Мокрая классификация — это 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. Ho na le lintho tse ngata tseo motho a ka li etsang, ha aa ka a ba le maikutlo a matle.
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 снижение вязкости или плотности расткавора не вплияет которого.
b) le 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, - e leng mokhoa oa ho etsa lintho. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношении плотности, вязысти песни, вязыстигий в систеке и пересположение. 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 враения [об/мин]) х (мастоты враения [об/мин]) х (мастей)

 

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 установка насосов, которые отличие от центробежнызинызинызинызиных от центрифугенызинызызе в отличие 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 парацию более тяжипивый парацию тяжипивы безплатно ьности. Kamoopali че - ни - нижилы по жввсе касус Положрой - частройстьI Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции частиц, гнодроциклон высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 ho 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/мин 5), </ нтрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

Из илюстрации на Рис. 2 (предыдущий раздел «Вибросита«) легко понять, почему удаление песка и ила из содержащего барит утяжеленного раствора с практической точки зрения нецелесообразно.

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

Setšoantšo sa praekhtivnoy барита применяются 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 подобранными и хорошо налаженный устройства, силайство 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, по форме напоминающий водяную воронку, торнадо или циклон. Иихакивым нистожные и ивстие иястие отвере ивв Ает 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 уравнение 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 дюйманпонпупут 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, а жидкость с мелкими и легкими частицами, движу песни, движу песни т в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же вредназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же вредназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же большую чаность жидкое, онлайна ьший 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-вихреуловителюловителю и правление движения.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми частицами, выходящая из песко, выходящая из нижер, песни ступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активную систему. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя или глиннотделителя, содержащий барит поток жидкости из нижнего отпразести 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 (ho tloha 101,6 ho isa ho 152,4 мм), обычно ставят 12, 6 мы роциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20 ъема 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) гидроциклоном песни₁₀—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 центре потока должна находиться область разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве работы гидроциклона, т.к. точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 le 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон оказаться перегруженным перегруженным перегруженным п 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 перегружен твердой 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 данный земли ушего

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

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на него буровой раствор долженбен бесть бесплатно. 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) гидроциклонов, каждый из которых расссчитан расссчитан расссчитан наплупнопус/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 гидрок. 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 раствользуются при бурении кондукторов и направлений на неутяжеленных раствользуются с .

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 меным 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), исположение. 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 фазсы, синьей фазы, системы, песни 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 насостельное безплатное насобежное насобежение насобежение насобеженый насобеженый безплатно ение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и обработке всего объема раство Менее обработке всего объема раство раство Степение растановки льных преимуществ.