNUю 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 нижнее отверия жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов 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 op 75 футов (22,9 м) напора на впускном манифольде (см. техничаныские заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление fir создания указанного напомера мисят 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 an точка отсечки станет большн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диамеметра 4, мелаемых будет иметь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 l/min) вместо 50 галлонов/мин (189,3 l/min (189,3 l/min), 5 min. микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отрицательно сказывается на качестве 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, a жидкость с мелкими и легким, движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую, 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 трихрубе-вею 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 чация, нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя oder глиннотделителя, содержащий баритоотделителя нижнего отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глиниу илиц направляется 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 vun 4 bis 6 Deeg (vun 101,6 bis 152,4 Méint), более 4-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 bis den 20. для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем боголь. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- a 6-дюймовых (76,2, 101,6 an 152,4 мог) 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 центре потока долхжина разряжения. 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 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 перей пер это 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 произможно для данных 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 mm) гидроциклона с пропускной спось 5 галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) — производитель широкий диапазон удаляемых частиц, vun 45 bis 74 Mikron. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать буровой раствор в гидроциклон подалставать.

Ilootdeliteli

Для максимальной эффективности работы a предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на негой быть обработан 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, каждхосичи. пропускную 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 установки гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости an имеют имеют узкий удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования a правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 m²) гич отсечки частиц (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 удалятратся ибой илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1глун кг/л). Пескоотделители a илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на н с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) fir тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитий, сового раствора виброситом. Установка состоит из 12 a более 4-дюймовых (101,6 mm) гидроциклонов, установленных над мощным вибросичом 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 котоюго имяч размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит вибросита) используются 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 осушосающ, чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора a служит для вспомогательным вибросит. 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, сохоранной установки фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) нду с сохранением барита снижает растворов. 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 подацещегого подацещего будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегобив. объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.