Почему очиститель от осадка страдает от эрозии? Как это предотвратить? 

Очиститель ила — это устройство, используемое для удаления примесей, таких как грязь и песок, из грязи во время бурения нефтяных скважин и других операций. Причины эрозии и меры профилактики следующие:

Причины эрозии

Средние факторы:

Твердые частицы: грязь обычно содержит большое количество твердых частиц с более высокой твердостью, таких как обломки камней, песок и т. д. Когда очиститель для удаления шлама работает, эти частицы текут вместе с грязью на высокой скорости и непрерывно поражают внутренние компоненты очистителя (такие как внутренняя стенка циклона, внутренняя стенка трубы и т. д.), как бесчисленные крошечные «пульки», которые продолжают ударять. При длительном воздействии поверхностные материалы компонентов постепенно отпадают, вызывая эрозию и износ. Например, при добыче сланцевого газа основным компонентом грязи и песка является керамизит размером 30–100 меш, который имеет большое количество и высокую твердость и вызывает серьезную эрозию последующего оборудования, такого как очистители для удаления грязи.

Коррозионные вещества. Грязь может содержать различные коррозийные химические вещества, такие как кислоты и щелочи, соли и т. д. Эти коррозионные среды вступают в химическую реакцию с металлическими частями очистителя, ослабляя прочность материала, повышая вероятность повреждения поверхности деталей в результате жидкостной эрозии и ускоряя процесс эрозии.

Факторы эксплуатации оборудования:

Слишком высокая скорость потока: когда скорость потока грязи внутри очистителя для удаления шлама слишком высокая, воздействие жидкости на внутреннюю стенку оборудования увеличивается, а переносимые твердые частицы имеют более высокую кинетическую энергию, а воздействие на компоненты становится сильнее, тем самым усугубляя степень эрозии. Например, при некоторых буровых операциях для повышения эффективности очистки бурового раствора рабочий объем бурового насоса может быть увеличен, в результате чего скорость потока бурового раствора в очистителе для удаления шлама превышает нормальный диапазон, вызывая более серьезные проблемы эрозии.

Плохие условия потока: если внутри очистителя шлама возникают вихревые токи, турбулентность и другие условия плохого потока, очищающая сила жидкости на компонентах будет распределяться неравномерно, что приведет к большей эрозии на отдельных участках. Например, в местах колен трубопровода, на границах раздела компонентов и т. д. жидкость может легко отклоняться и возмущаться, образуя вихри. Эрозия в этих местах часто бывает более серьезной, чем на прямых участках трубы.

Конструкция оборудования и материальные факторы:

Необоснованная конструкция: если конструкция очистителя грязи необоснованна, например, форма внутреннего канала потока не способствует плавному потоку грязи, это приведет к чрезмерной эрозии и износу жидкости в определенных областях. Например, такие конструкции, как резкое изменение диаметра и повороты под острым углом в проточном канале, могут ухудшить состояние потока жидкости и увеличить вероятность эрозии.

Материал не устойчив к эрозии: если материал, из которого изготовлен очиститель шлама, имеет недостаточную твердость и износостойкость или плохую коррозионную стойкость, ему будет трудно противостоять воздействию твердых частиц в грязи и эрозии агрессивных сред, и легко произойдет эрозионное повреждение.

Меры по предотвращению эрозионных явлений

Улучшенный дизайн:

Оптимизация конструкции каналов потока: используйте CFD (вычислительную гидродинамику) и другие технологии для моделирования и анализа внутренних каналов потока очистителя шлама, оптимизации формы каналов потока, уменьшения образования нежелательных состояний потока, таких как вихри и турбулентность, обеспечения более плавного течения бурового раствора и уменьшения размывающей силы жидкости на компонентах. Например, используйте плавные переходные колена, разумный градиент диаметра трубы и т. д.

Разумное расположение компонентов: Разумно расположите различные компоненты внутри очистителя шлама, чтобы избежать ненужных препятствий и точек удара на пути потока жидкости и уменьшить возникновение местной эрозии.

Контролируйте условия эксплуатации:

Контролируйте скорость потока: в соответствии с конструктивными параметрами очистителя для удаления шлама и характеристиками грязи разумно контролируйте объем бурового насоса, контролируйте скорость потока грязи внутри очистителя в соответствующем диапазоне и уменьшайте кинетическую энергию удара твердых частиц.

Стабильная работа: поддерживайте стабильную работу оборудования, избегайте частых запусков и остановок, а также колебаний рабочих условий, чтобы уменьшить дополнительную эрозию оборудования из-за изменений скорости потока и других факторов.

Правильный выбор материала:

Выбирайте износостойкие материалы: для изготовления ключевых компонентов очистителя от шлама используйте материалы с высокой твердостью и хорошей износостойкостью, такие как износостойкие сплавы, керамика и другие материалы. Например, 2Cr13 обладает хорошей эрозионной стойкостью в закаленном и отпущенном состоянии.

Учитывайте коррозионную стойкость: в ситуациях, когда буровой раствор содержит агрессивные среды, следует выбирать материалы с хорошей коррозионной стойкостью или выполнять поверхностную антикоррозионную обработку материалов, такую ​​как хромирование, напыление антикоррозионных покрытий и т. д., чтобы улучшить способность материала противостоять синергетическому воздействию химической коррозии и эрозии.

Защита поверхности:

Защита покрытия: Термическое напыление и другие процессы используются для приготовления устойчивых к эрозии покрытий на поверхности внутренних частей очистителя от шлама, таких как покрытие WC-10Co-4Cr. Его эрозионная стойкость лучше, чем у обычных подложек из нержавеющей стали, и он может эффективно снизить эрозию и износ компонентов.

Защита футеровки: Установите износостойкие футеровки в частях оборудования, подверженных эрозии, например, резиновые футеровки, полиуретановые футеровки и т. д. Эти футеровочные материалы обладают хорошей износостойкостью и эластичностью, способны поглощать энергию удара твердых частиц и защищать корпус оборудования.

Регулярное обслуживание и мониторинг:

Регулярный осмотр: регулярно проводите комплексную проверку очистителя шлама, уделяя особое внимание проверке износа компонентов, например, измерению толщины стенки циклона, проверке степени износа внутренней стенки трубы и т. д. Если обнаружено, что детали изношены сверх установленных пределов, их следует своевременно заменить или отремонтировать.

Онлайн-мониторинг: используйте технологии онлайн-мониторинга, такие как использование ультразвуковых толщиномеров, тензодатчиков и другого оборудования для мониторинга изменений толщины стенок, напряженного состояния и других параметров в ключевых частях оборудования в режиме реального времени, чтобы можно было своевременно обнаружить ранние признаки проблем эрозии и принять соответствующие меры для их устранения.