В секторах добычи энергии, таких как нефть и газ, система контроля твердых частиц играет решающую и незаменимую роль. Как неотъемлемая часть оборудования в системе контроля твердых частиц, очиститель бурового раствора имеет большое значение для очистки бурового раствора.

I. Основные функции очистителя бурового раствора в системе контроля твердых частиц

The система контроля твердых частиц очиститель грязи в первую очередь отвечает за мелкозернистую обработку бурового раствора, дальнейшее разделение и удаление твердых частиц разных размеров. Конкретные функции следующие:

1.Очистка от песка

• Когда буровой раствор попадает в очиститель бурового раствора в процессе обработки, он сначала проходит через гидроциклоны для удаления песка. Эти гидроциклоны используют центробежную силу для отделения относительно крупных частиц песка (обычно более 74 микрон) от бурового раствора. Этот процесс разделения помогает предотвратить абразивное воздействие частиц песка на буровое оборудование, такое как поршни бурового насоса и вкладыши бурового насоса и насадки сверл, тем самым продлевая срок службы оборудования. Кроме того, он предотвращает осаждение частиц песка в системе циркуляции бурового раствора, что в противном случае может повлиять на нормальную циркуляцию бурового раствора. Отделенные частицы песка выгружаются из нижнего отверстия гидроциклона, в то время как буровой раствор, содержащий более мелкие частицы, вытекает из верхнего отверстия и поступает в гидроциклоны-отстойники.

2.Очистка от ила

• Гидроциклоны-отстойники далее обрабатывают буровой раствор, который переливается из гидроциклонов-пескоотстойников, отделяя частицы бурового раствора размером от 15 до 74 микрон. Удаление этих частиц бурового раствора может улучшить реологические свойства бурового раствора, снизить его вязкость и усилие сдвига, так что он может лучше соответствовать технологическим требованиям в процессе бурения. Например, это повышает способность бурового раствора переносить шлам и его текучесть в стволе скважины. Аналогичным образом, нижний продукт гидроциклонов-отстойников выгружает частицы бурового раствора, а относительно чистый буровой раствор, который переливается, поступает в вибросито внизу.

3.Тонкое просеивание

• Вибросито выполняет окончательную мелкозернистую обработку шлама, который переливается из гидроциклонов пескоотделителя и илоотделителя. С помощью метода вибрационного просеивания оставшиеся мелкие частицы отделяются от шлама, в результате чего получается относительно чистый шлам. Предоставление высококачественного шлама для буровых работ помогает повысить эффективность бурения и снижает возникновение сложных ситуаций в скважине.

Ⅱ. Подробное введение в очиститель бурового раствора в системе контроля твердых частиц

Очиститель бурового раствора является ключевым устройством для обеспечения производительности бурового раствора и плавного хода буровых работ. Ниже приводится подробное введение в различные его аспекты:

1.Структура

Компонент вибрационного сита

• Экранная коробка: Как основная несущая конструкция вибросита, она обычно сваривается из высококачественной стали, обладающей достаточной прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать удары и вибрацию грязи. Ее конструкция учитывает удобство монтажа, обслуживания и замены внутренних компонентов.
• Сетка для вибросита и очистителя грязи: Это ключевой компонент для разделения твердой и жидкой фаз, и обычно он соткан из таких материалов, как проволока из нержавеющей стали или синтетическое волокно. В зависимости от распределения размеров твердых частиц в буровом растворе можно выбрать ячейки сита с различным числом ячеек. Общее число ячеек составляет от 40 до 325 ячеек. Мелкие ячейки используются для разделения более мелких частиц, а крупные ячейки используются для предварительного разделения более крупных частиц.
• Вибрационный двигатель: Он обеспечивает питание вибрационного сита и генерирует высокочастотную вибрацию посредством вращения эксцентрикового блока. Параметры вибрационного двигателя можно регулировать в соответствии с размером, весом корпуса сита и производительностью обработки бурового раствора, чтобы гарантировать, что сетка сита может генерировать соответствующую интенсивность и частоту вибрации, обеспечивая эффективное разделение твердого вещества и жидкости в буровом растворе на сетке сита.

Компонент гидроциклона

• Труба подачи: Расположенный в верхней части гидроциклона, ил поступает в гидроциклон по касательной через питающую трубу с определенной скоростью и углом, образуя высокоскоростное вращающееся поле потока внутри гидроциклона. Конструкция питающей трубы должна обеспечивать равномерное и стабильное поступление ила в гидроциклон, избегая возникновения отклонения потока или вихревого течения.
• Цилиндрическое сечение: Это одна из основных рабочих зон гидроциклона. Грязь начинает вращаться в цилиндрической секции, а центробежная сила заставляет твердые частицы двигаться к стенке гидроциклона. Диаметр и высота цилиндрической секции определяют производительность обработки и эффект разделения гидроциклона. Больший диаметр и высота обычно означают более высокую производительность обработки и более тонкую способность разделения.
• Коническое сечение: Подсоединенный ниже цилиндрической секции, его конусность является важным параметром, влияющим на эффективность разделения гидроциклона. По мере того, как диаметр конической секции постепенно уменьшается, скорость вращения ила постепенно увеличивается, и центробежная сила также соответственно увеличивается, побуждая твердые частицы собираться к стенке более эффективно и двигаться вниз вдоль стенки, и в конечном итоге выгружаться из отверстия нижнего потока.
• Переливная труба: Расположенный в центре верхней части гидроциклона, очищенный ил после разделения образует внутренний вихрь и выгружается из переливной трубы. Диаметр и длина переливной трубы будут влиять на скорость перелива и эффект разделения, и должны быть оптимизированы в соответствии с конкретными свойствами бурового раствора и требованиями к обработке.
• Труба слива: Расположенный в нижней части гидроциклона, он используется для выгрузки отделенных твердых частиц. Диаметр и форма трубы нижнего слива будут влиять на скорость выгрузки нижнего слива и эффективность выгрузки твердых частиц. Он обычно проектируется в регулируемой форме для регулировки расхода и содержания твердых частиц в нижнем сливе в соответствии с фактической ситуацией.

Компонент песочного насоса

• Корпус насоса: Обычно изготавливается из износостойких материалов, таких как высокохромистый чугун или керамические композитные материалы, чтобы противостоять износу твердых частиц в грязи. Внутренняя структура корпуса насоса спроектирована так, чтобы направлять грязь для плавного потока в рабочее колесо и из него, снижая гидравлические потери и образование вихревых токов.
• Рабочее колесо песочного насоса: Это основной компонент песочного насоса. Вращаясь с высокой скоростью, он создает центробежную силу для транспортировки грязи от всасывающего конца к выпускному концу. Форма, размер и количество лопастей рабочего колеса оптимизированы в соответствии с расходом, напором и свойствами грязи песочного насоса для повышения эффективности и износостойкости насоса.
• Устройство уплотнения вала: Используется для предотвращения утечки грязи, обычно в виде механического уплотнения или сальникового уплотнения. Производительность устройства уплотнения вала напрямую влияет на эксплуатационную надежность и срок службы песочного насоса, и для обеспечения хорошего эффекта уплотнения требуются регулярные проверки и техническое обслуживание.
• Приводной двигатель: Обеспечивает питание песочного насоса и соединен с валом насоса через муфту. Мощность приводного двигателя выбирается в соответствии с рабочими требованиями песочного насоса, чтобы гарантировать, что песочный насос может работать стабильно в различных рабочих условиях и обеспечивать достаточное давление и поток для транспортировки ила.

2.Функции

• Эффективное разделение твердой и жидкой фаз

Во-первых, посредством высокочастотной вибрации вибросита осуществляется предварительное отделение более крупных твердых веществ от жидкой фазы в шламе, а более крупные шламы, частицы песка и т. д. задерживаются на сите и выгружаются. Затем, используя центробежную силу гидроциклона, шлам после предварительного разделения виброситом дополнительно тонко разделяется. Твердые частицы с более мелкими размерами частиц, такие как частицы глины и мелкий песок, отделяются от шлама, так что очищенный шлам выгружается из переливного отверстия, а твердые частицы выгружаются из нижнего отверстия.

• Оптимизация свойств бурового раствора

Точно контролировать содержание твердых веществ в буровом растворе, чтобы поддерживать его в разумных пределах для соответствия требованиям к свойствам бурового раствора на различных этапах бурения и в геологических условиях. Улучшать реологические свойства бурового раствора, например, снижать вязкость и сдвиговое усилие бурового раствора, а также улучшать его текучесть и стабильность, чтобы буровой раствор мог лучше переносить шлам, удерживать утяжелители и достигать эффективной циркуляции и транспортировки в процессе бурения.

3.Роли

• Защита бурового оборудования

Удаление твердых частиц из бурового раствора снижает абразивность бурового раствора, уменьшает износ буровых насосов, бурового инструмента, клапанов и другого оборудования, продлевает срок службы этого оборудования, снижает частоту и стоимость ремонта и замены оборудования. Предотвращает накопление и засорение оборудования твердыми частицами, обеспечивает его нормальную работу, сокращает перерывы и задержки буровых работ, вызванные отказами оборудования.

• Улучшение качества бурения

Чистый буровой раствор может образовывать тонкую и прочную глинистую корку на стенке ствола скважины, что помогает стабилизировать стенку ствола скважины, предотвращать сложные ситуации в скважине, такие как обрушение ствола скважины и уменьшение диаметра, обеспечивать равномерность и устойчивость ствола скважины и обеспечивать хорошие условия для последующего бурения, каротажа, цементирования и других операций. Оптимизированные свойства бурового раствора могут повысить эффективность разрушения породы буровым долотом, уменьшить образование комков и износ бурового долота, сделать процесс бурения более плавным и повысить скорость и качество бурения.

4.Значение в буровых работах

• Повышение эффективности работы

Очиститель бурового раствора может своевременно и эффективно удалять твердые частицы из бурового раствора, поддерживать стабильные свойства бурового раствора, позволяя буровому раствору лучше выполнять свои функции по переносу шлама, охлаждению бурового долота, смазке бурового инструмента и т. д. в процессе бурения, тем самым сокращая количество спускоподъемных операций и время бурения, а также повышая эффективность буровых работ. Благодаря уменьшению износа оборудования и снижению частоты отказов гарантируется непрерывность буровых работ, что еще больше повышает общую эксплуатационную эффективность.

• Сокращение эксплуатационных расходов

Продлевая срок службы бурового оборудования, сокращая расходы на техническое обслуживание оборудования и снижая расход буровых материалов (поскольку буровой раствор перерабатывается, что сокращает объем подготовки свежего бурового раствора), очиститель бурового раствора может значительно снизить стоимость буровых работ. Он уменьшает сброс отработанного бурового раствора, снижает затраты на очистку окружающей среды и в то же время соответствует требованиям по охране окружающей среды, избегая штрафов и других расходов, которые могут быть вызваны загрязнением окружающей среды.

• Обеспечение безопасности эксплуатации

Стабильные свойства бурового раствора и хорошая устойчивость ствола скважины снижают вероятность аварий, связанных с безопасностью, таких как потеря циркуляции, выброс и обрушение скважины, обеспечивая безопасность бурового персонала и безопасную эксплуатацию оборудования. Нормальная работа очистителя бурового раствора является одним из ключевых звеньев в стабильной работе всей системы контроля твердой фазы, что имеет решающее значение для поддержания безопасного и эффективного хода буровых работ.

Ⅲ. Резюме

Преимущества очистителя бурового раствора очевидны. Во-первых, его компактная конструкция позволяет оборудованию занимать небольшую площадь и эффективно работать в ограниченном пространстве, что особенно подходит для использования в местах с ограниченным пространством, таких как морские буровые платформы. Во-вторых, многоступенчатый режим работы сепарации позволяет эффективно удалять твердые частицы разных размеров из бурового раствора, улучшать качество бурового раствора, тем самым продлевая срок службы бурового раствора и снижая стоимость использования бурового раствора. Кроме того, очиститель бурового раствора имеет относительно высокую степень автоматизации и прост в эксплуатации, способен достигать непрерывной и стабильной работы, снижая рабочую нагрузку и ошибки ручного управления.

В практическом применении очистители бурового раствора широко используются в бурении на суше, бурении на море, бестраншейном проектировании и других областях. Будь то в сложных геологических условиях или при работах с высокими требованиями к качеству бурового раствора, очиститель бурового раствора может играть свою важную роль в обеспечении бесперебойного хода бурения и других проектов.

С непрерывным развитием технологий очистители грязи также постоянно совершенствуются и модернизируются. Новые очистители грязи достигли значительного прогресса в повышении эффективности разделения, снижении потребления энергии и оптимизации рабочего интерфейса для соответствия постоянно меняющимся техническим требованиям и требованиям по защите окружающей среды.