Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методич, 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 если они имеиют .
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даженесли размер.
3. При увеличении вязкости и/или плотности бурового раствора замедляется скорость осаждения частиц.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто при удалении мелких частиц на центрифуге раствор разбавляют för снижения вя. Однако в этом случае необходимо учесть следующее:
a) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкостилости или влияет на качество сепарации.
b) и наоборот, недостаточное разбавление раствора не позволит качественно очистить раствор от твердой фазы.

Устройства мокрой классификации, наиболее часто используемые для очистки бурового раствора от твердыхот твердыхот, — частиц och центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов och центрифуг основан на законе Стокса в отнолошив силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благоличич услагодич действующей на частицы. Действующая на частицу сила. (массе частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок och гидроциклонов должны отключаться всякохий раз, нет необходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отротличие 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 касательной воросон. Форма конуса придает жидкости вихревое движение, увеличивающее силу G. Это позволяет оселяцет более тяжелых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима воронку, расположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракциц чон 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 till 800. Благод своей конструкции развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способнолсть (менегнелость (менегонолость) [<151,4 л/ min]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирурающег.

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

По своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- илили ило еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) 5 74 микрон, а илоотделители — от 15 till 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, абольшая выходить вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги för извлечения барита (гидроциклоны малого диаметра, работающие под высоким давлением), рассчитанные на удаление частиц от 9 dон (5 d. 7). Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

На Рис. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (eller центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкогонце вороинкого. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, på formuläret напоминающий водяную волонконц,. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверия жидкость поступает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотелителийт) 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 m) напора на впускном манифольде (см. технические заводаизготовителя). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление för создания указанного напора мисяж 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 och точка отсечки станет большн. Например, если напор равен 45 футам (13,7 m) вместо желаемых 75 футов (22,9 m), гидроциклон диам10метра 4,м10метра будет иметь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 л/min) вместо 50 галлонов/min (189,3 л/min (189,3 л/мин), 5 мин), 5 min. микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отрицательно сказывается на качестве очистки: в этом случае 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 движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую , 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, перемещаясь вверх по тривеве-вю выходя по ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чациця нижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается ваююся ваююс. Если гидроциклон применяется в качестве баритоотделителя eller глиннотделителя, содержащий баритоотделителя нижнего отверстия направляется обратно в систему, а поток из верхнего отверстия, содержащий глиницие илиц направляется на утилизацию.

Типоразмер и количество гидроциклонов зависят от конкретных условий эксплуатации. Диаметр гидроциклонов-пескоотделителей обычно составляет 6 дюймов (152,4 mm) и более; часто используют два 12-дюймовых (304,8 mm) гидроциклона. В качестве илоотделителей работают гидроциклоны диаметром от 4 till 6 дюймов (från 101,6 till 152,4 мин), till 152,4 мин), более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 mm) гидроциклонов обычно доходит till 20. для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем боголь. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- och 6-дюймовых (76,2, 101,6 och 152,4 мрон) 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 центре потока должина разряжения. И наоборот, выходной поток «струйного типа» без области разряжения говорит о плохом качестве рабонаты г., точка очистки и наклон увеличиваются (см. Рис. 8 и 9). Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказаться чем будет свидетельствовать «струйный» тип 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, ферегне пер это означает недостаточное давление подачи, износ или закупоривание гидроциклона. Некоторые типы гидроциклонов позволяют регулировать диаметр нижнего отверстия, чтобы добиторьнся нужнего отверстия. Если при достаточном давлении подачи этого сделать невозможно, это обычно означает, чтона произвоцно 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) och flera дюймов. Часто в качестве пескоотделителей применяют два 12-дюймовых (304,8 мм) гидроциклона с пропускной сп00ю 5 галлонов/мин (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) —кодизводитель широкий диапазон удаляемых частиц, från 45 till 74 miljoner. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать буровой раствор в гидроциклон подавать.

Ilootdeliteli

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на негой быть обработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 mm). Блок илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, канахдий сориче пропускную способность 75 галлонов/min (284 л/min). Объемная производительность пескоотделителей och илоотделителей должна på 25–50 % för att uppnå räkenskapsperioden. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима установки гидроциклонов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости och имеют узкий удаляемых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 мм) гичон отсечки частиц (D₅₀) составляет 15–35 микрон, а точка отсечки (D₉₀) может доходить до 40 микрон. Hur är det? илоотделителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1,5 f. кг/л). Пескоотделители och илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на н с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, смонитель виброситом. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 mm) гидроциклонов, установленных над мощным вибросичом сеточным полотном (см. Рис. 10). 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 имяч размера. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит вибросита) 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 через сетку осушосающ, чего поступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит для вспомогательным вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 till 325 mеш. Для обеспечения эффективности работы СГУ размер ячеек сеток установки должен быть меньше, чем у сетивки.

Хотя основное назначение ситогидроциклонной установки — удаление шлама и извлечение барита, сохоранной установки фазы (синтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl och т.д.) нду с сохранением баритахость снижаеть растворов. Кроме того, буровой шлам при обработке на СГУ подвергается сушке. Это ведет к сокращению объемов твердых отходов, что способствует снижению расходов на утилизаши. Если ситогидроциклонная установка не удаляет значительное количество твердых частиц, работа подаюцего подацещего будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегоби объема раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.