Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Очистка бурового раствора от шлама

Буровой раствор, выходящий на поверхность из скважины, может быть вновь использован, но для этого он должен быть очищен от обломков выбуренной породы (шлама). Т.к. они оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства. Кроме того, наличие в растворе абразивных частиц существенно снижает показатели работы долот, гидравлических забойных двигателей, буровых насосов и другого оборудования, а в конечном счете на технико-экономические показатели бурения. В связи с этим очистке буровых растворов должно уделяться особое внимание.

Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс механи­ческих устройств: вибрационные сита, блоки параллельно соединенных гидроциклонов (песко- и илоотделители), сепараторы (блок гидроциклонов в комбинации с виброситом), глиноотделители (гидроциклоны, работаю­щие по обратному циклу, центрифуги). В наиболее неблагоприятных усло­виях, когда буровой раствор интенсивно обогащается тонкодисперсным шламом, его перед очисткой обрабатывают реагеитами-флокулянтами.

К оборудованию для очистки буровых растворов от шлама предъявляются следующие основные требования:

а) Каждый аппарат, используемый для очистки раствора от шлама, должен пропускать количество раствора, превышаю­щее максимальную производительность промывки скважины (исключая центрифугу).

Отечественный и зарубежный опыты использования многоступенчатых систем очистки показывают, что: пропускная способность должна превышать подачу насосов, работающих на скважину: пескоотделителей – на 25% илоотделителей - на 50%.

При этом обеспечивается полное удаление мелких и ультрамелких частиц и необходимое качество очистки раствора.



б) В циркуляционной системе аппараты для очистки должны рабо­тать в строгой последовательности: скважина — газовый сепаратор — блок грубой очистки от шлама (вибросита) — дегазатор — блок тонкой очистки от шлама (песко- и илоотделители, сепаратор) — блок регулирования со­держания и состава твердой фазы в буровом растворе (центрифуга, глиноотделители).

в) Нагрузку по очистке на каждый аппарат следует планировать, исходя из предельных размеров удаляемых частиц шлама: для вибросита — 75, для пескоотделителя — 40, для илоотделителя — 25, для центрифуги — 5 мкм.

г) Каждая единица оборудования в очистной системе играет свою роль и выход ее из строя влияет на всю систему очистки в целом. Так, если вибросита не обеспечивают удаление определенных фракций шлама, то нельзя ожидать, что гидроциклоны справятся с ними. В тоже время даже лучшие сита не могут заменить какое-либо оборудование «ниже по течению». Однако каждое устройство должно использоваться только по необходимости.: при отсутствии газа в буровом растворе ис­ключают ступени дегазации; при использовании неутяжелен- ного раствора, как правило, не применяют глиноотделители и центрифуги; при очистке утяжеленного бурового раствора обычно исключают гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители) и т.д.

Иными словами, каждое оборудование предназначено для выполнения вполне определенных функ­ций и не является универсальным для всех геолого- технических условий бурения. Следовательно, выбор обору­дования и технологии очистки бурового раствора от шлама основывается на конкретных условиях бурения скважины. А чтобы выбор оказался правильным, необходимо знать техно­логические возможности и основные функции оборудования.

Обычно в буровом растворе в процессе бурения скважи­ны присутствуют твердые частицы различных размеров (рисунок ). Размер частиц бентонитового глинопорошка из­меняется от единицы до десятков микрометров, порошкооб­разного барита — от 5—10 до 75 мкм, шлама — от 10 мкм до 25 мм. Но пока частицы шлама достигнут циркуляционной системы, они уменьшатся за счет механического измельчения и диспергирования. В результате длительного воздействия ча­стицы шлама постепенно превращаются в коллоидные части­цы (размером менее 2 мкм) и играют весьма заметную роль в формировании технологических свойств бурового раствора.

 

Рисунок 3.1 – Дисперсный состав бурового раствора и предельные воз­можности аппаратов для очистки раствора от шлама:

1, 2 — дисперсный состав глинопорошка и барита;

3, 4 — дисперсный со­став шлама соответственно через один и два цикла циркуляции

При идеальной очистке из бурового раствора должны уда­ляться вредные механические примеси размером более 1 мкм. Однако технические возможности аппаратов и объек­тивные технологические причины не позволяют в настоящее время достичь этого предела. Лучшие мировые образцы виб­росит (ВС-1, В-21, двухсеточное одноярусное сито фирмы "Свако", двухъярусное вибросито фирмы "Бароид" и др.) позволяют удалять из бурового раствора частицы шлама раз­мером более 150 мкм. Максимальная степень очистки при использовании глинистых растворов достигает 50 %. Это практически технологический предел вибросита при бурении глинистых отложений с промывкой их водными растворами. Применение гидроциклонного пескоотделителя позволяет увеличить степень очистки бурового раствора до 70 — 80 %; удаляются частицы шлама размером более 40 мкм. Для более глубокой очистки применяют батарею гидроциклонов диаме­тром не более 100 мм — илоотделителей. С помощью этих аппаратов удается очистить буровой раствор от частиц шлама размером до 25 мкм и повысить степень очистки до 90 % и более.

Стоит сказать, что по некоторым исследованиям, в реальности, используя при очистке только в/сита и пескоотделитель (отечественные), эффективность очистки составляет примерно 20-30,0%. Эффективность очистки илоотделителем составляет примерно 30,0%. Это связано с тем, что активные породы как на забое, так и при движении от забоя до поверхности в большом количестве (до 50-70%) диспергируются до частиц малого размера и механическими средствами очистки не удаляются.

Более глубокая очистка от шлама сопряжена с применени­ем очень сложных аппаратов — высокопроизводительных центрифуг.

Как видим, механическими средствами можно достичь очень глубокой очистки неутяжеленного бурового раствора. Для утяжеленного раствора степень очистки ограничивается необходимостью сохранения в растворе утяжелителя. Поэто­му механическими аппаратами из утяжеленного раствора практически могут быть извлечены частицы шлама размером лишь до 74 мкм (см. рис.). Частицы шлама размером от 5—10 до 75 — 90 мкм невозможно отделить от частиц барита, а так как потери барита недопустимы вследствие его высо­кой стоимости, дальнейшее улучшение степени очистки утя­желенного раствора обычно осуществляют переводом частиц шлама в более грубодисперсное состояние (например, путем применения флокулянтов селективного действия). При этом большое внимание уделяют регулированию содержания и со­става твердой фазы с помощью центрифуги или гидроцик­лонных глиноотделителей.

Существенное повышение степени очистки достигается с применением высокоэффективных избирательных флокулянтов мак­ромолекулы которых укрупняют мелкие частички шлама до более крупных блоков, которые потом удаляются из раствора механиче­скими средствами очистки.

Метод регулирования концентрации твердой фазы с использованием разбавления комбинированным реагентом является практически неотъемле­мой частью технологии обработки буровых растворов.

Состав и технологическая схема системы очистки в составе циркуляционной системы.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.