Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методами, отличнывцобиного 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 имезимей.
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:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкости или плотнолисте раствоцетести растворациев .
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, — эцройство частиция Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношение плотношение плотношение плотношении, скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря увеличению силы G, действицыщющий. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты вращения [об/смах)।
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 отличная отличная способности центрифуг ельное уменьшение размеров частиц.
ਨਾ ਰਿਸ. 6 ਇਜ਼ੋਬਰਾਜਿਨ ਗੀਡਰੋਸਿਕਲੋਨ। Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касательной воронкообразногоо. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осуществлять сепарацивлять сепарацивлять сепарацивое движение кой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимается в конувсунусунуся верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции частиц, гидроцизино, гидроципенной частици устройство с высокой пропускной способностью.
Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 до 800 . 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,<1м4, менее 40) 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 практической точенки зресеного раствора.
По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоотделитерветелем рабарита большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в диапазоны, 4мет делители — 15 ਤੋਂ 35 ਮਿੰਟ ਤੱਕ। Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть барита находится как раз в диапазоне от ਜਾਂ 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 хоровлечению барита ки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.
ਨਾ ਰਿਸ. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа)।
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкообразиный насос. 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 очищепхеные частицы 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) / [0,052 х плотность раствора (фунты/галлон)]
Большая часть гидроциклонов рассчитана на 75 футов (22,9 м) напора на впускном манифольде (см. технические даннодовазитов)। Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора моженного напора моженного напора можеденное выше уравнение отности 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 отсечки станет больше, чем. ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4 дюп1м,бутудам скную способность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон 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 частимощми частимощами, более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же время большую часть, жидовисте жидаления 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-вихреуловигитего вихреулови дроциклона.
ਨਾ ਰਿਸ. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми частициклонов, вердыми частициклонов отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активную систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкоствя жидкоствет жидкоствет поток жидкость я обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или иные мелкие частицы, направляетциюцы, направляетциюция.
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), обычают гидроциклоны 101,6 mm) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 mm) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклона зависиклона зависиклона 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)10- ਡੀ50- ਡੀ90, 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 находитья женистья 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 перегодойзаруай 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 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной способность/90л н) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производительность) и непудайтельность яемых частиц, от 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под достатомевним дан.
Илоотделители
Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на него буровобработа 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 которыпаюстов из которыпанус ь 75 галлонов/мин (284 л/мин)। Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25-50% превышать расход при циркуляци. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима установка большегоцин большего чановка. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости и имеют узкий фракционный дилоотделители. ਰਿਸ 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мм) гидроцикловичкаткаткаткидочиновых50) составляет 15–35 micron, а точка отсечки (D90) может доходить до 40 ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит будет удаляться из раствора полоболедет. 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 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 очопновленных м. 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 ячемойго имерают. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц завистюсемых частиц зависмесит от разипользем), повторно Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.
В соответствии со стандартами API, размер 97% частиц барита составляет менее 74 ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ. Поэтому большая часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осушающего вибропосита, удаленного гидроциклонами систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательным установка удаляет песок и служит вспомогательным установка удаляет песок 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 устивывый.
Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостостоящей жичмине 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 центробеведузывасьного ние частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и менее и обрабомеготке, обрабомеговсе СГУ не дает дополнительных преимуществ.
ਪੋਸਟ ਟਾਈਮ: ਦਸੰਬਰ-25-2018