Αρχή εργασίας των υδροκυκλώνων λάσπης

Οι υδροκυκλώνες διαχωρίζουν στερεά ανάλογα με τη μάζα, η οποία είναι συνάρτηση τόσο της πυκνότητας όσο και του μεγέθους των σωματιδίων. Ωστόσο, στα μη σταθμισμένα υγρά γεώτρησης, η πυκνότητα στερεών έχει ένα σχετικά στενό εύρος και το μέγεθος έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην καθίζησή τους. Οι φυγοκεντρικές δυνάμεις δρουν στα σωματίδια αιωρούμενων στερεών, έτσι αυτά με τη μεγαλύτερη μάζα (ή μεγαλύτερο μέγεθος) είναι τα πρώτα που κινούνται προς τα έξω προς το τοίχωμα του υδροκυκλώνα. Κατά συνέπεια, μεγάλα στερεά με μικρή ποσότητα υγρού θα συγκεντρωθούν στο τοίχωμα του κώνου, και μικρότερα σωματίδια και η πλειοψηφία του υγρού θα συγκεντρωθούν στο εσωτερικό τμήμα.

Τα σωματίδια μεγαλύτερου μεγέθους (υψηλότερης μάζας), όταν φτάσουν στην κωνική τομή, εκτίθενται στη μεγαλύτερη φυγοκεντρική δύναμη και παραμένουν στην κάτω σπειροειδή διαδρομή τους. Τα στερεά που γλιστρούν κάτω από το τοίχωμα του κώνου, μαζί με το δεσμευμένο υγρό, εξέρχονται μέσω του στομίου κορυφής. Αυτό δημιουργεί την υπορροή του υδροκυκλώνα.

Αρχή εργασίας των υδροκυκλώνων λάσπης

Μικρότερα σωματίδια συμπυκνώνονται στη μέση του κώνου με το μεγαλύτερο μέρος του υγρού διάτρησης. Καθώς ο κώνος στενεύει, η μειωμένη περιοχή διατομής περιορίζει την προς τα κάτω σπειροειδή διαδρομή των εσωτερικών στρωμάτων. Μια δεύτερη, ανοδική δίνη σχηματίζεται εντός του υδροκυκλώνα, και τα κεντρικά στρώματα ρευστού με μικρότερα σωματίδια στερεών στρέφονται προς την υπερχείλιση. Στο σημείο της μέγιστης διάτμησης, η τάση διάτμησης μέσα σε ένα αραιωτικό 4 ιντσών βρίσκεται στη σειρά και το μέγεθος των 1.000 αμοιβαίων δευτερολέπτων.

Η προς τα πάνω κινούμενη δίνη δημιουργεί μια ζώνη χαμηλής πίεσης στο κέντρο του υδροκυκλώνα. Σε έναν ισορροπημένο κώνο, ο αέρας θα εισέλθει στην κάτω κορυφή σε αντίστροφη ροή προς τα στερεά και το υγρό που εκκενώνεται από τον υδροκυκλώνα. Σε έναν μη ισορροπημένο κώνο, μια απόρριψη σχοινιού θα προκύψει από τον κώνο, με αποτέλεσμα την υπερβολική ποσότητα υγρού και ένα ευρύ φάσμα στερεών στην απόρριψη. Ένας μη ισορροπημένος κώνος είναι λίγο περισσότερο από ένα δοχείο καθίζησης, παρόμοιο σε λειτουργία με μια παγίδα άμμου.