Система очистки бурового раствора от твердых частиц: процесс и применение 

Система очистки бурового раствора от твердых частиц — ключевая система, используемая для очистки бурового раствора при бурении нефтяных скважин. Её процесс и применение описаны ниже:

Процесс

Обработка на вибросите: буровой раствор, возвращающийся со дна скважины и содержащий примеси, такие как шлам, сначала поступает на вибросито в системе очистки бурового раствора от твердых частиц. Вибросито использует высокочастотные вибрации для отделения более крупных частиц (обычно размером более 74 микрон, или 200 меш), таких как шлам, от бурового раствора. Крупные частицы (шлам и т. д.) выгружаются из системы, а предварительно просеянный буровой раствор поступает в резервуар для бурового раствора, расположенный ниже.

Обработка на пескоотделителе: после очистки на вибросите буровой раствор перекачивается в пескоотделитель. Пескоотделитель в основном состоит из нескольких циклонов. Под действием центробежной силы песок и другие твердые частицы шлама, имеющие относительно большой размер (примерно 44–74 микрона), отбрасываются к внутренним стенкам циклона. Они опускаются вниз вдоль внутренних стенок и выгружаются через сливное отверстие циклона. Очищенный от песка шлам затем вытекает через сливное отверстие циклона для дальнейшей обработки.

Очистка илоотделителя: очищенный от песка шлам поступает в илоотделитель. Илоотделитель работает по тому же принципу, что и пескоотделитель, используя эффект центробежного разделения циклона. Однако размер илоотделителя меньше, что обеспечивает более высокую точность разделения и позволяет отделять даже более мелкие (примерно 10–44 микрона) частицы шлама и другие твердые примеси. Выпускное отверстие илоотделителя выводит отделенный шлам и другие примеси, а шлам, вытекающий через сливное отверстие, проходит дополнительную очистку.

Обработка на центрифуге: После удаления песка и ила буровой раствор может содержать мелкие твердые частицы и некоторые полезные материалы, такие как утяжелители (например, барит). На этом этапе буровой раствор поступает в центрифугу для обработки. Высокоскоростное вращение центрифуги создает мощную центробежную силу, отделяющую более мелкие твердые частицы (менее 10 микрон) от бурового раствора. Центрифуга также извлекает часть утяжелителей, эффективно используя ресурсы. Твердые примеси, отделенные центрифугой, выгружаются через отверстие для выпуска шлака, а очищенный буровой раствор возвращается в резервуар для бурового раствора для повторного использования в процессе бурения.

Циркуляция и смешивание в резервуаре для бурового раствора: В рамках всей системы контроля твердой фазы резервуар для бурового раствора служит для хранения, буферизации и смешивания бурового раствора. Буровой раствор с разных этапов обработки смешивается в резервуаре для бурового раствора. Кроме того, в резервуар для бурового раствора добавляются различные химические реагенты для обработки (например, понизители водоотдачи и смазочные материалы) в зависимости от потребностей бурения. Свойства бурового раствора (такие как плотность, вязкость и водоотдача) корректируются в соответствии с требованиями различных пластов и методов бурения. Затем смешанный буровой раствор закачивается на забой скважины буровым насосом для следующего цикла бурения. Ключевые моменты использования

Монтаж и наладка оборудования:

Рациональная компоновка: Оборудование системы контроля твердой фазы бурового раствора должно быть стратегически расположено с учетом фактических требований к пространству и технологическим процессам на буровой площадке для обеспечения равномерного потока бурового раствора. Трубопроводы, соединяющие оборудование, должны быть максимально короткими и с меньшим количеством ненужных колен для минимизации сопротивления и потерь энергии.

Надежная установка: Все оборудование должно быть надежно закреплено, чтобы предотвратить смещение или ослабление крепления из-за вибрации и других факторов во время работы. В частности, оборудование с высоким уровнем вибрации, такое как вибрационные грохоты, должно быть оснащено виброгасителями для предотвращения воздействия на другое оборудование и персонал. Ввод в эксплуатацию и эксплуатация: После установки системы необходимо провести комплексную пусконаладку и эксплуатацию для проверки рабочего состояния всего оборудования, включая соответствие частоты и амплитуды вибрации вибросита установленным требованиям, соответствие расхода и давления бурового насоса нормам, а также исправность циклона. Также необходимо проверить все соединения на герметичность для обеспечения нормальной и стабильной работы системы.

Эксплуатация и управление:

Строгое соблюдение правил эксплуатации: Операторы должны пройти профессиональную подготовку и быть знакомы с правилами эксплуатации и мерами предосторожности при работе со всем оборудованием системы контроля содержания твердых частиц в буровом растворе. Они должны строго соблюдать правила эксплуатации при запуске и остановке оборудования, настройке параметров и других операциях. Например, перед запуском бурового насоса убедитесь, что впускной клапан насоса открыт и в насосе достаточно бурового раствора, чтобы избежать сухого хода и повреждения. Мониторинг параметров в режиме реального времени: Во время работы системы контролируйте различные параметры бурового раствора (такие как плотность, вязкость и содержание песка), а также рабочие параметры каждого устройства (такие как эффективность просеивания вибросита, объем нижнего и верхнего продукта пескоотделителя и илоотделителя, а также скорость центрифуги). На основании результатов мониторинга оперативно корректируйте рабочее состояние оборудования или метод очистки бурового раствора, чтобы обеспечить соответствие эффективности и производительности очистки бурового раствора требованиям бурения.

Регулярная очистка и техническое обслуживание: Регулярно очищайте вибросито для предотвращения засорения, влияющего на эффективность просеивания; осматривайте циклоны пескоотделителя и илоотделителя для удаления любых возможных засоров; проверяйте износ уязвимых компонентов, таких как уплотнения и рабочие колеса бурового насоса, и своевременно заменяйте или ремонтируйте их; регулярно проверяйте и обслуживайте компоненты, такие как барабан центрифуги и винтовой конвейер, для обеспечения надлежащей работы. Контроль свойств бурового раствора:

Регулировка по требованию: Свойства бурового раствора точно корректируются в зависимости от различных условий бурения и требований процесса бурения. Например, при бурении пластов, склонных к обрушению, необходимо увеличить вязкость и сдвиговое усилие бурового раствора для улучшения его устойчивости к стенке скважины. При бурении нефтегазовых пластов с высоким давлением плотность бурового раствора необходимо соответствующим образом увеличить для компенсации пластового давления и предотвращения аварий, таких как выбросы.

Своевременное пополнение реагентов: В процессе циркуляции бурового раствора расходуются реагенты для обработки, и свойства бурового раствора изменяются, что требует своевременного пополнения соответствующих реагентов для поддержания стабильных свойств бурового раствора. При этом необходимо тщательно продумать порядок и способ добавления реагентов, чтобы избежать негативных реакций между ними, которые могут повлиять на эффективность обработки бурового раствора.

Меры безопасности и охраны окружающей среды:

Меры безопасности: На месте эксплуатации системы контроля твердой фазы бурового раствора должны быть установлены четкие предупреждающие знаки, а операторы должны носить необходимые средства защиты, такие как каски, защитные очки и перчатки. Кроме того, необходимо регулярно проверять и обслуживать электрическую систему и защитные устройства оборудования для предотвращения несчастных случаев, таких как утечка тока и механические травмы. Экологически безопасная переработка: Твёрдые отходы, такие как буровой шлам, отделенные системой очистки от твёрдой фазы, должны обрабатываться надлежащим образом в соответствии с требованиями по охране окружающей среды, такими как отверждение, захоронение на полигонах или утилизация ресурсов, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Кроме того, для предотвращения утечек бурового раствора необходимо установить сооружения для сбора и очистки в зонах, где вероятны утечки, чтобы обеспечить соблюдение экологических норм при бурении.