Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) часми, тотцами 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 естими они они они чем более мелкие частицы й вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности плотности, чем твердая фаза малой плотности плотности аковый размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость остажденсажде.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавля разбавля и збавля яю. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейше 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 ыло сказано ранее, принциiser и силы G. уеличение скорости осаждения и про „п к к сосо cord ствcursющей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (ктвамо пропорциональна) н]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключатья вороциклонов должны отключатья смесительных аботе нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосотов, насосотов, насосотов 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 касосознатой касосом конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволятет осволять осволять осволяет олее тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая частодят частодят частен жисть как ную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определеной определени 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 недостатков болшtări 4 л/ мин]), так как одной центрифualгой обрабаuter ывается лиру неболшшой объея циркулир deșiющющоой о оъе§.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработели песле пели песлет твор все еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гиктеристик 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 чатрон, Так как средний диаметр частиц будет выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для эээфеаритатарарита приmise сеарации барита приmise сиальрри/ оциклоны малого диа§0, работающие под ыысоки§ давлением), расчитанные на уаление частиц о 7 до 9 м (d50). 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 обраступать обрасть.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного)» .
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на жный насос подает буровой раствор через отверстие на жныронц шронко через 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 несто частицы 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 создания создания уравнение 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 точтенка и точтча отстьнк ем нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон 13,7 м вместо 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 посто.

В верхней части гидроциклона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихтреульвий». 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 мелими движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраня в то юь же значен 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 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 крупныма песко ящая ​​из нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жетьдка востеть верхнего ю систему. Если гидроциклон при§меняется качестве баритоотcar и кчестве баритооart верстия наctor плnryется обратно в системpreze, а поток из вержащий отчser иастицы, се м rume на уtări зацацию.

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 15 дюймов (от 101,6 до 15 мы,сто 15), și более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; числ subiect кtări одного и того же объема раствора требуется болшш гиа§циконов малого диа§метра, чем малоungо. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101, 4имовых, 4имовых) 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 плохорит о плохостом качласти разряжения а, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки гидроцодки большого диаметра при высокой скорости 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 обрабатываемыклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемыклона братываемый бураеторова твердой фазой, это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гикупоривание гикдлроние подачи. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобть достовать уи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означно означает, подачи 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 гитодро подавать результатов 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, кастовых ан на пропускную способность 75 галлонов/мин (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превырицастелей должна . При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необобхокоди необохододии числа гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкостиф жидкостиф жидкостели обрабатывают достаточно ый диапазон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймования 10 дюймования и правильной 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 бустрит бусрится по и ил обработке илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностф12,лются для очистки н (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и влавныннатер и влавным используются х растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по сущтлестовора анный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над моси мовых мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этром. Раствор поступает сначала в илоотделитель, после чего проходит обработку на вибростетори, сотеть ки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляетицы частицы 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 черешого черезого сероциклонами та, после чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вслужит вслужит вслужит песок из 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 боть СГУ размер ячеек сеток установки должен жен боть ьевых вибросит.

Хотя основное назначение сtări сирроциклонной установки - уаление шла§ща фазы (синckетических материало „ о. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов илизамов отходов. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частановка не удаляет значительное количество твердых частитодц частитоц, паратоц бежного насоса будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячек 200 мешации его объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.