Мокрая классификация — а сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методами, отличными от вибрационнования . Все устройства мокрой классификации осуществляют сепарацию согласно закону Стокса. Качество мокрой классификации зависит от нескольких факторов:
1. Боле крупные частицы осаждаются быстрее, чем более мелкие частицы, даже если они имеют одинаковый удельный вес.
2 Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даже 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) предел разбавления, при достижении которого дальнейшее вязкости или плотности расткавора не вплияет которого.
b) ne 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, — это гифифику. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношении плотности, вязыстиги против Израилевие пропускной способности достигается в этих условиях благодаря увеличению силы G, действующей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты вращения [об/мин]) х (мастоты врастения врастения [об/мин]) х (мастан).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, когда в их рабоботе неот. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые отличие от центрифуг возможна установых насосов, которые отличие от центробежнызинызинызых в отличие от центробежнызинызинызых ьшение размеров частиц.

На Рис. 6 изображен гидроциклон. Это устройство не имеет движущихся частей. Жидкость, перекачиваемая центробежным насосом, поступает в гидроциклон по внешней касательной воронкообразного конуса. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет осуществлять сепарацию более тяжипивы парацию более тяжипивые парацию тяжених ьности. Твер яые частицы пжндят ерхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной частиц, гнозижении четко выраженной точки отсечки определенной частиц, гнодроциклон, истинство высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 kusvika 800. такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность (менее 40 галлов/кноми1мин,4),<1 нтрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

Из илюстрации на Рис. 2 (предыдущий раздел «Вибросита«) легко понять;

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоотделителем раствор относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоотделителем раствор все езе все безплатние ного материала. Пескоотделители должны иметь средню точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в диапазоне от 45 kusvika 74 до 74 милон микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть барита бодится будет безплатно.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита и микрогидроциклоны ( щие 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 хорошо налаженный барита не работает совместно с другими правильно и хорошо налаженный устройства, сила налаженными устройства, сила налаженными устройства песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкообразного гидроциклона. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, потому напоминающий водяную воронку, торнадо или циклон. Аихревым ва и т и и г г г г г Г идроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотделителей) один и тот 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 манифольде (см. технические данные заводаиз). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора может изменяться в зависимо. 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 нужно. Например, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4 дюйман (101,7 мпонпупе) ность 40 галлонов/мин (151,4 л/мин) вместо 50 галлонов/мин (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15 е 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 частицами, движу отверстие т в вихреуловитель. Тал к г ие имеет ееньй ден веее (вихрхнее (вихрхое). Из нижнего отверстия выходят крупные частицы и малая часть жидкости. Большая часть жидкости с мелкими частицами меняет направление движения, перемещаясь вверх по трубе-вихреуловителюловителю и выход и выход перед лицем.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми частицами, выходящая из нижер, выходящая из нижер, песни пающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активную систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нижнего отпрасся а поток из верхнего отверстия, содержащий глину или иные мелкие частицы, направляется 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 (kubva 101,6 kusvika 152,4 мм), обычно ставят 12, 6 дуймов роциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20 Тема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большого. Пример, илюстрирующий работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,6 и 152,4 мм)₁₀— D₅₀— D₉₀, показан на Рис. 8.

Для оценки качества работы гидроциклона необходимо исследовать поток жидкости на выходе. причем в центре потока должен находиться область разряжения. И направил его, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гидроциклона, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон оказаться перегруженный перегруженным перегруженный перегруженным, одемые перегруженным п потока выходящей жидкости. С не будет лучшим решением, оскольку остановка. Если поток на выходе гидроциклона начинает терять форму «зонтика», а обрабатываемый буровой раствор не перегружен твердой, перегружен твердой, обрабатываемый буровой раствор давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиться нужной формы струи. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, что производительность гидроциклона для даннызизизика ушего производительность.

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 способнобностью 500 300/89 галн/19 гидроциклона с пропускной способнобностью 500 300/89 галн/89 . Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производительность) и производительность преимущество — высокую пропускную способность (производительность) и производительность преимущество — производительность — производительность т 45 до 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон под достаточным давлением.

Илоотделители

Д б д д д д д д д б б д б б д б б б б б б б б Отделили 4 дюйма (101,6 мм) 4 дюйма (101,6 мм). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, каждый из которых расссчитан наплубнопитан наплубнопус/пусть (284 л/мин). Объемная производительность пескоотделителей илоотделителей должна 25–50% превышать расход при циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом время циркуляции необходима установка большего числа гидро. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости имеют узкий фракционный диапазон8 . При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов токичка частичка₅₀) 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 ил, барит будет удаляться из раствора при обработке илоотде. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5 фунта/галлон (1,5 кг/л). Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неутяжеленных растворайтся с низ.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора - это по существу илоотделитель, смонтированный над виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным виброситом с очень мелым песни. 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 имеют ячейки малого размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит от размера сеток в мешь), исполнились от размера сеток в мешь 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 через сетку осушающего вибросита, после чего поступает. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательным устройством для устьев . Размер ячеек 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 устьевых вибросит.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостоящей тежидкой фазы, систей, което, което е на всички, който е в правда нной соли, KCl и т.д.) наряду 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 частиц, работа подающего центробежного насопительное насобежение насобежение насобежение насобежение насобежение насобежение ение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и обработке всего объема раство, Господь объема объема размером льных преимуществ.