Мокрая масия - это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методами, отличными от вибрационного отсеивания. Все устройства мокрой марсификации оуществляют сепарацию согласно ну Стокса. Качесто мокрой матсификации зависит от нескольких ановов:
1. Более крупные частицы осаждаются быстрее, чем более мелкие частицы, daже если они имеют одинаковый удельный вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, daже если они имеют одинаковый размер.
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 плотности раствора не влияет на kaчече сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно астистить раствор от твердой фазы.

Устройства мокрой назсификации, наиболее часто используемые для астистки бурового раствора от твердых частиц, - это гидроц кыконы и центрифуги. Как было скаазо ранее, ма действия гидроц клонов и центрифуг основан на наоне Стокса в отношении плотности, вязкости и силы Г. благодаря увеличению силы G, действующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо про проциональна (ди ки кругового мжжения) х (н частоты вращения [об / мин]) х (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроц кинонов пжжны отключаться всякий раз, когда в и работе нет необхоимости. Из-за низкой про прокной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, кот мате в отличие от центробежных не в чывавают столь значительное уменьшение размеров частиц.

На Рис. 6 изображен гидроц калон. Это устройсте не имеет медижущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступет в гидроц алон по внешней касательной воронкооб пинного баруса. Форма дануса придает жидкости вихревое минжение, увеличивающее силу Г. Твердые т данелые частицы вхходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимается в корусную воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выр жаенной точки отсечки определенной фракции частиц, гидроц чиктиц - простое, надежное и эквакимчное устрой с с

Обикно на наптепромыслах используются центрифуги декантирующего tipа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G котных достигает от 600 до 800. Благодаря своей магниции и способности развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспич определенной фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг - достаточно низкая про прокная способность (мнее 40 г галонов / мин раствора.

Из килюстстрации на Рис. 2 (предыдущий раздел «Вибросита«)

П. Пескоотделители телжны иметь среднюю точу отсечки (ваисимости от гид гидроц ноно) в ноне от 45 до 74 микрон, а уоотделители - от 15 до 35 микрон. Так как средний ди ди частиц барита находится как раз в ноне от 15 до 30 микрон, большая часть барита будет вхходить вместе с сомом или песком.

Поэтому для кинной сепарации барита применяются спе данные центрифуги для извлечения барита и Маггидроц чиконы (гидроц миконы малого диаметра, работающие под всоким давлением) микронов (D50). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с друг ما правильно подобранными и хорошо налаженными устройствами чыстистки, некоторая часть ила и песка может пучать.

На Рис. 6.
Высокопро କାନительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкооб матного гидроц галона. При достаточном напоре (daвлении) создается вихревой поток, по меме напоминающий водяную воронку, торнадо или барон. Вихре бар потоком влажные и т башелые частицы выталкиваются из гидроц клона через нижнее отверстие, а акищенная жидкость поступает в верхнюю часть гидроц чино. Таким обромом, де действия всех гидроц никонов (гоотделите кино, глиноотделите у и пескоотделите у) один и у же. Зависимость напора от daвления имеет следующий вид:Напор (футы) = daвление (фунты / кв.дю ма) /

Большая часть гидроц кинонов рассчитана на 75 горов (22,9 м) напора на вккном манифольде (см. Так как плотность раствора входит в приведенное вше оравнение, daвление для создания укаизного напора может изменая в висисимости от плотности барового раствора. Напор данжен измерася на в ккном манифольде, т.к. между насосом и манифольдом гидроц телон напор будет уменьшаться. Если напор будет недостаточным, снизится про прокная способность гидроц кинона и точка отсечки матет больше, чем нужно. Напримир, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 нанов (22,9 м), гидроц телон диаметра 4 майма (101,6 m) точка отсечки - 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отрицательно сказывается на kaчестве ачистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет поступать обратно в вуу.

В верхней части гидроц кинона расположен короткий отрезок трубы, так называемый «вихреуловитель». Вихревой поток мжжется по направлению к нижней - كانусной - части гидроц барона. Крупные и / или т телелые частицы сбрасываются через нижнее отверстие, а жидкость с мелк ки и и чкк чамти чамти, Так как гидроц клон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же время большую часть жидкости, нижнее (чусусное) отверстие имеет меншший ди ч, чем верхнее (вехревее). Из niжнего отверстия выходят крупные частицы и малая часть жидкости. Большая часть жидкости с мелким частицами меняет направление мжжения, перемещаясь вверх по трубе-вихреуловителю и выходя по п из из гидроц залона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроц кинона. При использовании гидроц телонов в kaчестве песко- и ка ئاكتىپную. Если гидроц клон применяется в kaчестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нжнего отверстия направляется обратно в вуу, а поток из вехе в е частицы, направляется на утилизяю.

Типоразмер и количесто гидроц клонов зависят от горитных условийнылуатации. Ди гидроц алонов-пескоотделите бе обноно соверляет 6 данов (152,4 мм) и более; часто используют два 12-କାନовых (304,8 mm) гидроц телон. В kaчестве зоотделите гел работают гидроц телоны диаметром от 4 до 6 нанов (от 101,6 до 152,4 мм), оббноно кяят 12 и более 4-медиовых (101,6 mile) гидроц шиконов. В глиноотделителях и мцц клонах используют 2-كانовые (50,8 mm) гидроц бароны; число 2-କାନовых (50,8 mm) гидроц балонов обникно доходит до 20. Про. Пример, гулюстрирующий манность работы типовых 3-, 4- и 6-Приновых (76,2, 101,6 и 152,4 mm) гидроц кинонов по точкам отсечки D₁₀- D.₅₀- D.₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроц ноно неххимо исследовать поток жидкости на выходе. Выходной поток данжен иметь форму мелкого спрея из пульверизатора, причем в центре потока гонжна находиться область разр менения. I. точка ачистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроц мон может оказаться перегруженным, о чем будет свидетельствовать «струйный» то потока выходящве жидк. С этим интогда можно мириться, поскольку остановка гидроц телона не будет лучшим решением. Если поток на выходе гидроц клона матинает Тра форму «зоника», а обра поляваемый буровой раствор не перегружен твердой фазой, это мединачает недостаточное daвление подачи, износ или чуу кививанич гид. Некот дане Типы гидроц телонов позволяют адулировать ди нжнего отверстия, ч чы добиться нужной матми струи. Ели при при

Пескоотделители

Пескоотделители служат для ашистки раствора перед его поступлением на уоотделители. Обикноо вачестве пескоотделите у используются гидроц зоны диаметром 6 (152,4 mm) и более баров. Часто в kaчестве пескоотделите ма применяют два 12-କାନовых (304,8 mm) гидроц зоно с про прокной способностью 500 г галонов / мин (1893 л / мин) kaжид. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество - высокую про прокную способность (про проитительность) и недостаток - широкийоныон удаляемых частиц, от 45 до 74 микрон. Ч чыы добиться кальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроц телон под достаточным daвлением.

Илоотделители

Для дан данной Канности работы и предотвращения перегрузки киоотделителя перед подачей на него буровой раствор докжен быть обработан пескоотделителем. Обикно в kaчестве гооотделите ис используются гидроц ноня диметром 4 уйма (101,6 mm). Блокок Объемная про проитительность пескоотделите за һәм уоотделите тел джна на 25-50% превышать расход при циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима установка большего числа гидроц алонов. Обикно гидроц клононы-киоотделители обра зывают достаточно большой оем жидкости и имеют адкий фраконный гон удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошоумуманного проектирования и правильной теллуатации, у 4-метовых (101,6 мм) гидроц кинонов точка отсечки частиц (D₅₀) соверляет 15–35 микрон, а точка отсечки (D.₉₀) может доходить до 40 микрон. Так как по размерам частиц барит находится в той же корории что и у, барит будет удалрася из раствора при обработке уоотделителем. Поэтому гоотделители редко используются для ашистки ут отеленных растворов с плотностью более 12,5 фунта / г галон (1,5 кг / л). Пескоотделители и нотоотделители главным огом используются при бурении ма морторов и направлений на неут нереленных растворах с низкой плотностью.

Ситогидгоц алонные установки

Ситогидроц алонная установка (СГУ) для банккойистистки бурового раствора - это по существу матоотделитель, см мировированный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-କାନовых (101,6 mm) гидроц телонов, установленных над мощным виброситом с очень мелким сеточным полотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при э барита. Раствор поступает сначала в уоотделитель, после чего проходит 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.

В соответствии со стандартами API, размер 97% частиц барита соверляет мнее 74 микрон. Поэому большая часть барита, удаленного гидроц телонами, свободно проходит через сетку оушающего вибросита, после чего поступает обратно в вуу. По сути, ситогидроц алонная установка удаляет песок из ут аделенного раствора и служит вспомогтельным устройством для устьевых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. Для обеспечения кинности работы СГУ размер ячеек сеток установки докжен быть меньше, чем у сеток устьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроц клонной установки - удаление ш ш и и извлечение барита, сохранение дорогостоящей жидкой фазы (синтетических шовов, масел, насщенной соли, кк и с с с.д. стоимость буровых растворов. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к କାନращению отемемов твердых отходов, что способствует снижению расходов на утилизяю ш шар. Если ситогидроц алонная установка не удаляет значительное количесто твердых частиц, работа подающего центробежного насоса будет в чыыяь истирание частиц и уменшшение ч размеров. В этом случае daже при правильной шәһәрлуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и менее и обработке всего обема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.