11.5 Бұрғылау ерітіндісін шламнан тазалауға арналған жабдықтар

Бұрғыланған тау жынысы бөлшектерінің бұрғылау ерітіндісіне араласуына байланысты оның негізгі технологиялық құрамына зиянды әсерін тигізеді, демек, бұрғылаудың техника-экономикалық көрсеткіштеріне, бұрғылау ерітінділерін зиянды қоспалардан тазалауға қатты көңіл бөлінеді.

Бұрғылау ерітінділерін шламдардан тазалау үшін әртүрлі механикалық қондырғылар кешені қолданылады: виброелек, гироциклонды шламайырғыштар (құм- және илайырғыштар), сеператор, центрифугалар. Сонымен қатар, шиеленіс тудыратын жағдайларда ерітіндіні шламдардан тазалау үшін бұрғылау ерітінділерін тазалау қондырғыларында жұмыстың тиімділігін арттыруға мүмкіндік беретін реагент-флокулянттармен өңдейді.

Ірі шыламдарды тазалау құралына, яғни виброелекке, бұрғылау ерітіндісі шламдарының көп бөлігін тазалауға тура келеді, сондықтан дәл осыларға ерекше көңіл аудару керек. Бұл ауырлатылған бұрғылау ерітінділері үшін бірденбір жоғары нәтижелі аппарат болып табылады. Отандық бұрғылау тәжірибесінде СВ-2 және СВ-2Б бірқабатты қосарланған виброелектер, сонымен қатар ВС-1 бірқабатты екі електі виброелектер кең қолданыс тапқан.

СВ-2 (11.10 -сурет) вибрациялы қосарланған виброелегі - кезкелген тау жыныстарынан тұратын терең ұңғыларды бұрғылау кезінде бұрғылау ерітінділерін шламдардан тазалауға арналған.

11.10 -сурет. СВ-2 виброелегі

Ол рамадан 1, таратушы науадан 2, екі электрқозғалтқыштан 3, қоршаудан 4, дірілдеткіш рамадан 5, амортизаторлардан 6, торды керетін барабандардан 7 тұрады. Тіректік раманың шаналарына, бүйір жақтаулары тазаланған бұрғылау ерітіндісі құйылатын ванна түрінде тор пісірілген. Тіректі рамада таратушы науамен екі дірілдеткіш рама орналастырылған. Таратушы науа үш жақтан бұрғылау ерітіндісін қабылдап, екі құюшы науа арқылы виброрамаға береді. Құюшы науаның түзеткіштері елек тор ені бойымен ерітіндінің бірқалыпты таралуын қамтамасыз етеді.

Таратушы науаның центрінде орналасқан терезе көмегімен науа виброелек ваннасымен жалғасады. Сондықтан түзеткіш науалары жабық кезінде және бұрыштық шибер жоғары көтерулі кезде ерітінді тура ваннаға құйылып отырады. Терезе бұрыштық шибермен жабылады.

Елек торлары  екі электрқозғалтқышпен қозғалысқа келтірілетін вибратор арқылы тербелмелі қозғалысқа келеді. Әрбір дірілдек рама төрт резиналы амортизаторға тіреліп тұрады және эксцентрикті білігі бар вибраторға ие. Дірілдеткіш рама ұштарында храпты механизмдері бар екі барабан орнатылған. Барабандар арасында елек торларының жұмысшы бөлігі керіледі және оның жұмысшы бөлігінен екі есе ұзын артық бөлігі дірілдек раманың жоғарғы барабанына оралады. Елек торларының тозу мөлшеріне байланысты оларды ұзына бойына толық тозғанға дейін ауыстырылып отырылатын етіп төменгі барабанға орайды.

СВ-2 виброелегі тор ұяшығы өлшемі 1х5 мм кезінде бұрғылау ерітіндісін 60 л/с-на дейінгі өнімділікпен өткізе алады. Елек торының жұмыстық бөлігінің ұзындығы 1,2 м, ені 0,9 м. Виброелекке орнатылатын елек торының жалпы ұзындығы 4,5 м. Елек торы минутына 1600 немесе 2000 тербеліс жиілігімен тербеледі. Елек торының горизонтқа көлбеуі 1218º. Виброелек массасы 1380 кг.

СВ-2Б виброелегі СВ-2 виброелегінің жаңартылған түрі болып табылады. Ол циркуляциялық жүйе (ЦЖ) ыдыстары үстіне тікелей орнатуға арналған, сондықтан таза ерітінді қабылдайтын ваннасы жоқ. Сонымен қатар, таратушы қораптың тұрқылық қабырғасына диаметрі 325 және 60 мм келте құбырлар пісірілген. 325 мм келте құбырға ұңғы сағасынан келетін, ерітіндіөткізгіш жалғанады, 60 мм келте құбыр фланецпен ысырма арқылы тазалау блогының көмекші айдау құбырөткізгіштеріне жалғанады. Дірілдеткіш рама, елек торы мен барабан және вибраторлар жетегінің құрылымы СВ-2 виброелегі түйіндері құрылымына ұқсас. Бұл виброелектердің техникалық сипаттамалары бірдей.

ВС-1 виброелегі жоғарыда аталғандардан күрделірек, көбінесе ауырлатылған бұрғылау ерітінділерін тазалау кезінде аса нәтижелі. Ол (11.11-сурет) ЦЖ тазалау блогына виброелекті бекітуге арналған станинадан 1, бұрғылау ерітіндісін алмалысалмалы вибрациялық тор арқылы сүзу жолымен тікелей тазалауға арналған дірілдеткіш рамадан 2 тұрады.

Станина кеңістікті құрылым ретінде профильді прокаттан орындалған. Шана табандар өзара екі құбырмен 3 және табандық бетпен жалғанған. Шана табандарға ұңғыдан бұрғылау ерітіндісі төгілетін қабылдау ыдысы 4 қондырылған. Қабылдау ыдысының жоғарғы бөлігінде ағынның иінді таратқыштары 5 жинастырылған. Олардың көмегімен жуу сұйығының елек торына бірқалыпты берілуі қамтамасыз етіледі. Шана табанның бүйір жақтарына тазаланған ерітіндіні шығару үшін тесіктер орналасқан. Тесіктер жалпақ шиберлермен 7 жабылады.

Шаналарға дірілдеткіш раманы монтаждау үшін төрт тіреулік тумбалар 8 қондырылған. Станинамен дірілдеткіш рама арасындағы байланыс төрт цилиндрлік серіппелер 9 көмегімен жүзеге асады.

Қабылдау ыдысының күнқағарының астында вибратор мойынтіректерін уақтылы майлау үшін қолдық станция орналастырылған.

Дірілдеткіш рама құрылымы бойынша елек торы бекітілетін бүйіржақтар арасына орналасқан негіз болып келеді. Елегіш негізден басқа бүйіржақтар құбырмен, вибратор тұрқымен және жетек рамасымен бекітіледі. Вибратор тұрқында 10 білік орналасқан, оның екіжақ ұштарында қажетті тербеліс амплитудасын тудыратын дисбаланстар орнатылған. Жетек рамасында қажетті тербелу жиілігін тудыратын электрқозғалтқыш 11 орналастырылған, ал қарама-қарсы шетінде жетекті теңестіретін жүктер орналастырылған. Қозғалтқыштан вибраторға қозғалыс беріу екі сына белдікпен жүзеге асады.

11.11-сурет. ВС-1 виброелегі

Вс-1 виброелегі екі кассетаға бекітілген елек торымен жабдықталған және онда 0,16х0,16; 0,2х0,2; 0,25х0,25; 0,4х0,4; 0,9х0,9мм өлшемді ұяшықтары бар елек торлары қолданылады. Бірінші елек торы көлденең орналасады, ал екіншісі –горизонтқа шамамен 5º көлбеу орналасады. Әрбір елек торының көлденең керілуі серіппелі болттар көмегімен 50 кН дейінгі күшпен жүзеге асырылады. Елек торларының тербелу траекториясы – эллипстік. Ең үлкен қос амплитуда 8 мм, тербелу жиілігі минутына 1130 және 1040. Елек торының жұмыс беті ауданы 2,7 м².

ВС-1 виброелегі 0,16х0,16 мм ұяшықты торы арқылы 40 л/с мөлшердегі суды және 10 л/с кем емес мөлшердегі бұрғылау ерітіндісін өткізуге қабілетті. 0,9х0,9 мм ұяшықты торды қолдану кезінде виброелектің өткізу қабілеттілігі 100 л/с асады. Виброелек массасы 1800 кг, ұзындығы 3м, ені 1,85 м, биіктігі 1,64м.

Шетелдік тәжірибеде ірі шламдарды тазалайтын механикалық жабдықтарға үлкен көңіл аударады. АҚШтың бірнеше фирмалары виброелектердің бірқабатты, екі- үшқабатты, екіярусты, үшярусты, екісатылы т.с.с. түрлерін шығарады.

Гидроциклон механикалық қоспалардан флюидтерді тазалау үшін қолданылатын, күрделі аппараттардың бірі болып табылады. Оның кезкелген геометриялық өлшемін өзгерту кезінде технологиялық сипаттамасы өзгереді.

Гироциклонды шламайырғыштарды шартты түрде құм- және илайырғыштарға бөледі. Құмайырғыштар – бұл беруші және ағызушы манифольдымен, диаметрі 150 мм және оданда үлкен болатын, біріккен гидроциклондар батареясы. Илайырғыштар деп 100 мм және оданда кіші диаметрлі гидроциклондардан құралған, жоғарыдағыға ұқсас қондырғыларды айтамыз.

Виброелек сияқты бұл аппараттар кез-келген бұрғылау сораптарының өнімділігі кезінде айналатын барлық бұрғылау ерітіндісін өңдеп үлгеруі керек. Сораптың шектік өнімділігінен құмайырғыш өнімділігі 125% құраса, илайырғыш -150 % құрау керек.

Әдетте гидроциклонды шламайырғыштарды ұңғыны бұрғылап бастаған сәттен бастап қосады. Кондуктор аралығын бұрғылау кезінде бұрғылау ерітіндісін тазалау жүйесі толық қуатта жұмыс істеп тұруы керек. Бұрғылау шламын жуу сұйығы құрамынан уақытылы аластаған жағдайда ғана бұрғылау ерітінділерінің параметрлерін тұрақты түрде сақтап қалуға, гидравликалық жабдықтарға қосалқы бөлшектердің артық шығындалуынан қашуға, оқпанды тұрақты сақтауға және қашау жұмысының жоғары көрсеткішіне қол жеткізуге болады.

Отандық тәжірибеде құмайырғыш деп аталатын, ПГК типті шламайырғыш кең қолданыс тапқан. Ол диаметрі 150мм төрт параллель жұмыс жасап тұрған гидроциклондардан тұратын батарея (11.12-сурет).

11.12 -сурет. 4 гидроциклоннан құралған 1ПГК құмайырғышы

1ПГК құмайырғышы бұрғылау ерітіндісі құрамынан өлшемдері 60мкм шлам бөлшектерін, ең аз мүмкін шамасы 0,2 МПа қысыммен, 60 л/с дейінгі өнімділікпен, өңдеуге мүмкіндігі бар. Құрылымның жалпы массасы 1310 кг.

Гидроциклонға бұрғылау ерітіндісі вертикаль шламды сораппен беріледі. Гидроциклон батареясы (11.13-сурет) пісірілген рамадан 1, төрт гидроциклоннан 2, өзекшеден 3 және резина жеңі бар төрт иілген құбырдан 4 тұрады.

Раманың ішкі бөлігі науа түрінде және люгі бар, түбі көлбеу етіп орындалған. Алдыңғы бүйіржақ қабырғасында шибер орналасқан. Шибер ашық тұрған кезде құмдық жалғама шеттік беттің жоғарғы жиегі арқылы ағатын шламы бар ерітіндіге батырылады. Шибер ашық кезде шлам люктан оңай ағып тұрады.

Гидроциклон (11.14- сурет) ішіне түгелдей пластмассадан немесе резинадан құйылған конус 3 орналасқан металл тұрқыдан 1, резиналы жалғамадан 5 және металдан жасалған құйғыш жалғамадан тұрады. Гидроциклонның төменгі бөлігіне диаметрі 15 немесе 25 мм тесігі бар резина құмдық жалғама 4 орналастырылған. Ерітінді гидроциклоннан келте құбыр 2 бойымен ағызылады.

11.14-сурет. Гидроциклон

Вертикаль шламды сорап (11.15-сурет), ашық жұмыс дөңгелегімен 5, қорапта 8 орналасқан батпалы ортадан тепкіш сорап болып келеді және дөңгелек дискілермен 7 қорғалған. Онда тығыздама орнына алынбалы резина төлке 4 қолданылады, ол тек тығыздаманың қызметін атқарып қана қоймай, сонымен бір уақытта сорап білігінің төменгі ұшына 6 тірек болып табылады.

Дөңгелек білігінің негізгі тіректері ретінде екі шарикті мойынтіректер таңдалып, олар сорап тұрқысының жоғарғы 3 бөлігінде айдалатын ертінді деңгейінен жоғары сенімді қорғалып орналасқан.

Сорап жетегі тік орналасқан фланецті электрқозғалтқыштан 1 серпімді саусақты муфта 2 арқылы іске асады. Элекрқозғалтқыш ЦЖ ыдысына бекітуге арналып пісірілген екі цапфалы, екі тіректік кронштейні арқылы сораптың тұрқына бекітіледі.

Қазіргі уақытта ПГ-50 және ПГ-90 маркалы (сандық көрсеткіштер л/с өнімділіктерін көрсетеді) аса сенімді құмайырғыштар қолданылады. Олар формасы бойынша жетілдірілген және тұрақты резиналы элементтерімен ерекшеленеді.

11.15-сурет. ВШН типті вертикаль шламды сорап

Сонымен қатар Ресейдің көптеген аудандарында шламайырғыш деп аталатын, диаметрлері 75 және 100мм гидроциклоны бар илайырғыштар енгізілген.