Во время бурения ствола скважины происходит интенсивное разрушение горной породы, которая в свою очередь загрязняет призабойную зону. Для промывки забоя и выноса шлама на поверхность применяют
С углублением ствола скважины происходит постоянное насыщение бурового раствора выбуренной породой, что в свою очередь ведет к ухудшению его физико-механических свойств, снижает выносную способность раствора.
Постоянное накопление шлама в растворе ведет к увеличению плотности и высокому содержанию твердой фазы. Абразивные частицы, находясь в растворе при циркуляции, ведут к разрушению оборудования. Высокое содержание твердой фазы уменьшает механическую скорость бурения, а высокая плотность приводит к интенсивным поглощениям бурового раствора, что может привести к аварии.
Процесс очистки бурового раствора заключается в удалении из него частиц выбуренной породы, ила и газа. Своевременная и высококачественная очистка буровых растворов значительно повышает долговечность многих узлов бурового оборудования и прежде всего насосов и гидравлических забойных двигателей. Качество очистки растворов во многом определяет эффективность процесса бурения скважины. Использование зашламованных растворов приводит к сальникообразованию в скважине и прихватам бурильной колонны, создает опасность обвалов стенок скважины и возникновения других осложнений.
При высоких требованиях к качеству буровых растворов очистные системы представляют собой довольно сложный комплекс оборудования. Буровые установки комплектуются одно-, двух- или трехступенчатыми устройствами очистки растворов. Д л я очистки бурового раствора от шлама используются вибрационные сита,, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители) , сепараторы и центрифуги. При необходимости дополнительно устанавливают газовые сепараторы и дегазаторы.
Для регулирования содержания твердой фазы и уменьшения плотности бурового раствора можно использовать
- разбавление раствора водой
- замещение части бурового раствора более легким
- осаждение частиц шлама в отстойниках
- очистка с помощью механических средств
На практике обычно используют комбинацию из нескольких способов. Наиболее эффективным является способ очистки буровых растворов с помощью механических средств. Он позволяет снизить влияние выбуренной породы на свойства раствора и как следствие сохранить его качество. Для этого применяют ряд механических средств, позволяющих сократить время взаимодействия и количество частиц в буровом растворе. Эти установки условно можно разделить по глубине очистки раствора от выбуренной породы, т.е. по размеру частиц удаляемых на конкретной установке.
Технология и техника строительства нефтяной эксплуатационной ...
... части. При разработке дипломного проекта был подробно рассмотрен вопрос: вскрытие продуктивных пластов в процессе бурения, буровые растворы для вскрытия продуктивного пласта и характеристика предлагаемого термостойкого бурового раствора. Объем дипломного проекта составляет ...
Средства грубой очистки представлены в основном механическими вибрационными установками (виброситами), способными удалять крупный шлам размером свыше 100 мкм. без особого нарушения скорости прокачки бурового раствора.
Средства тонкой очистки представлены более широким спектром механических средств: сито-гидроциклонные сепараторы, песко- и илоотделители, деканторные центрифуги и т.п.
Деление гидроциклонных сепараторов производится условно по диаметру внутренней цилиндрической части гидроциклона и по способности отделения частиц на пескоотделители и
Центрифуги делятся на прямоточные и противоточные (характер движения жидкости внутри барабана), по отношению диаметра барабана к его длине, по скорости вращения барабана (высокоскоростные и низкоскоростные).
Набор средств для очистки бурового раствора подбирается исходя из условий бурения скважин и поставленных задач. Порядок прохождения раствора по установкам определяет схему циркуляции раствора и ступенчатость системы.
При идеальной очистке бурового раствора из него должны быть удалены твердые частицы размером более 1 мкм. Вибросита лучших мировых образцов (ВС-1, В-21, двухсеточное одноярусное сито фирмы «Свако», двухъярусное вибросито фирмы «Бароид » и др.) позволяют удалять из бурового раствора частицы шлама размером боле е 150 мкм. Это практически технологический предел вибросит при очистке глинистых растворов.
Гидроциклонные пескоотделители позволяют очистить буровой раствор на 70—80 %, удаляя частицы шлам а размером более 40 мкм. Гидроциклонные илоотделители диаметром не более 100 мм повышают степень очистки растворов д о 90 % — С их помощью удаляются частицы шлама размером более 2 5 мкм. Для удаления мелкодисперсных частиц шлама размером боле е 10 мкм необходимо применение довольно сложных аппаратов — высоко производительных центрифуг, которые пока широко не применяются из-за технических трудностей и по экономически м соображениям.
Частицы шлама размером до 90 мкм пока не удается отделить от частиц барита. Вследствие недопустимости потерь барита более тонкая очистка буровых растворов считается нецелесообразной.
Принцип работы гидроциклона:
Под действием избыточного
В верхней внутренней части циклона, за счёт вращающейся струи создается разряжение (вакуум) 9, которое заполняется воздухом из атмосферы через шламовую насадку 8. Создающееся разряжение способствует своевременному отводу (отсосу) через сливную насадку 2 из циклона и далее в
Методы утилизации отработанных буровых растворов и шлама
... остатками бурового раствора. За счет адсорбции на поверхности частиц шлама химических реагентов, используемых для обработки буровых растворов, он проявляет ярко выраженные загрязняющие свойства. При бурении скважин задача очистки шламов от экологически опасных буровых отходов ...
Рис. 3.3.1. Гидроциклон
1-входная насадка; 2-сливная насадка; 3-улитка; 4-конус; 5-шламовая насадка; 6-«веер»; 7-шламовый нисходящий поток; 8-зона отсоса (разряжения).
Вибросито с линейными колебаниями — предназначено для очистки бурового раствора от шлама выбуренной породы, применяются как в циркуляционных системах буровых установок, так и для комплектации стационарных и мобильных циркуляционных систем при капремонте скважин и бурении вторых стволов в эксплуатационных скважинах.
Дегазатор бурового раствора предназначен для фазового разделения газожидкостной смеси и дегазации буровых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин. Дегазатор применяется в составе циркуляционных систем буровых установок всех классов.
Илоотделитель предназначен и используется для очистки бурового раствора от шлама, принцип его действия основан на разделении суспендированных частиц по массе под действием инерционных сил, возникающих в вихревом потоке гидроциклона. Для тонкой очистки бурового раствора используют гидроциклонные шламоотделители, первая ступень которых называется пескоотделителем, а вторая – илоотделителем. Илоотделитель предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером менее 0,8 мм при бурении нефтяных и газовых скважин.
Шламовый насос — центробежный насос, предназначенный для перекачки различных гидросмесей с большим содержанием песка, шлама либо бурового раствора. Температура смеси предназначенной для перекачки должна находиться в пределах от +5 до +60 градусов С° и с содержанием частиц пород до 25 мм. Насос комплектуется взрывозащищенным электродвигателем.
Центрифуга — предназначена для глубокой очистки утяжелённых и неутяжелённых буровых растворов, от выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин. При очистки утяжеленных буровых растворов применяется в режиме регенерации барита и удаления коллоидной фазы. Применяется в составе циркуляционных систем буровых установок. Система очистки включает центрифугу, питающий насос, раму, пульт управления, воронку загрузочную, лоток шламоотводный, кабельную и гидравлическую обвязку. Исполнение центрифуги основных деталей: коррозионно-стойкая, жаропрочная, нержавеющей сталь с повышенным содержанием хрома и никеля стандарт GB, коррозионно-кислотостойкая нержавеющая сталь.
Пескоотделитель грубой очистки предназначен для очистки бурового раствора от шлама. В очистке используется комплекс механических устройств: вибрационные сита, блоки параллельно соединенных гидроциклонов (пескоотделители и илоотделители), сепараторы (блок гидроциклонов в комбинации с виброситом), глиноотделители (гидроциклоны, работающие по обратному циклу, центрифуги).
Гидроциклонные установки используются в качестве дополнительных ступеней очистки бурового раствора от шлама. Принцип их действия основан на разделении суспендированных частиц по массе под действием инерционных сил, возникающих в вихревом потоке гидроциклона. Для тонкой очистки бурового раствора используют гидроциклонные шламоотделители, первая ступень которых называется пескоотделителем, а вторая – илоотделителем. Пескоотделитель грубой очистки предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером не более 1,5 мм при бурении нефтяных и газовых скважин.
Буровые растворы (3)
... буровом растворе жидкости токсичного газа, например сероводорода, поток из сепаратора по закрытому трубопроводу сразу подается на дегазатор для очистки от газа. Только после окончательной дегазации буровой раствор ... Это достигается подбором вида твердой фазы промывочной жидкости и введением ... ступени грубой очистке на вибросите 2 и собирается в емкости 10. Из емкости центробежным насосом 3 раствор ...
Газожидкостный сепаратор — аппарат, производящий разделение продукта на фракции, предназначен для фазового разделения газожидкостной смеси (газосодержащего бурового раствора) при ликвидации газо-нефтепроявлений и вызове притока в процессе строительства.
Газопереработка
Газопереработка — одна из самых молодых отраслей промышленности, наиболее быстрорастущая и перспективная. Газоперерабатывающие заводы поставляют для народного хозяйства страны высокоэкономичное моторное и бытовое топливо, гелий, элементарную серу, сжиженные газы в виде различных фракций или химически чистых индивидуальных углеводородов.
Газопереработка включает в себя технологические
В газопереработке используют главным образом изотермическое разделение смесей газ-жидкость, газ — твердое тело, где носителем (сплошной средой) является газ, а дисперсной средой — жидкость или твердая взвесь.
В газопереработке по мере усовершенствования техники и технологии все большее распространение получают низкотемпературные установки, предназначенные для глубокого извлечения пропана и этана из природного газа.
В газопереработке используют главным образом
В газопереработке находят применение аппараты, в которых используют процессы сепарации дисперсной фазы в разных комбинациях. По назначению сепарационную аппаратуру в нефтегазопереработке делят на путевые (трубные), входные и технологические газосепараторы, трехфазные разделители.
Дальнейшее развитие газопереработки связано с более глубокой переработкой газа и конденсата, расширением газохимических процессов и производства моторных топлив.
В практике газопереработки применяют многоступенчатые схемы НТК. В настоящем разделе рассматривается работа многоступенчатой схемы на примере трехступенчатой НТК с внешним пропановым холодильным циклом, в котором пропан испаряется на каждой ступени сепарации на разных изотермах. На первой ступени конденсации поступающий газ охлаждается до какой-то промежуточной температуры, более высокой чем температура следующей ступени конденсации, после чего образовавшаяся двухфазная смесь разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза поступает на II ступень низкотемпературной конденсации, где охлаждается до более низкой температуры, которая, однако, выше конечной. Затем образовавшиеся паровая и жидкая фазы снова разделяются. Паровая фаза идет на III ступень, где она охлаждается до заданной температуры и разделяется на паровую и жидкую фазы. Жидкую фазу с каждой ступени выводят и направляют в деэтанизатор.
В практике газопереработки применяют многоступенчатые схемы НТК с применением различных комбинаций холодильных циклов. В настоящем разделе рассматривается работа многоступенчатой схемы на примере трехступенчатой НТК с внешним пропановым холодильным циклом, в котором пропан испаряется на каждой ступени сепарации на разных изотермах. На первой ступени конденсации поступающий газ охлаждается до какой-то промежуточной температуры, более высокой, чем температура следующей ступени конденсации, после чего образовавшаяся двухфазная смесь разделяется на паровую и жидкую фазы. Паровая фаза поступает на II ступень низкотемпературной конденсации, где охлаждается до более низкой температуры, которая, однако, выше конечной. Затем образовавшиеся паровая и жидкая фазы снова разделяются. Паровая фаза идет на III ступень, где она охлаждается до заданной температуры и разделяется на паровую и жидкую фазы.
Испарение и конденсации в живой природе
... воздуха. Расширен диапазон изменяемых параметров (температура, физико-химические свойства веществ) при изучении испарения и конденсации в конвективном режиме. Практическая значимость. Полученные в работе результаты по кинетике испарения и конденсации могут быть использованы для создания ...
