Мокрая классификация — массе (размеру и плотности) частицын аргууд, вибрационного отсеиваниягаас салгах арга. Все устройства мокрой классификации осуществляют салангид хууль тогтоомжийн Стокса. Качество мокрой классификации зависит от нескольких факторов:
1. Более крупные частицы осаждаются хурдан, чем более мелкие частицы, даже если они имеют одинаковый удельный вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается хурдан, чем твердая фаза малой плотности, даже если они имеют одинаковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового расствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют для снижения вязкости. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкости эсвэл плотности расствора не влияет на качество сепарации.
б) 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, — энэ нь гидроциклоны болон центрифуги. Как было сказано ранее, зарчим нь гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношений плотности, вязкости и силы Г. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты вращения [об/мин]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов нь бүх зүйлд тохирохгүй, ямар ч боломжгүй. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отличие от центробежных не 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 касательной воронкообразного конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу Г. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимается в конусную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижений четко выраженной точки отсечки определенной фракции частиц, гидроциклон — простое, надежное и экономичное устройство с высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах ашиглах центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 до 800. Благодаря своей конструкции и способности развивать силу перегрузки G более 500 тодорхой центрифуги боломжтой . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность (менее 40 галлонов/мин [<151,4 л/ мин]), мөн адил одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем цирк раулирующего.

Из иллюстрации на Рис. 2 (урьдчилсан ангилал «Вибросита«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практической точки зрения нецелесообразно.

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- эсвэл илоотделителем раствор бүх талаараа илүү их хэмжээний материалтай холбоотой. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в диапазоне от 45 до 74 микрон, а илоотделители — от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15-аас 30 микрон, большая часть барита будет выходить вместе с илом эсвэл песком.

Барита болон микрогидроциклоны (гидроциклоны бага диаметр, работающие под высоким давлением), 7-оос 9 микроноор (D50) үр дүнтэй тусгаарлах барита тусгай центрифуги ашиглаж болно. Однако если оборудование по извлечению барита ямар ч ажил хийхгүй байх совместно с другими правильно подобранными болон хорошо налаженными устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (эсвэл центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкообразного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водянюю воронку, торнадо или циклон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстие, а очищенная жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотделителей) один и тот 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 на 75 фут (22,9 м) напора на впускном манифольд (см. технические данные заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора боломжтой боломжтой изменяться в зависимости от плотности бурового расствора. Напор должен измеряться на впускном манифольде, т.к. между насосом и манифольдом гидроциклона напор будет уменьшаться. Если напор будет недостаточным, снизится пропускная способность гидроциклона болон точка отсечки станет больше, чем хэрэгтэй. Жишээ нь, хэрэв напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 фут (22,9 м), гидроциклон диаметр 4 дюйма (101,6 мм) байх боломжтой 40 галлонов/мин (151,4 л/). вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор нь маш их зай эзэлдэг: энэ нь маш их хэмжээний цахилгаан станцуудыг илгээдэг.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, мөн адил 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 легкими частицами, движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то ба время большюю часть жидкости, нижнее (конусное) 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-вихреуловителю болон выходя по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. Гидроциклоновыг ашиглахад маш их ашиг тустай, гажигтай, өрөвдөлтэй, нэн даруй системтэй, идэвхтэй үйл ажиллагаа явуулдаг. Эсли гидроциклон, эсвэл глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нижнего отверстить направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстить, содержащий глину, эсвэл удалгүй, нэн даруй.

Типоразмер ба количество гидроциклоновууд нь тусгай зориулалтын эксплуатациас бүрддэг. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 мм) ба более; 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклоныг часто используют. 4-ээс 6 мм-ээс 101,6-аас 152,4 мм-ийн хэмжээтэй, 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклоны диаметртэй, 4-ээс 6 мм хүртэл ажилладаг. В глиноотделителях ба микроциклонах ашиглах 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклоновын хэмжээ нь 20. Производительность гидроциклон зависит от его диаметра: для обработки одного и того ба объема раствора шаардлагатай больше гидроциклонов бага диаметртэй, чем больше. Жишээ нь, 3-, 4- ба 6-дюймовых (76,2, 101,6 ба 152,4 мм) гидроциклонов по точкам отсечки D₁₀- Д₅₀- Д₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроциклона необходимо ашиглах поток жидкости на выходе. Выходной поток должен иметь форму мелкого спрея из пульверизатора, причем в центре потока должна находиться область разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» гэж бүс нутгийн разряжения говорит о плохом качестве ажлын гидроциклона, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 ба 9). Однако при бурени скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказаться перегруженным, о чем будет свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решением. Энэ нь "зонтика" гэсэн үг юм, энэ нь ямар ч давуу талтай биш, харин гидроциклоныг ялгаж салгах эсвэл закупоривание гэсэн үг юм. Некоторые типы гидроциклоновууд нь тохируулагч диаметрийг өөрчлөх, чтобы добиться нужной формы струи. Гэхдээ энэ нь ямар ч боломжгүй, энэ нь ямар ч хамаагүй, данных ашиглалтын эксплуатацийн слишком бага зэрэг үйлдвэрлэлийн гидроциклона.

Пескоотделители

Пескоотделители служат для очистки расствора перед его поступлением на илоотделители. Обычно в качестве пескоотделителей ашиглах гидроциклоны диаметром 6 (152,4 мм) болон более дюймов. Часто в качестве пескоотделителей хоёр 12 дюймовых (304,8 мм) гидроциклон нь 500 галлонов/мин (1893 л/ мин) хэмжээтэй. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производительность) ба недостаток — широкий диапазон удаляемых частиц, 45-аас 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под достаточным давлением.

Илоотделители

Хамгийн их үр дүнтэй ажил болон предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на него буровой растворыг ашиглах ёстой. Обычно в качестве илоотделителей ашиглах гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 мм). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклон, 75 галлонов/мин (284 л/мин) . Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей 25–50% превшать расход при циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима установка большего числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают дотаточно объем жидкости, имеют узкий фракционный диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов точка отсечки частиц (D)₅₀) 15–35 микрон, а точка отсечки (Д₉₀) боломжтой доходить до 40 микрон. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит будет удаляться из расствора при обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5 фунта/галлон (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом ашигласан бурении кондукторов и направлений на неутяжеленных расторах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) нь тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, смонтированный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным виброситом с очень мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этом барита. Раствор поступает сначала в илоотделитель, posle chego prohodit обработку на вибросите, сетки которого имеют ячейки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит от размера сеток в меш), используются повторно. Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

Энэ нь API стандартын дагуу, 97% частиц баритатай 74 микрон байдаг. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осшающего вибросита, дараа нь чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомоготельным устройством для устьевых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки бүрэн гүйцэд, чем у сеток устьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостоящей жидкой фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl ба г.м.) 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 подающего центробежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и менее и обработке бүх зүйл, СГУ-г хүлээн авахгүй.