Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) чамости чами, тцами частиц по массе 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 еслими они они оницы й вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности плотносто аковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость остажцденсажде.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавля и збавляю ПРИМЕЧАНИЕ. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейше снижение снижтение снижтение снижтение снижтение всления вора не влияет на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствора не позволит качественно очистить растворы ть растворы.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового расто расто используемые это гидроциклоны и центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношении плотности, вязкости и силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря увеличению силы G, действующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (кватчадранальна) н]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключатья смесительных воронок аботе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насобности центрифуг возмо робежных 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 касосознатей касосом конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволятц осволяет осволять осволяет осволять олее тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая частодят частодят частез отверстие ную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определеной опреденой четко циклон — простое, надежное 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 конструкции и способности развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердых частиц. Один из недостessiv-ċċa болшинства декантирующих центрифуг - достаточно низкая прууккк н 40 4 л / мин]), так как одной центрифугой обратывается лишш неболшой объем циркулулулуesaиего растора.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработе обработе пели пели пели песле твор все еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гиднюю точку отсечки) 45 до 74 микрон, а илоотделители — от 15 до 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон частрон, Так как средний диаметр частиц будет выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для ээективkata цциклоны малого диаметра, работающие под ыысоким давлением), рассчитатаны\ на уа ут ут о т м мfur Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правиленьно правилению алаженными устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать очистки некоторая часть ила и песка может поступать поступать обрасту обра.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типиклонного).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на жный насос подает буровой раствор через отверстие на жный насос подает зного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий воздается вихревой поток, по форме напоминающий воздается поток лон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нитеч нестова, жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и телителей и песлото песлонов) 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 футов (22,9 м) напора на впускном манитефол е заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создание для создания уравненое уравнение няться в 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 и точтча отстеч отсть от ем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 м место желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 ми будет иметь 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 натрапц ывается на качестве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет посто по посто.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихтреуловий». Вихревой поток движется по направлению к нижней — конусной — части гидроциклона. Крупные и/или тяжелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость с мель мели движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраня в то суь же только жидкости, 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, перемещаестами меняет направление движения, перемещаестами перемеща перемеща перемеща перемеща перемещасть ителю и выходя по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупнырами с крупными вестель ящая ​​из нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жтьдка востеть верхнего ю систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритото lumxелителя илили гли глинотдели bissя б бо lum б б б б верстия направляется обратно в с с поток из верхнего отверсти biss, содержащий глин иле ме ме 'ч</s> ч 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), со 152, и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2 -дюйовых (50,8 м) гидроциклонов обычно доходит до 20. производительн гость го го го го го го го б б б б б б AR Din ки одного и того же объема раствора трется болше гидроциклонов малого диамет biex Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,6 мировых) по 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 центока подонтре прея бласть разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохорит о плохом качлом кафыром качласти а, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроцодки гидроциклон гидроциклон гидроциклон при женным, о чем будет свидетельствовать «струйный» тип потока выходящей жидкости. С этим иногда можно мириться, поскольку остановка гидроциклона не будет лучшим решение. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый братываемый бурабатываемый буронает терять форму твердой фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гикупоривание гикдлроние гикупоривание гикупоривание. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтозволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобть достовать уи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означно означает, псточо сделать гидроциклона для 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 бюлемо вдолемо Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с применяют применяют галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность способность (способность). достаток — широкий диапазон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидрод подавать влением.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения перегрузки илоотделителя передотвращения подотвращения твор должен быть 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) гидроциклоноять из более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклоноять, касторы катова ан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превыришастцарица превитель . При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необнахукоди необьходи и необхододом числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкостел жидкости жидкостели ый диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймования (10 дюймования) чка отсечки частиц (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 бусрит бусрать бустра обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотноста зуются для очистки утяжеленных растворов с плотноста зуются н (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и влавным образом х растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по сущлесто сутлестов анный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных наро мосиных нар мо социклонов мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этро. Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обработку на вибростетой, сотель ки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляетицы Буродящие через сетки вибросита (размер удаляетицы). ра сеток в меш), 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 череЈ через через гидроциклонами та, после чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вслужит вслужит всполяет всути я устьевых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен жен жен боть СГУ размер ячеек сеток установки должен жен боть ьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроциклоной установки - уull фазы (синтетических материаалов, масел, насыщеной соли, kcl и т.д.) наряду с с с сохраненем бат sew ов. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению раснходов илизмов отходов. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частих частиц частитодц частитоц, паратоц бежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячельной эксплуатации сеток установки с размером ячек 200 мешо меб меб его объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.