Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методичон методич, 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, дажется бысли.
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 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 твердых, — часто используемые трифуги. Как ы со сазано ранеr. и сиы G. увелеление скорости осажения и пропскekvens ствющей на частицы. Действующая на частицу сила G прямо пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частотиоси вращения) цы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякоги бетключаться всякох бет всяког ходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отлецие ют 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 оспуцев елых частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости подкуснима оложенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракциц, — роленной фракциц чон дежное 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 конструкцив перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки опречки . Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способнелость способнелин 4,1/4 min]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

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

По своим размерам частички барита относятся категории ила, поэтому после обработки песко- илоли ила удет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) 4 мет рон, а илоотделители — от 15 till 35 микрон. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 till 30 микрон, большая большая вместе с илом или песком.

Поэтом д э э д 1 цциконы малоvik Однако если оборудование по извлечению барита не работает совместно с другими правильно подобранными и х 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 нижнесто отверич упает в верхнюю часть гидроциклона. Таким образом, принцип действия всех гидроциклонов (илоотделителей, глиноотделителей и пескоотиклонов) 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. техниклонов). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напомив мивнение 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 м), гидроциклон диаметра 4, метра 6, метра ь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 л/min) вместо 50 галлонов/min (189,3 л/мин), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отриче стве 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 вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. (Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же времения только твердых частиц, сохраняя в то же времстя большую, сное) 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 трубе-вею о ней из гидроциклона.

На Рис. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми чаця При го отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в активиную. E вS - на ттилизацию.

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 до 6 дюймов (от 101,6 до 152,4 мет) дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 mm) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклонов обычно доходит до 20 отки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большогого. Пример, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- och 6-дюймовых (76,2, 101,6 och 152,4 моцим) тсечки 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 должозь . 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 оказатьн т 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 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 произвоно ых 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 сполюной сполн 893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производитель) диапазон удаляемых частиц, от 45 till 74 микрон. Чтобы добиться оптимальных результатов, необходимо подавать буровой раствор в гидроциклон подавать буровой раствор в гидроциклон подавать.

Илоотделители

Для максимальной эффективности работы и предотвращения перегрузки илоотделителя перед подачей на Длоотделителя перед подачей на негой бработан 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, кажкосор ю 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 необходимаустановкоц нов. Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости имеют имеют узкий емых частиц (см. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101,6 м.) гочн астиц (D₅₀) 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 и ил, барит будет удалятрасия иболятраси из барит будет удалятрасия и барит ителем. Поэтому илоотделители редко используются для очистки утяжеленных растворов с плотностью более 12,5/1гун 12,5/1г. Пескоотделители och илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неправлений кой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) för тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, бурового раствора — это по существу илоотделитель, бурового раствора Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 mm) гидроциклонов, установленных над мощным вибросич лотном (см. Рис. 10). СГУ предназначена для удаления из раствора частиц размера песка и сохранения при этом барита. Раствор поступает сначала в илоотделитель. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит мошиц зависит), зуются 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 осушающосегосающ ступает обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательнывс вспомогательныв т. 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 извлечение барита, сохоранной установки нтетических материалов, масел, насыщенной соли, KCl och т.д.) нду с сохранением барита снижает стоимоворов. 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 подацегна вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом случае даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и мегобев ора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.