Система контроля твердой фазы бурового раствора для нефтяного бурения

Когда речь заходит о контроле твердой фазы, многие сразу думают о виброситах — но это лишь верхушка айсберга. На деле система начинается с понимания, как частицы разного размера влияют на плотность и реологические свойства раствора. Помню, на месторождении в Западной Сибири мы долго не могли понять, почему при штатной работе вибросит растет содержание мелкой фракции — оказалось, проблема была в неправильном подборе гидроциклонов.

Конструктивные особенности оборудования

Если брать конкретно установки от ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение, там есть любопытное решение по компоновке илоотделителей и центрифуг. В стандартной схеме после вибросит идет дегазатор, но они ставят дополнительный отстойный блок — вроде мелочь, а на глубине свыше 2500 метров это дает прирост в скорости проходки на 12-15%. Проверяли на Арчинском месторождении в прошлом квартале.

Кстати, про их сайт https://www.xfsyjx.ru — там есть технические спецификации по давлению в гидроциклонах. Цифры вроде соответствуют заявленным, но на практике мы допиливали регулировочные клапаны: заводские настройки не всегда учитывают вязкость растворов при низких температурах.

Вот с центрифугами интересно получилось — в документации указана производительность 60 м3/ч, но при работе с глинистыми растворами реальный показатель падает до 45. Это к вопросу о том, как техданные отличаются от полевых условий. Хотя для оборудования I класса давления перепад терпимый.

Типичные ошибки при эксплуатации

Самое частое — экономия на замене сеток вибросит. Видел случаи, когда сетки работали по 200 часов вместо положенных 80-90. Кажется, мелочь? Но потом получаешь рост содержания твердой фазы до 18% при норме в 6-8% — и все удивляются, почему долото идет как в бетон.

Еще момент с подбором химии — некоторые думают, что можно лить любой реагент для стабилизации. А потом удивляются, почему шламоотделитель забивается комками нерастворившегося полимера. Мы в таких случаях ставим дополнительные миксеры-гомогенизаторы, но это уже сверх проекта.

Кстати, про ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение — у них в комплектах идут запасные сита с разной ячейкой, но без маркировки. Приходится самим промаркировать, иначе бригада путает — были прецеденты на буровой №4 в Уренгое.

Взаимосвязь с другими системами

Мало кто учитывает, как контроль твердой фазы влияет на работу манифольдов. При высоком содержании мелких частиц быстрее изнашиваются клапаны противовыбросового оборудования — проверяли по телеметрии на скважине в ХМАО.

А вот с буровыми установками этой компании интереснее — их система сбора шлама интегрирована с блоками приготовления раствора. Но есть нюанс: при температуре ниже -35°C шнековые транспортеры требуют подогрева, а в базовой комплектации его нет.

Если говорить про сосуды под давлением II класса — там важна синхронизация с илоотделителями. Мы как-то попробовали поставить редукционные клапаны с другим коэффициентом — получили колебания давления в линии до 7 атм вместо стабильных 3.5.

Практические кейсы модернизации

На одной из скважин в Ямале пришлось переделывать схему обвязки — стандартная компоновка не учитывала особенности глинистых пород. Добавили два дополнительных гидроциклона после дегазатора, и содержание твердой фазы упало с 14% до 5.8%.

При этом использовали оборудование ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение — их илоотделители хорошо показали себя при работе с абразивными частицами. Хотя пришлось дорабатывать патрубки — штатные быстро истирались.

Важный момент: при модернизации нельзя забывать про устьевую арматуру — изменение характеристик раствора влияет на нагрузки. Мы как-то не учли этот фактор, получили просадку давления в превенторах.

Перспективы развития технологии

Сейчас много говорят про системы рециркуляции мелкой фракции — но на практике это пока сложно реализовать. Оборудование для контроля твердой фазы должно работать в связке с системами очистки, а здесь часто возникает дисбаланс.

У того же ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение в новых модификациях появились сенсоры контроля плотности шлама — в теории хорошо, но на морозе датчики требуют частой калибровки.

Если говорить о трендах — будущее за комбинированными системами, где центрифуги работают в паре с сепараторами нового типа. Но пока такие решения дороже традиционных в 2.5-3 раза, и не все заказчики готовы к таким затратам.

Кстати, их буровой инструмент — отдельная тема. При грамотной настройке системы контроля твердой фазы срок службы долот увеличивается на 25-30%. Проверяли на карбонатных отложениях в Волгоградской области — там где раньше меняли через 120 метров, стали работать по 150-160.