Мокрая классификация — это сепарация твердых частиц по массе (размеру и плотности) частиц методами, отличными от вибрационн ого 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 имеют одинаковый удельный вес.
2. Твердая фаза высокой плотности осаждается быстрее, чем твердая фаза малой плотности, даже если они имеют одинаковый раз มีร์
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:
ก) существует некоторый «предел разбавления», при достижении которого дальнейшее снижение вязкости или плотности раствора н е 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 твердых частиц, — это гидро циклоны и центрифуги. Как было сказано ранее, принцип действия гидроциклонов и центрифуг основан на законе Стокса в отношении плотности, และ и силы G. Увеличение скорости осаждения и пропускной способности достигается в этих условиях благодаря увеличению силы G, действующей на частицы. Действующая на частицу сила G пропорциональна (диаметр кругового движения) х (квадрат частоты вращения [об/мин]) х (мас се частицы).

 

Поэтому центробежные насосы смесительных воронок и гидроциклонов должны отключаться всякий раз, когда в их работе нео бходимости. Из-за низкой пропускной способности центрифуг возможна установка поршневых насосов, которые в отличие от центробежных не ызывают столь значительное уменьшение размеров частиц.

ใช่. 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 тяжелы х частиц при высокой производительности. Твердые тяжелые частицы выходят через нижнее отверстие, тогда как большая часть жидкости поднимается в конусную воронку, р асположенную в верхней части устройства. Несмотря на некоторую трудность в достижении четко выраженной точки отсечки определенной фракции частиц, гидроциклон — прос тое, надежное и экономичное устройство с высокой пропускной способностью.

Обычно на нефтепромыслах используются центрифуги декантирующего типа. Это высокоскоростные центрифуги, сила G которых достигает от 600 до 800. Благодаря своей конструкции и способности развивать силу перегрузки G более 500 такие центрифуги могут обеспечить относительно четкую точку отсечки определенной фракции твердых частиц. Один из недостатков большинства декантирующих центрифуг — достаточно низкая пропускная способность (менее 40 галлонов/min... 151.4 л/ นาที]), так как одной центрифугой обрабатывается лишь небольшой объем циркулирующего раствора.

Из иллюстрации на Рис. 2 (สั่งซื้อแล้ว раздел «วิเบรอซิต้ารูปภาพฟรี сообразно.

PO своим размерам частички барита относятся к категории ила, поэтому после обработки песко- или илоотделителем раствор е еще будет содержать большое количество этого ценного материала. Пескоотделители должны иметь среднюю точку отсечки (в зависимости от характеристик гидроциклона) в диапазоне от 45 до 74 ми крон, а илоотделители — จาก 15 ถึง 35 นาที. Так как средний диаметр частиц барита находится как раз в диапазоне от 15 до 30 микрон, большая часть барита будет ь вместе с илом или песком.

Поэтому для эффективной сепарации барита применяются специальные центрифуги для извлечения барита и микрогидроциклоны (ги дроциклоны малого диаметра, работающие 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 налаженными устройствами системы очистки, некоторая часть ила и песка может поступать обратно в активную систему.

ใช่. 6 представлен поперечный разрез гидроциклона (или центробежного сепаратора «циклонного» типа).
Высокопроизводительный центробежный насос подает буровой раствор через отверстие на широком конце воронкообразного гидроци โคลน่า. При достаточном напоре (давлении) создается вихревой поток, по форме напоминающий водяную воронку, торнадо или циклон. Вихревым потоком влажные и тяжелые частицы выталкиваются из гидроциклона через нижнее отверстие, а очищенная жидкость тупает в верхнюю часть гидроциклона. 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 заводаизго โทรทัศน์). Так как плотность раствора входит в приведенное выше уравнение, давление для создания указанного напора может изменяться в 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 и точка отсечки станет больше, чем нужно. ตัวอย่างเช่น, если напор равен 45 футам (13,7 м) вместо желаемых 75 футов (22,9 м), гидроциклон диаметра 4 дюйма (101,6 мм) будет иметь пропускную способность 40 галлонов/min (151,4 л/min) вместо 50 галлонов/min (189,3 л/min), а точка отсечки — 55 микрон вместо 15. Чрезмерный напор также отрицательно сказывается на качестве очистки: в этом случае большая часть твердых частиц будет поступать обратно в систему.

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, движущимися вместе с потоком более медленно, поступают в вихреуловитель. Так как гидроциклон предназначен для удаления только твердых частиц, сохраняя в то же время большую часть жидкости, 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 трубе-вихреуловителю и я по ней из гидроциклона.

ใช่. 7 изображены различные способы применения гидроциклона. При использовании гидроциклонов в качестве песко- и илоотделителей жидкость с крупными твердыми частицами, выходящая из н ижнего отверстия, отбраковывается, а поступающая из верхнего отверстия жидкость возвращается в актиную систему. еслигидроциклонрименяетсตรงAdвкачествеаритотделителяилиглинปฏิ верстиสาธารณะнаправляетсяобратновсистему, аотокиззнегооотверстиสาธารณะ, натилизацию

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 (จาก 101,6 до 152,4 мм), обычно ставят 12 и более 4-дюймовых (101.6 мм) гидроциклонов. В глиноотделителях и микроциклонах используют 2-дюймовые (50,8 мм) гидроциклоны; число 2-дюймовых (50,8 мм) гидроциклонов обычно доходит до 20. Производительность гидроциклона зависит от его диаметра: для обработки одного и того же объема раствора требуется больше гидроциклонов малого диаметра, чем большого. ตัวอย่าง, иллюстрирующий эффективность работы типовых 3-, 4- и 6-дюймовых (76,2, 101,6 и 152,4 мм) гидроциклонов по 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 должна находиться область เอนิอา. 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 и 9) Однако при бурении скважин большого диаметра при высокой скорости проходки гидроциклон может оказаться перегруженным, оче м 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 не перегружен твердой ф азой, это означает недостаточное 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 данных условий эксплуатации слишком низкая.

เปสโคโอทเดลิเทลิ

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 способностью 500 галлонов /min (1893 л/ мин) каждый. Пескоотделители большого диаметра имеют преимущество — высокую пропускную способность (производительность) и недостаток — ши рокий диапазон удаляемых частиц, จาก 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 лжен быть обработан пескоотделителем. Обычно в качестве илоотделителей используются гидроциклоны диаметром 4 дюйма (101,6 мм). Blok илоотделителей может состоять из 12 и более 4-дюймовых (101.6 мм) гидроциклонов, каждый из которых рассчитан на кную способность 75 галлонов/min (284 л/min). Объемная производительность пескоотделителей и илоотделителей должна на 25–50% превышать расход при циркуляции. При бурении скважин большого диаметра с высоким расходом во время циркуляции необходима установка большего числа гидроцикл เปิดแล้ว Обычно гидроциклоны-илоотделители обрабатывают достаточно большой объем жидкости имеют узкий фракционный диапазон емых частиц (ซม. Рис. 8). При условии хорошо продуманного проектирования и правильной эксплуатации, у 4-дюймовых (101.6 мм) гидроциклонов точка чки частиц (D₅₀) составляет 15–35 นาที, а точка отсечки (D₉₀) может доходить до 40 นาที. Так как по размерам частиц барит находится в той же категории что и ил, барит будет удаляться из раствора при обработке ил отделителем. поэтомуилотделителиредкоисполотсяяочисткитสาธารณะ Пескоотделители и илоотделители главным образом используются при бурении кондукторов и направлений на неутяжеленных раство рах с низкой плотностью.

Ситогидгоциклонные установки

Ситогидроциклонная установка (СГУ) для тонкой очистки бурового раствора — это по существу илоотделитель, смонтированный н และวิบริสตอล. Установка состоит из 12 и более 4-дюймовых (101,6 мм) гидроциклонов, установленных над мощным виброситом с очень мелким с еточным 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 имеют ячейки малого ราซเมรา. Буровой раствор и твердые частицы, проходящие через сетки вибросита (размер удаляемых частиц зависит от размера сеток в ме ш), используются повторно. Более крупные частицы, не прошедшие сквозь сетки, сбрасываются.

В соответствии 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 обратно в систему. По сути, ситогидроциклонная установка удаляет песок из утяжеленного раствора и служит вспомогательным устройством для евых вибросит. Размер ячеек сеток СГУ может находиться в пределах от 120 до 325 меш. дяобеспечениสาธารณะ

хотяосновноеназначениеситогидроциклоноййстановки - уалениешемамаиเคลity фазы (интетическиххатериалов, масел, насыщенойиаи, kcl ит.де)ряряряทำการ о 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 твердых частиц, работа подающего центробежного насос а будет вызывать истирание частиц и уменьшение их размеров. В этом даже при правильной эксплуатации сеток установки с размером ячеек 200 меш и менее и обработке всего объем а раствора, применение СГУ не дает дополнительных преимуществ.