Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методами, отличнывицобиного отличными. 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 одинаковый уделься.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даже если они имедерю.
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 вязкости. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
अ) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкости или плотности раствоцетести растворацетеси .
b) 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, — эцинтогит. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношение плотношении пловясении , скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря увеличению силы G, действицыщюще. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты вращения [об/)

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, когда в ихботельных когда в. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отличной способности центрифуг ельное уменьшение размеров частиц.

ना रिस. 6 इझोब्राजेन गीड्रोसिक्लॉन. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касательной воронкообразногого. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осуществлять сепарацивлять сепарацивлять сепарацивое кой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимается выходят поднимается в конувсунуся верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции частиц, гидроцижении частиц, гидроцижении 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 конструкции и способизвить конструкции более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердыцх ч. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность (менее 40 гав1м,<1м40) как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоотделитерветелем расбарит большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) , диапазон4мот4ми делители — от 15 ते 35 micron. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть барита находится किंवा песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 7 до 9 микронов (D50). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и хоробранными и хородобранными и хородобранными и хородобранными и хоростемыстемыстимостими ки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

ना रिस. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкообразиный. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воронку, торнадо или ци. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверкостие, а очищепенчевстие асть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотделителей) один жето . Зависимость напора от давления имеет следующий вид:Напор (футы) = давление (фунты/ кв.дюйм) / [०,०५२ х плотность раствора (фунты/галлон)]

Большая часть гидроциклонов рассчитана на 75 футов (22,9 м) напора на впускном манифольде (см. технические даннояе даннояе манифольде). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора можанного напора моженного напора моженного напора можеденное отности бурового раствора. Напор должен измеряться на впускном манифольде, т.к. между насосом आणि манифольдом гидроциклона напор будет уменьшаться. Если напор будет недостаточным, снизится пропускная способность гидроциклона и точка отсечки станет больше, чем. उदाहरणार्थ, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4 дюп1метуд, бу1ми скную способность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микron вместо 15 : 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 легкими частивцими частимощами, более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же время большую часть, жидаления части меет 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-вихреулових вихреулови ड्रॉसिक्लोना

ना रिस. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми частицами, вердыми частициклонов отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активную систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкостве жидкостве жидкостве поток жидкость я обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или иные мелкие частицы, направляетсия направляетсию.

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 mm) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 до 6 дюймов (от 101,6 до 152,4 мм), обычают гидроциклоны 101,6 mm) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклонах; число 2-дюймовых (50,8 mm) гидроциклонов обычно доходит до 20 дного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,6 и 152,4 мм) гидропочочмочночек мм.₁₀- डी₅₀- डी₉₀, 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 должна находить должна находиться образова. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гидроциклона,. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может овать «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 перегодой раствор т недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нужной формы. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что производительность гидроциводительность гидроциводительность гидроциводительность гидроциводительность атации 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 (३०४,८ мм) н) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производительность) и неподительность яемых частиц, от 45 до 74 micron. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под достатомечным дата.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на него буровой буровой ескоотделителем. 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, каждый из которыпных из костоять ь 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25-50% превышать расход при циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во во время циркуляции необходима установка большегин большегочогин. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узкий фракционный дилоотделители. रिस 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклочкаткаткаткидочествие₅₀) составляет 15-35 micron, а точка отсечки (D₉₀) может доходить до 40 micron. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит будет удаляться из раствора полоболоведи. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5 фунта/галлонг (, 5/5). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неутяжеленнохоных.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, смонтировантобитель. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным виброситом с очнновленных एम. 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 которого имерают ячемого имерают. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависмет от размер), повторно Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

В соответствии со стандартами API, размер 97% частиц барита составляет менее 74 micron. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осушающего вибропость барита, систему По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательным установка удаляет установка Размер ячек 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 сеток устиботы.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостояхейчей жичение риалов, масел, насыщенной соли, KCl и т.д.) наряду с сохранением барита снижает стоимость буровых 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, работа подающего центробевысьвысьогино ние частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и менее и обрабомеге всеток СГУ не дает дополнительных преимуществ.