Αρχές ελέγχου στερεών

Σε σχέση με τη χρήση υγρών γεώτρησης στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, η χρήση υγρών γεώτρησης στη βιομηχανία οριζόντιας κατευθυνόμενης γεώτρησης (HDD) είναι νέα. Ακόμα και σήμερα, η ποσότητα της έρευνας και ανάπτυξης που στοχεύει σε υγρά γεώτρησης HDD θεωρείται σφάλμα στρογγυλοποίησης στο ολιγοπώλιο των κατασκευαστών υγρών γεώτρησης. Ωστόσο, οι τάσεις δείχνουν έντονα ότι το μέλλον της γεώτρησης σκληρού δίσκου θα ακολουθήσει μια παρόμοια εξέλιξη με την παραδοσιακή βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Αρχές ελέγχου στερεών

Συνδυάστε την εξέλιξη των υγρών γεώτρησης με το αυξανόμενο κόστος της διαχείρισης και διάθεσης αποβλήτων, η οικονομική πρακτικότητα της χρήσης υγρών γεώτρησης, εξαρτάται πλήρως από την ικανότητα ανάκτησης και ανακύκλωσης. Αν και το κόστος του βαρύτη και του μπεντονίτη συνεχίζει να εμπορεύεται, τα πρόσθετα συνεχίζουν να γίνονται όλο και πιο ακριβά. Προσθέστε το αυξανόμενο κόστος εξειδικευμένου προσωπικού, οι χειριστές εξοπλισμού HDD διαθέτουν μια κρίσιμη πρόκληση: να κερδίζετε κέρδη, όταν το κόστος της επιχείρησης αυξάνεται.

Αντιμετωπίζοντας τα οικονομικά των υγρών γεώτρησης, οι χειριστές εξοπλισμού HDD πρέπει να κατανοήσουν σαφώς τους βασικούς λειτουργικούς παράγοντες πίσω από τις διαθέσιμες διαδικασίες ανακύκλωσης. Τα ακόλουθα παρέχουν μια πρακτική κατανόηση των βασικών αρχών πίσω από τον έλεγχο στερεών HDD και τη διαχείριση υγρών γεώτρησης. Με αυτό είπε, η ακόλουθη συζήτηση δεν πρέπει να θεωρηθεί εξαντλητική. Τελικά, θα πρέπει να συμβουλευτείτε τον κατασκευαστή του υγρού γεώτρησης και τον εξοπλισμό στερεού ελέγχου και διαχείρισης αποβλήτων

Σύστημα ελέγχου στερεών 

Κατά την ανάπτυξη ενός «συστήματος ελέγχου στερεών», υπάρχουν πολλοί βασικοί παράγοντες υδραυλικής σχεδίασης που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αυτοί οι παράγοντες παρέχουν απλώς ένα «υδραυλικά ισορροπημένο» σύστημα ελέγχου στερεών, ωστόσο, οι αγοραστές συστημάτων ελέγχου στερεών δεν πρέπει να παραβλέπουν την ανθεκτικότητα, την αξιοπιστία και την απόδοση της επένδυσης που προσφέρουν τα χαρακτηριστικά και τα οφέλη.

Ένα τυπικό σύστημα ελέγχου στερεών HDD θα χρησιμοποιεί συνδυασμό τεχνολογίας αναδευτήρα, υδροκυκλώνα, ανάμιξης, αντλίας και διαμερισμένης δεξαμενής. Ο αναδευτήρας είναι ζωτικής σημασίας για το σύστημα ελέγχου στερεών και θεωρείται η πρώτη γραμμή άμυνας. Βρίσκεται κατευθείαν προς τα κάτω από τον αναδευτήρα πιθανότατα θα είναι ένα συγκρότημα υδροκυκλώνων που θα χρησιμοποιεί αποξηραντές, αποξηραντές ή αμφότερα. Αν και εξακολουθούν να θεωρούνται σπάνια, τα συστήματα ελέγχου στερεών με δυνατότητα φυγοκέντρησης γίνονται πιο δημοφιλή. Προσθέτοντας μια φυγόκεντρο, το σύστημα ελέγχου στερεών θα επιτύχει το υψηλότερο επίπεδο κοπής που διατίθεται σήμερα στην αγορά.

Δονητές

Η πρώτη γραμμή άμυνας για ένα σωστά σχεδιασμένο σύστημα ελέγχου στερεών είναι ο αναδευτήρας. Οι αναδευτήρες αφαιρούν στερεά από το υγρό διάτρησης καθώς η λάσπη περνά πάνω από την επιφάνεια μιας δονούμενης οθόνης. Τα σωματίδια μικρότερα από τα ανοίγματα της οθόνης περνούν μέσα από τις οπές της οθόνης μαζί με την υγρή φάση της λάσπης. Τα σωματίδια που είναι πολύ μεγάλα για να περάσουν μέσα από το κόσκινο διαχωρίζονται έτσι από τη λάσπη για απόρριψη. Χωρίς σωστή διαλογή του υγρού γεώτρησης κατά τη διάρκεια αυτού του αρχικού σταδίου αφαίρεσης, ο κατάντη εξοπλισμός θα αντιμετωπίσει μειωμένη απόδοση και αποτελεσματικότητα. Οι κατάντι υδροκυκλώνες ή / και οι φυγοκεντρικοί φυγοκεντρητές (εάν χρησιμοποιούνται) απλώς θα υπερφορτωθούν πέρα από την ικανότητα σχεδιασμού τους.

Υπάρχουν διάφοροι εμπορικοί ισχυρισμοί που δείχνουν ότι οι δονητές μπορούν να επιτύχουν σταθερές περικοπές μικρότερες από 74 μικρά, ωστόσο, όταν πρόκειται για την πρακτική εγκατάσταση και χρήση συστημάτων ελέγχου στερεών (δηλαδή σε σχέση με τους ρυθμούς ροής, το ιξώδες υγρού γεώτρησης, την κατάσταση της οθόνης, τον όγκο των στερεών που διαχειρίζονται, κ.λπ.) οι χειριστές πρέπει να θεωρούν συντηρητικά 100 μικρά ως όριο απόδοσης.

Οθόνες Shaker

Βασικά, μια οθόνη λειτουργεί ως μετρητής "go / no-go": Είτε ένα σωματίδιο είναι αρκετά μικρό για να περάσει μέσα από την οθόνη ή όχι. Οι επιφάνειες διαλογής που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό ελέγχου στερεών είναι γενικά κατασκευασμένες από υφασμάτινο πανί πολλαπλών στρωμάτων και αποτελούν την «καρδιά και ψυχή» του δονητή. Βασικά, η ποιότητα ενός δονητή καθορίζεται από την ποιότητα των οθονών που χρησιμοποιεί. Κατά την επιλογή ενός συστήματος ελέγχου στερεών, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη η ποιότητα της κατασκευής οθόνης και το επίπεδο εμπειρίας από τις οθόνες κατασκευής.

Εάν το σύστημα έχει ρυθμιστεί κατάλληλα με σύστημα απολέπισης και σύστημα λεπτής οθόνης, οι οθόνες καθαρισμού πρέπει να έχουν μέγεθος αρκετά χονδροειδές ώστε να διασφαλίζεται ότι το υγρό γεώτρησης δεν ξεκολλά τον αναδευτήρα (δηλ. Απώλειες ολόκληρης λάσπης). Αυτό συμβαίνει όταν η οθόνη καθαρισμού είναι πολύ λεπτή για να επιτρέψει στο υγρό διάτρησης να περάσει στη βρώμικη δεξαμενή του συστήματος ελέγχου στερεών. Οι τυπικές διαμορφώσεις οθόνης κλιμάκωσης για εφαρμογές HDD κυμαίνονται από 50 mesh (API 50) έως 120 mesh (API 100). Οι τυπικές διαμορφώσεις λεπτής οθόνης κυμαίνονται από 160 (API 120) έως 200 mesh (API 170). Η ταξινόμηση API 13C κερδίζει έλξη στη βιομηχανία HDD καθώς περισσότεροι εργολάβοι επικεντρώνονται στο σημείο κοπής μικρών που προσπαθούν να επιτύχουν στο ρευστό τους.

Σε σχέση με τη χρήση των οθονών ανακίνησης, είναι το μέγεθος των ανοιγμάτων της οθόνης, όχι ο αριθμός των ματιών που καθορίζει το μέγεθος των σωματιδίων που διαχωρίζονται από την οθόνη. Εξαιτίας αυτού του γεγονότος, οι χρήστες του συστήματος HDD πρέπει να συγκρίνουν και να καθορίσουν οθόνες με βάση την ονομασία τους API 13C.

Υδροκυκλώνες

Οι υδροκυκλώνες είναι απλές μηχανικές συσκευές, χωρίς κινούμενα μέρη, σχεδιασμένες να επιταχύνουν τη διαδικασία καθίζησης. Η πίεση τροφοδοσίας μετατρέπεται σε φυγοκεντρική δύναμη μέσα στον κώνο για την επιτάχυνση της καθίζησης σωματιδίων σύμφωνα με τον νόμο της Stoke. Στην ουσία, ένας κυκλώνας είναι ένα μικροσκοπικό λάκκο καθίζησης που κράμα ταχείας καθίζησης στερεών υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Οι υδροκυκλώνες έχουν γίνει σημαντικοί στα στερεά συστήματα ελέγχου λόγω της ικανότητάς τους να απομακρύνουν αποτελεσματικά σωματίδια μικρότερα από τα καλύτερα πλέγματα. Υπάρχουν διάφοροι βιομηχανικοί ισχυρισμοί που υποδεικνύουν ότι οι υδροκυκλώνες μπορούν να επιτύχουν στερεές περικοπές κάτω των 25 μικρών, ωστόσο όταν πρόκειται για την πρακτική εγκατάσταση και χρήση συστημάτων ελέγχου στερεών (δηλαδή σε σχέση με τη φθορά της αντλίας αντλίας, το ιξώδες υγρού γεώτρησης, την εσωτερική φθορά του υδροκυκλώνα, κ.λπ.) οι χειριστές πρέπει να θεωρούν συντηρητικά 30 μικρά ως όριο απόδοσης.

Η λάσπη γεώτρησης εισέρχεται στον κυκλώνα υπό πίεση από μια φυγοκεντρική αντλία τροφοδοσίας. Η ταχύτητα της λάσπης αναγκάζει τα σωματίδια να περιστρέφονται γρήγορα μέσα στον κύριο θάλαμο του κώνου (δηλαδή σαν ανεμοστρόβιλος σε ένα μπουκάλι). Ελαφριά, λεπτά στερεά και η υγρή φάση της σπείρας λάσπης προς τα μέσα και προς τα πάνω για εκκένωση μέσω της εξόδου υγρού. Τα βαριά, χονδροειδή στερεά τείνουν να περιστρέφονται προς τα έξω και προς τα κάτω για εκκένωση μέσω της εξόδου στερεών ή υπό ροή.

Φυγοκεντρητές

Όπως οι υδροκυκλώνες, οι φυγοκεντρικές συσκευές είναι σχεδιασμένες για να επιταχύνουν τη διαδικασία καθίζησης. Η ταχύτητα περιστροφής μετατρέπεται σε φυγοκεντρική δύναμη μέσα στο περιστρεφόμενο συγκρότημα για να επιταχύνει την καθίζηση σωματιδίων σύμφωνα με τον νόμο της Stoke. Στην ουσία, ένας φυγοκεντρητής είναι ένα μικροσκοπικό λάκκο καθίζησης που κράμα πολύ γρήγορης καθίζησης στερεών υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Αν και πολύ πιο περίπλοκο από έναν υδροκυκλώνα, οι φυγόκεντροι έχουν το πλεονέκτημα να επιτυγχάνουν εξαιρετικά λεπτά σημεία κοπής.

Τα φυγοκεντρικά μπορούν να βελτιώσουν το σημείο κοπής κατά έναν παράγοντα 6Χ σε σύγκριση με ένα πρωτότυπο σύστημα αναδευτήρα / υδροκυκλώνα και μπορούν να αυξήσουν δραματικά τη διάρκεια ζωής του υγρού γεώτρησης. Η KEMTRON έχει βιώσει εφαρμογές στις οποίες η διάρκεια ζωής του υγρού γεώτρησης αυξήθηκε κατά ένα συντελεστή 10 κατά τη χρήση φυγοκεντρητών σε συνεργασία με τον τυπικό εξοπλισμό ελέγχου στερεών (Η συνολική βελτίωση στη διάρκεια ζωής του υγρού γεώτρησης εξαρτάται από την κατανομή μεγέθους σωματιδίων των στερεών που παράγονται και τον κύκλο ζωής της αποικοδόμησης των στερεών εντός του υγρού γεώτρησης).

Σύνοψη του αποτελεσματικού συστήματος ελέγχου στερεών

Για να επιτευχθεί αποτελεσματικός έλεγχος στερεών, υπάρχουν πολλά βήματα που πρέπει να ληφθούν. Για να ξεκινήσετε, αποκτήστε ένα αποτελεσματικό, αξιόπιστο και ανθεκτικό σύστημα ελέγχου στερεών. Βεβαιωθείτε ότι το σύστημα ελέγχου στερεών που αποκτήθηκε είναι: υδραυλικά ισορροπημένο είναι ικανό να κάνει τόσο το τριχωτό της κεφαλής όσο και μια λεπτή κοπή. και έχει επαρκή ικανότητα ανάμιξης και επανακυκλοφορίας υγρών γεώτρησης. Μην παρακάμπτετε τον αναδευτήρα σχιστόλιθου ή άλλο στερεό εξοπλισμό ελέγχου κατά τη διάτρηση. Χρησιμοποιήστε τη μικρότερη δυνατή οθόνη στο σχιστόλιθο. Αυτό θα αλλάξει από σχηματισμό σε σχηματισμό και θα απαιτήσει από τους χειριστές να διατηρούν μια ποικιλία οθονών στο χέρι. Διατηρείτε πάντοτε επαρκή κατάλογο των συνιστώμενων ανταλλακτικών και οθονών. Τέλος, ένα καλό σύστημα ελέγχου στερεών είναι αποτελεσματικό μόνο όταν πιστοποιείτε και ορίζετε το προσωπικό της εξέδρας να είναι υπεύθυνο για τη λειτουργία και τη συντήρηση του εξοπλισμού. Χρησιμοποιώντας κάθε ένα από αυτά τα βήματα, οι χειριστές μπορούν να επιτύχουν βελτιωμένη απόδοση εξέδρας, βελτιωμένους ρυθμούς διείσδυσης, μείωση του κόστους διάθεσης αποβλήτων και μείωση του κόστους λάσπης.