Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц мнетодлами , сеивания. 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 найки наже если они имеют олинай
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, дажинети плотности, дажиетом .
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют для снижкнистя. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостл вриста на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердой.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового раствора от твичата от твистки ы ແລະ центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отнолишении G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря на в этих условиях благодаря на ущей частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты васще) ицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, киг отключаться всякий раз, киг дат ости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отливеж отливеж отливеж отливеж отливеж отличие толь значительное уменьшение размеров частиц.

На Рис. 6 изображен гидроциклон. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касателонкой воброциклон внешней касательнкой воброциклон Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осухоствлят осухествлят стиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимроят оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фонкции чистракции чист 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. Благодаря своей констир книтр силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки опр астиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность ,4нм / 1 мес. л/ мин]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песятся к категории ила, поэтому после обработки песко- илирому или будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в 4 дероциклона , а илоотделители — от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть сте с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для изволечения баригрита циклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 дк5Dо0 9 мес. Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранным твами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводитель вентробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце вороцанкор При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воронку, торнку, торнку Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстияща ет в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотлий) т. 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. теовохнические). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания укаизанного напятер мости 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 отсечнки стальш. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроцмиклон 13,7 м еть 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 такаквже на порезмерней напор такакветри ве 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 легвисим и легвисим сте с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же врекмя бись, сохраняя в то же врекмя бись онусное) 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- ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чисть отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активную сис. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нижнего отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или иные мелкие частицы, 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), смотреть бесплатно овых (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: дроциклона з ва: работки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чшом боль Пример,имерфффийовыйовый 3- ,,15,₁₀— ງ₅₀— ງ₉₀, 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 дольжна нахока дольжна нахока дольрния находной поток должен иметь И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гилатро точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 ແລະ 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон можеть ска записи. 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 это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нусружной. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что произможно я 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 пропускной с пропускной 5 (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производител) кий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать буровой раствор в гидроциклон под чавать

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на регрузки ь 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 пособность 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 устльшо . Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узкий фидкости и имеют узкий фрайдет узкий ых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мочовата и чисоточовых) иц (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 рарит будет удаляться изра лителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью болелелулта 12,5. Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направления на правления на прользуются ой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотльнита ситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным вибклосит 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 киорогогом ера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц за всита). 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 осугающе, свободно проходит через сетку осугсирате опугающе ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомога вспомога служит вспомогат вспомогать ых 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

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранегйте (сохранегйте дохраненией нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита снижаетов стобрусть 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, работа пожобагеще ет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 моеш и менее смотреть бесплатно твора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.