Пластическая вязкость, сП

Н апор соотносится с давлением и плотностью раствора через следующее уравнение:

Р=ρgН

Р – давление, ρ – плотность раствора g – ускорение свободного падения Н - напор

Центробежные насосы используются для подачи раствора на гидроциклоны, т.к. они обеспечивают постоянный напор при заданной подаче.

Чем меньше диаметр используемых насадок, тем меньшее количество твердых частиц достаточной массы будет отделено от раствора – отделяемая пульпа будет суше в ущерб эффективности работы. Форма пульпы дает хорошее представление об эффективности работы гидроциклона.

В

Рис.7

ыход пульпы зонтиком – характерен для нормально работающего гидроциклона, при этом присутствует небольшой вакуумный эффект в центре насадки.

На рисунке 7 изображен сплошной выход пульпы из насадки гидроциклона. Это может произойти в случае большой концентрации крупной твердой фазы (например при бурении кондуктора). Она перекрывает доступ воздуха в центр насадки и неочищенный раствор устремляется в выходное отверстие. Если гидроциклон начинает работать сплошным выходом пульпы и это не является результатом большого объема твердой фазы, то это может означать, что давление на входе не достаточно в результате износа насоса, падения уровня раствора в емкости, аэрированности раствора, износа конуса, забито входное отверстие. Если давление на входе находится в паспортных пределах, значит производительность гидроциклона недостаточна для данных условий бурения. В общем случае количество пескоотделителей и илоотделителей должно обеспечивать производительность в пределах 120- 150% от производительности буровых насосов. Для более эффективной работы гидроциклонов, сброс очищенного раствора должен производиться в следующую емкость или хотя бы в другой конец емкости. Нельзя допускать работы забитых циклонов, не следует забивать насадки нескольких конусов илоотделителя, так как увеличивая эффективность работы остальных конусов, мы забываем, что через забитые конуса проходит неочищенный раствор. Не допускайте движение раствора в обход вибросит, даже при спускоподъемных операциях, так как крупный шлам может забить входные отверстия циклонов. Плотность пульпы не является прямым показателем эффективности работы гидроциклона. Так плотность пульпы с более мелкими частицами будет меньше, чем с крупными из-за разного количества сопутствующей жидкости. При сетках 200 меш, установленных на виброситах, необходимость использования пескоотделителя отпадает, если имеется возможность перетока в емкость илоотделителя, чем меньше используются центробежные насосы, тем медленнее происходит диспергирование частиц.

Центрифуги

Ц

Рис.8

ентрифуги появились в нефтяной промышленности в 50х годах прошлого века и на сегодняшний день являются наиболее дорогим механическим устройством, позволяющим удалять твердую фазу почти коллоидного размера. В комбинации с блоком флокуляции они способны отбить практически всю твердую фазу из бурового раствора. В утяжеленных растворах они используются для возвращения барита в систему. Устройство центрифуги показано на рисунке 8.

1 – коробка передач;

2 – регулировочные окошки;

3 – шнек;

4 – твердосплавные вставки;

5 – шкив основного привода;

6 – питающая труба;

7 – ускорительный отсек;

8 – барабан.

Рис.9 Принцип работы центрифуги

Центрифуги отделяют твердую фазу из раствора за счет создания центробежных сил в жидкости, подаваемой через питающую трубу в ускорительный отсек, устроенный в шнеке, затем в барабан, вращающийся с большой скоростью. Центробежные силы, действующие на твердые частицы, прижимают их к стенкам барабана. Через планетарную коробку передач установленную на барабане, шнек вращается с меньшей скоростью, но в том же направлении, что и барабан. Чем меньше скорость шнека, тем больше дифференциальная скорость между шнеком и барабаном, тем быстрее лезвия шнека будут двигаться относительно длины барабана. Шнек продвигает твердую фазу в сторону конической секции из «растворного бассейна» и далее к выкидным отверстиям. Очищенный раствор выходит из отверстий в барабане с другой стороны.