Мокраа классификација - ето сепарациа твердих частиц по массе (размесе и плоти) Частиц Методами, отличними от вибрационного отсеиваниа. Все устројства мокрој классификации Осусествлаут сепарациу согласно закону стокс. Качество мокрој классификации Зависит от Нескольких факторов:
1. Более Крупние частице осаждаутса бистрее, чем больше мелкие частици, даже Если имена одинаковиј удельниј вес.
2 Твердаа фаза високој плоности осаждаетса бистрее, чем твердаа фаза Малој плотности, даже ако име има одинаковиј размер.
3. При увеличении вазкости и / или плотности Бурового растрора замедлаетса скорость осаждениа цостиц.

Примечание: Часто при Удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавлаут дла снижења вазкости. Однако в етом Случае необходимо учесть следуусее:
а) Сусествует некориј «Предел разбавлениа», при достижении которого дальнејшее снижение вазкости или плотности растрора не вълиат на качество сепарации.
б) и наооборот, недостојное разбавление растрора не дозволит качественно очистить раствор от Твердој фази.

Устројства мокрој классификации, наиболее часто користиемиемие дла очистки Бурового раство од твердих частиц, - ето гидроциклони и центрифуги. Как било сказано ранее, принцип Дејствиа Гидроциклонов и ценифуг Основан на законе стока в отношении плотности, вазкости и сили Г. Увеличение скорости осаждениа и пропускној способности Достигаетса в Етих условиах Благодара Увеличениу сили Г, дејствуусеј на частици. Дејствуусаа на частицу сила г Прамо Пропорциональна (Диаметр Кругового движениа) Х (квадрат частоти Врасениа [об / мин]) Х (Массе Частици).

 

Поетомите центробежние насоси смесительних вороноков и гидроциклонов должни отклучатьса всакиј раз, когда в их работе нет необходимости. Из-за низкој пропускној способности центрифуг Возможна установка поршневих насосов, когда в отличие от центрираних не визивать стольное значетельное уменьшение размеров частиц.

На рис. 6 Изображен гидроциклон. Ето устројство не имеет движусихса частеј. ЖИДКОСТьь, перекчиваемаа центробежним насосом, постављает в Гидроциклон по внешнеј касательној воронкообразного конуса. Форма конуса придает жидкости Вихревое движение, увеличиваусее силу Г. Ето да бисте је поставили сепарии более тежелих частиц при високој производительности. Твердие тежелие частици Виходат через нижнее отверста, тогда как большаа часть жидкости поднимаетса в коначну воронку, расположенуу в верхнеј части устројства. Немотра на некотору Труность в достижении четко вираженној точки отсечки определенној фракции частиц, гидроциклон - простое, надежное и економичное устројство с високој пропускној СПОСОБНОСТьУ.

Обично на нефтепромислах используутса центрифуги декантируусего типа. Ето високоскоростние центрифуги, сила Г когрих достигает от 600 до 800. Благодара своеј конструкции и способности развивать силу перегрузки Г больше 500 такие центраь Оносительно четкуу точку отсечки определенној фракции твердих частиц. Один из недоставков большинства декантируусих центрифуг - достаточно низка пропускаа способностност (Менее 40 галлонов / мин [<151,4 л / мин]), так как одној центрифугој Образоваетса лишь небольшој объем циркулируусего растрора.

Из иллустрации на рис. 2 (предидусиј раздел «Вибросита«) Легко Понать, почему удаление песка и ила из соргогого барит утажеленного раствора с практическом точким зрениа нецелесообразно.

По своим размерам частички барита относатса к категории ила, поетому после обработки песко- или илоотделителем раствор все есе будет сродние больше количество етого ценого материала. Пескоотделители Должни иметь Средњуу точку отсечки (в Зависимости от характеристик Гидроциклона) В Диапазоне от 45 до 74 микрон, а илоотделители - от 15 до 35 микрон. Так как средниј диаметр частиц барита находитса как раз у дијапозоне од 15 до 30 микрон, большаа часть барита будет виходить вместе с илом или пески.

Поетому за ефективној сепарации барита применаутса специальние центрифуги дла извлечениа барита и микрогидроциклоцинони (гидроциклониј малого диаметра, работаусие под високим давлением), Расчитанние на удаление Частиц от 7 до 9 микронов (Д50). Однако ако оборудование по извлечениу барита не работает совместно с другима правильно подобранними и хорошо наљаженними устројмисте системи очисти, некотораа часть ила и песка можно поставите обратно в Активнеу систему.

На рис. 6 Представлен Поперечниј разрез гидроциклона (или централного сепаратора «Циклоного» типа).
Високопроизводительниј центробежниј насос Подает буровој раствор через отверстие на широком концентрога воронкообразного гидроциклона. При достаточној напоре (Давлении) создаетса вихревој поток, по формену напоминаусиј водануу воронку, торнадо или циклон. Вихревих потоком влажние и тежелие частиции виталкиваутса из гидроциклона через нижнее отверстие, а очисеннаа жидкость поступает в верхнуу часть гидроциклона. Таким образ, принцип дејствиа всех гидроциклонов (илоотделителеј, глиноотделителеј и пескоотделитељи) один и тот же. Зависимость напора от давлениа имеет следуусиј вид:Напор (Фути) = Давление (Фунти / Кв.ДУЈМ) / [0,052 х Плотность растрора (Фунти / Галлон)]

Большаа часть Гидроциклонов Расчитана на 75 Футов (22,9 м) Напора на впускном Манифольде (СМ. Технические данние заводаизготовитела). Так как плотность растрора входит в приведеное више уравнение, давление дла созданиа указаного напора можно изменатьса в зависимости од плоности бурового растрора. Напор Должен Измеретьса на впускном манифольде, т.к. Между насосом и манифольдом Гидроциклона напор будет уменьшатьса. Если напор будет недоставки, снизитса пропускаа способност гидроциклона и точка отсечки станет больше, чем нужно. Например, Если напор равен 45 футам (13,7 м) Вместо желаемих 75 Футов (22,9 м), Гидроциклон Диаметра 4 Дујма (101,6 мм) Будет иметь пропускнуу способност 40 Галлонов / Мин (151,4 Л / мин) Вместо 50 галлонов / мин (189,3 л / мин), а точка отсечки - 55 микрон вместо 15. Чрезмерниј напор также отрицательно сказаетса на качестве очисти: В етом Случае Большаа часть ТверДих частиц будет поставите обратно у систему.

В верхнеј части Гидроциклона Расположен короткиј отрезок Труби, так назваемиј «Вихреуловитель». Вихревој поток движетса по направление к нижнеј - конусној - части гидроциклона. КРУПНИЕ И / ИЛИ ТАЖЕЛИЕ Частици Сбрасиваутса через нижнее отверстие, а жидкость с мелкими и легкими частицами, движесимимима вмесе с потоком более медленно, поступаут в Вихреуловитель. Так как гидроциклон предзнати за удаљеност только твердих частиц, сохранаа в то же врема большуу часть жидкости, нижнее (конусное) отверстие имеет меньшиј диаметр, чем Верхнее (Вихревое). Из нижнего отверсиа виходат Крупние части и малаа часть жидкости. Большаа часть жидкости с мелкими частицами менает направление движениа, перемесаась вверх по трубе-вихреуловите и вихода по неј из Гидроциклона.

На рис. 7 Изображени Различние способи применениа Гидроциклона. При Использовании Гидроциклононов в качестве песко- и илоотделителеј жидкость с крупним твердимима твердими, виходасаа из нижнего отверста, откритиваетса, а поставаусаа из верхнего Отверстиа жидкость возврасаетса в активне системе. Если Гидроциклон применаетса в качестве бариотделитела или глиннотделитела, содержасиј барит поток жидкости из нижнего отверсиа направлатса обратно в систему, а поток из верхнего Отверстиа, содержасиј глину или иние мелкие частици, направлает на утилизации.

Типоразмер и количество Гидроциклонов зависит от конкретних услови Експлоатации. Диаметр Гидроциклонов-Пескоотделителеј Обично составлает 6 дујмов (152,4 мм) и более; Часто используут два 12-дујмових (304,8 мм) Гидроциклона. В качестве Илоотделителеј работаут Гидроциклони Диаметром от 4 до 6 дујмов (от 101,6 до 152,4 мм), обично стать 12 и более 4-дујмових (101,6 мм) Гидроциклонов. В глиноотделителе и микроциклонах используут 2-дујмовие (50,8 мм) гидроциклони; Число 2-дујмових (50,8 мм) Гидроциклонов Обично Доходит до 20. Производительност Гидроциклона Зависит от его дијаметра: За обработки одного и того же объема растрора требуетса больше Гидроциклонов Малого Диаметра, чем большого. Пример, иллустрируусиј ефективност работи типових 3-, 4- и 6-дујмових (76,2, 101,6 и 152,4 мм) Гидроциклонов по точкам отсечки Д₁₀- Д₅₀- Д₉₀, показао на рис. 8.

За оцену качества работи Гидроциклона необходимо истражите поток жидкости на виходе. Виходној поток Должен има форму мелкого СПРЕЕ из пульверизатора, причем в центре потока должна находитьса область разражениа. И наоборот, виходној поток «Струјного типа» без объавлене разражениа говорити о плохом качестве работи гидроциклона, т.к. Точка очистки и наклон увеличиваутса (см. Рис. 8 и 9). Однако при Бурении Скважин большого диаметра при високој скорости проходки Гидроциклон можно оказатьса перегруженним, о чем будет свидетельствовать «Струјниј» Тип Потока виходасеј Жидкости. С етим Иногда можно миритьса, покольку остановка Гидроциклона не будет лучшим решением. Если поток на виходе Гидроциклона моторнает форму «Зонтика», а обрабативаемиј буровој раствор не перегружен твердој фазој, ето оцекует недостојное давление подачи, Износ или Закупвание Гидроциклона. Некоторие типи гидроциклононов Позволаут регулить Диаметр нижнего отверста, чтоби добать нужној форми Струи. Если при достаточном давлении подаци етого сделать невозможно, ето обицно означавать, что производительност гидроциклона за данних услови Експлоатации Слишком низкаа.

Пескоотделители

Пескоотделители Слушат за очистки раствора перед его поступление на илоотделили. Обично в качестве пескоотделелеј користи используутса гидроциклони дијаметром 6 (152,4 мм) и более дујмов. Часто в качестве пескоотделелеј применаут два 12-дујмових (304,8 мм) Гидроциклона с пропускној способностиу 500 галлонов / мин (1893 л / мин) Каждиј. Пескоотделители Большого дијаметра Имеут преимусество - високого пропускнуу способност (производительность) и недостаток - широкиј дијапазон Удалаемих частиц, от 45 до 74 микрон. Чтоби Добитьса оптимальних резултата, необходимо подмать буровој растрој в Гидроциклон под достаточним давлением.

Илоотделители

За максималној ефективности работи и предодврасениа перегрузки илоотделитела перед поддиже на него буровој растрору Должен бить обработан пескоотделителем. Обично в качестве илоотделителеј користи используутса гидроциклонии диаметром 4 дујма (101,6 мм). Блок илоотделитеј можно состоать из 12 и более 4-дујмових (101,6 мм) Гидроциклонов, каждиј из когрих рассцхитан на пропускнуу сочност 75 галлонов / мин (284 Л / мин). Объемнаа производительность пескоотделителеј и илоотделителеј Должна на 25-50% превишать расход при циркулации. При Бурении Скважин Большој дијаметра с високим расходом во врема циркулации необходима установка большего числа Гидроциклонов. Обично Гидроциклонино-Илоотделители Образовите се достаточно большој объем жидкости и имеут узкиј фракционалниј дијапазон Удалаемих частиц (см. Рис. 8). При Уловиви хорошо продуного проектирование и правильној експлоатации, у 4-дујмових (101,6 мм) Гидроциклонов точка отсечки частиц (Д₅₀) составлает 15-35 микрон, а точка отсечки (Д₉₀) Может доходить до 40 микрон. Так как по размерку частиц барит находитса в тоа же категории что и ил, барит будет удалатьса из растрора при объавлеи объактивно илоотделителем. Поетому илоотделители редко использовать за очистки утажеленних растворов с плокнае более 12,5 функције / галлон (1,5 кг / л). Пескоотделители и илоотделилили главне образом Используутса при бурении кондукторов и направлениј на неутажеленних растрорах с низкој плоностьу.

Сидогидгоциклонние установки

Сидогидроциклоннаа установка (сГУ) за тоној очистки бурового раствора - ето по сусеству илоотделитель, смонтированни над виброситом. Установка состоит из 12 и больше 4-дујмових (101,6 мм) Гидроциклонов, установленних над мосним виброситом с очень мелким сеточним половном полотном (см. Рис. 10). СГУ предавање за удаљености из растрора Частиц размера песка и сохранениа при етом барита. Раствор Поступает Сначала в Илоотделитель, после чего проходит обработку на вибросите, сетки которого имеут ачејки малого размери. Буровој раствор и твердие частици, проходасие через сетки вибросита (Размер Удалаемих частиц Зависит от размесе сеток в меш), используутса повторно. Более Крупние частици, не прошедшие сквозь сетки, сбрасиваутса.

В Соответствии со стандалими АПИ, Размер 97% частиц барита составлает менее 74 микрон. Поетому большаа часть барита, удаленного гидроциклонами, свободно проходит через сетку осесаусего вибросита, после чего поставите обратно у систему. По сути, ситогидроциклоннаа установка удалает песок из утажеленого раствора и служит вспомогательним устројство дла устьевих вибросит. Размер ачеек сеток сго може да находитьса в пределах от 120 до 325 меш. За обеспечениа Еффективности работи СГУ Размер ачеек сеток установки Должен бить меньше, чем у сеток устьевих вибросит.

Хота основное назначение ситогидроциклонној установки - удаление шлама и извлечение барита, сохранение дорогостоасеј жидкој фази (синтетических материалов, масел, насисеној соли, кцл и т.д.) Нараду с сохранением барита снижает стоимость бурових растворов. Кроме того, буровој шлам при обработки на сгу подвергаетса сушке. Ето ведет к сокрасениу объемов твердих отходов, что способствует снижениу расходов на утилизациу шлама. Если ситогидроциклоннаа установка не удалает знательное количество твердих частиц, работа подаусего центробежного насоса будет визивать историе частиц и уменьшение их размеров. В етом Случае даже при правилној експлоатации сеток установки с размером ачеек 200 меш и мене и объавлено всего объема растрора, примене сгуе не дает дополнительних преимусеств.