Оборудование для очистки бурового раствора

метки: Раствор, Буров, Система, Очистка, Скачать, Скважина, Бурение, Вибросито

Во время бурения ствола скважины происходит интенсивное разрушение горной породы, которая в свою очередь загрязняет призабойную зону. Для промывки забоя и выноса шлама на поверхность применяют промывочные жидкости способные удерживать кусочки породы во взвешенном состоянии.

С углублением ствола скважины происходит постоянное насыщение бурового раствора выбуренной породой, что в свою очередь ведет к ухудшению его физико-механических свойств, снижает выносную способность раствора.

Постоянное накопление шлама в растворе ведет к увеличению плотности и высокому содержанию твердой фазы. Абразивные частицы, находясь в растворе при циркуляции, ведут к разрушению оборудования. Высокое содержание твердой фазы уменьшает механическую скорость бурения, а высокая плотность приводит к интенсивным поглощениям бурового раствора, что может привести к аварии.

Для регулирования содержания твердой фазы и уменьшения плотности бурового раствора можно использовать следующие способы:

• разбавление раствора водой
• замещение части бурового раствора более легким
• осаждение частиц шлама в отстойниках
• очистка с помощью механических средств

Наиболее эффективным является способ очистки буровых растворов с помощью оборудований для очистки буровых растворов. Очистка позволяет снизить влияние выбуренной породы на свойства раствора и как следствие сохранить его качество. Для этого применяют ряд механических средств, позволяющих сократить время взаимодействия и количество частиц в буровом растворе. Эти установки условно можно разделить по глубине очистки раствора от выбуренной породы, т.е. по размеру частиц удаляемых на конкретной установке.

Набор средств для очистки бурового раствора подбирается исходя из условий бурения скважин и поставленных задач. Порядок прохождения раствора по установкам определяет схему циркуляции раствора и ступенчатость системы (3-х ступенчатая система очистки бурового раствора, 4-х ступенчатая система очистки бурового раствора).

1. Оборудование для очистки бурового раствора

Очистка промывочной жидкости осуществляется как за счет естественного выпадания частиц породы в желобах и емкостях, так и принудительно в механических устройствах виброситах, гидроциклонах и центрифугах. В современной технологии бурения скважин предъявляют особые требования к буровым растворам, согласно которым оборудование по очистке раствора должно обеспечивать качественную чистку раствора от твёрдой фазы, смешивать и охлаждать его, а также удалять из раствора газ, поступивший в него из газонасыщенных пластов во время бурения. В связи с этими требованиями современные буровые установки комплектуются циркуляционными системами с определённым набором унифицированных механизмов — емкостей, устройств по очистке и приготовления буровых растворов. Для очистки буровых растворов от породы в циркуляционных системах применяют вибросита (вибрационные сита), гидроциклонные шламоотделители и илоотделители, центрифуги.

Очистка сточных вод на предприятиях нефтегазового комплекса

... бурении порода крошится сильными ударами бурового инструмента, а измельченные частицы вытягиваются из скважины водным раствором. При вращательном бурении обломки породы поднимаются на ... вертлюг). Оборудование для очистки бурового раствора от выбуренной породы (вибросита, пескоотделители, илоотделители, центрифуги). Оборудование для приготовления бурового раствора (гидроворонки, гидромешалки, шламовые ...

Средства грубой очистки бурового раствора

Средства грубой очистки представлены в основном механическими вибрационными установками (виброситами), способными удалять крупный шлам размером свыше 100 мкм. без особого нарушения скорости прокачки бурового раствора.

В виброситах шлам от бурового раствора отделяется с помощью просеивающего устройства. Применяются одноярусные сдвоенные вибросита СВ-2, СВ-2Б, ЛВС-1 и одноярусные двухсеточные вибросита ВС-1. По принципу действия все вибросита аналогичны.

На рисунке изображено схематическое изображение вибросита. Его основные элементы следующие: поддон для сбора очищенного раствора 7, приёмник с распределителем потока 2, вибрирующая рама 5 с сеткой 4, вибратор 3, амортизаторы 6.

Вибросито СВ-2

Кардинальных различий среди вибросит нет. Так, вибросито СВ-2 состоит из сварной станины 1 с приёмной ёмкостью, на которой установлены распределительный желоб 2, два электродвигателя 3 для привода вибрирующей рамы 5 и амортизаторы 6. Каждая из двух вибрирующих рам опирается на четыре резиновых амортизатора, имеет вибратор с эксцентриком вала, который приводится в движение от электродвигателя клиноременной передачей, закрытой ограждением 4. Между барабанами 7 натягивается рабочая сетка. Сетки наклонены горизонталью под углом 12-18 градусов.

В ВС-1 на вибрирующей раме закреплена сменная кассета с сетками. Вибрирующая рама опирается на четыре амортизатора из витых цилиндрических пружин, прикреплённых к станине сита.

Рама состоит из основания, двух боковин, скреплённых между собой болтами. Боковины дополнительно скрепляются распоркой, рамой привода, корпусом вибратора. В корпусе вибратора установлен вал с дисбалансами, обеспечивающими необходимую амплитуду колебания. На раме привода расположен электродвигатель, соединённый с вибратором клиноременной передачей. На противоположной стороне рамы привода установлены грузы, уравновешивающие привод.

Вибросита при монтаже устанавливают на блоке очистки циркуляционной системы над ёмкостью и крепят болтами. Отклонения станины от горизонтального положения — не более 5 мм. Вокруг вибросита монтируют площадку с ограждением шириной не менее 0,75 м. Приёмный патрубок (желоб) вибросита соединяют трубой с устьем скважины. Для приведения в рабочее положение вибросита, отвинчивают четыре транспортных болта, крепящие вибрирующую раму. Устанавливают электродвигатель и надевают два клиновидных ремня. При установке кассет с сетками, проверяют наличие резиновых выступов на основании сетки и правильность их расположения. Кассеты устанавливают таким образом, чтобы с каждой стороны оставались равные промежутки, после чего прижимами затягивают болты до соприкосновения витков пружины.

Вибросито ЛВС 1 с линейными колебаниями разработано по аналогии с лучшими зарубежными образцами подобной продукции. Линейное одноярусное вибросито ЛВС-1 предназначено для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин. Оснащено двумя гибкими трехслойными кассетами. В зависимости от исполнения оборудования величина возмущающей силы вибратора может регулироваться.

Технические характеристики вибросита ЛВС 1

Наименование параметров	ЛВС-1	ЛВС-1М
Пропускная способность, м3/с, не менее	0,05	0,05
Тип сетки	гибкая, натяжная	гибкая, натяжная
Рабочая поверхность, м2, не менее	2,7	2,2
Размер кассет, мм	1220х1140	980х1140
Частота колебаний виброрамы, Гц	25±2	25±2
Амплитуда колебаний виброрамы,мм	0…3	0…3
Максимальная суммарная возмущающая сила мотор вибраторов, кН	47,4±4	47,4±4
Угол установки виброрамы относительно основания, град.	от 1 до +5	от 2 до +5
Суммарная установленная мощность двух моторвибраторов, кВт, не более	3	3
Габаритные размеры, мм не более длина ширина высота	3060 1800 1500	2500 1730 1600
Масса изделия, кг. не более	1700	1250
Параметры
Степень взрывозащиты, маркировка	Взрывобезопасное 1Exd	Повышенной надежности от взрыва II Exe
Разрешенная зона, глава 7,3 ПУЭ-00	Зона В-1	Зона — В-1 г.
Разрешенные условия применения	Закрытые помещения и открытые помещения	Только открытые наружные пространства

Вибросито линейное с одним ярусом фильтрующих сеток ЛВС-1К с жесткими рамочными кассетами (в дальнейшем ЛВС 1К) предназначено для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин в условиях умеренного макроклиматического района по ГОСТ 16350. Температура рабочей среды при эксплуатации не ниже 1°С.

Областью применения являются отрасли, связанные с очисткой жидкостей от загрязнений (механических частиц), обезвоживанием шламовых загрязнений. В зависимости от исполнения оборудования величина возмущающей силы вибратора может регулироваться.

Технические характеристики вибросита ЛВС-1K

Наименование параметров	ЛВС 1К с жесткими рамочными кассетами типа «Brandt»	ЛВС-1К
Пропускная способность, м3/с, не менее	0,05	0,05
Тип сетки	жесткая, рамочная	жесткая, рамочная
Количество кассет	3	2
Рабочая поверхность, м2, не менее	2,3	2,2
Размер кассет, мм	630х1250	1045х1167
Частота колебаний виброрамы,Гц	25±2,5	25±2,5
Амплитуда колебаний виброрамы,мм	0…3	0…3
Максимальная суммарная возмущающая сила мотор вибраторов, кН	47,4±4	47,4±4
Угол установки виброрамы относительно основания,°	от -2 до +5	от -2 до +5
Суммарная установленная мощность двух мотор-вибраторов, кВт, не более	3,2	3
Удельная мощность, кВТм3 сек1, не более	72	72
Габаритные размеры, мм не более длина ширина высота	2350 1830 1600	2500 1730 1600
Масса изделия, кг. не более	1430	1400
Параметры	Варианты исполнения
Степень взрывозащиты, маркировка	Взрывобезопасное 1Exd	Повышенной надежности от взрыва II Exe
Разрешенная зона, глава 7,3 ПУЭ-00	Зона В-1	Зона — В-1 г.
Разрешенные условия применения	Закрытые помещения и открытые помещения	Только открытые наружные пространства

. Средства тонкой очистки бурового раствора

Средства тонкой очистки представлены более широким спектром механических средств: сито-гидроциклонные сепараторы, песко- и илоотделители, деканторные центрифуги и т.п. Деление гидроциклонных сепараторов производится условно по диаметру внутренней цилиндрической части гидроциклона и по способности отделения частиц на пескоотделители и илоотделители. По принципу действия гидроциклоны представляют собой инерционно-гравитационные отделители грубодисперсного шлама от бурового раствора.

Для удаления из раствора песка с размером частиц более 0,074 мм применяют гидроциклоны диаметром 150 мм и более, которые называются пескоотделителями. А для выделения ила с размером частиц менее 0,074 мм — гидроциклоны диаметром 50-100 мм — илоотделители. Для очистки растворов от мелкодисперсных частиц диаметром 0,03 мм используют центрифуги различных конструкций.

Линейный ситогидроциклонный сепаратор ЛСГС представляет из себя единую конструкцию, состоящую из линейного вибросита ЛВС 1 и установленными на нем песко- и илоотделителями и предназначен для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин. Оснащается, в зависимости от исполнений, илоотделителем гидроциклонным ИГ-45М-2, илоотделителем тонкой очистки ИГ-45/75-К, пескоотделителем ПГ-60/300-В. На вибросите установлены две гибкие трехслойные кассеты. Угол наклона виброрамы вибросита регулируется. Песко- и илоотделители изготовлены из высокопрочного полиуретана, который обеспечивает продолжительный срок службы. В зависимости от исполнения оборудования величина возмущающей силы вибратора может регулироваться.

ЛСГС	ЛСГСМ
Пропускная способность, м3/с, не менее
вибросито	0,05	0,05
пескоотделитель	0,06	0,06
илоотделитель	0,04	0,04
Тип сетки	гибкая, натяжная	гибкая, натяжная
Рабочая площадь сеток м2, не менее	2,7	2,2
Частота колебаний виброрамы, Гц	25±2	25±2
Амплитуда колебаний виброрамы,мм	0…3	0…3
Максимальная суммарная возмущающая сила мотор-вибраторов, кН	47,4±4	47,4±4
Угол установки виброрамы относительно основания,°	от- 1 до +5	от -2 до +5
Суммарная установленная мощность двух мотор-вибраторов, кВт, не более	3	3
Параметры	Варианты исполнения
Степень взрывозащиты, маркировка	Взрывобезопасное 1Exd	Повышенной надежности от взрыва II Exe
Разрешенная зона, глава 7,3 ПУЭ-00	Зона В-1	Зона — В-1 г.
Разрешенные условия применения	Закрытые помещения и открытые помещения	Только открытые наружные пространства

Пескоотделитель грубой очистки ПГ 60/300 предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером не более 1,5 мм при бурении нефтяных и газовых скважин.

Технические характеристики пескоотделителя ПГ 60/300

Пропускная способность, м3/с, не менее	0.06
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более, при работе на буровом растворе плотностью (1,1 х 103 — 1,2 х 103) кг/м3, мм	0.07
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа	0.28
Количество гидроциклонов, шт.	2
Диаметр гидроциклонов, мм	300
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	1670 1110 1190
Масса, кг	405

Пескоотделитель грубой очистки ПГ 60/300-В предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером не более 1,5 мм при бурении нефтяных и газовых скважин.

Технические характеристики пескоотделителя ПГ 60/300-В

Пропускная способность, м3/с, не менее	0.06
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более, при работе на буровом растворе плотностью (1,1 х 103 — 1,2 х 103) кг/м3, мм	0.07
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа	0.28
Количество гидроциклонов, шт.	2	300
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	1100 1130 1735
Масса, кг	435

Илоотделитель гидроциклонный ИГ 45М предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером менее 0,8 мм при бурении нефтяных и газовых скважин. Увеличенная высота шламосборника исключает разбрызгивание шлама.

Технические характеристики илоотделителя ИГ 45М

Пропускная способность, м3/с, не менее	0,045
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более, при работе на буровом растворе плотностью (1,1 х 103 — 1,2 х 103) кг/м3, мм	0,05
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа	0,3
Количество гидроциклонов, шт.	6
Диаметр гидроциклонов, мм	150
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	1730 520 1200
Масса, кг	200

Илоотделитель гидроциклонный ИГ 45М 2 предназначен для очистки неутяжеленного бурового раствора от частиц выбуренной породы размером менее 0,8 мм при бурении нефтяных и газовых скважин. Параллельное расположение гидроциклонов, уменьшенная длина блока коллекторов, увеличенная высота шламосборника с откидными бортами, другие конструктивные изменения обеспечивают эффективную и безопасную работу илоотделителя. Может использоваться самостоятельно и входить в комплект линейного ситогидроциклонного сепаратора ЛСГС.

Технические характеристики илоотделителя ИГ 45М-2

Пропускная способность, м3/с, не менее	0,045
Наименьший размер частиц плотностью 2,6 х 103 кг/м3, удаляемых на 95% и более, при работе на буровом растворе плотностью (1,1 х 103 — 1,2 х 103) кг/м3, мм	0,05
Рабочее давление перед гидроциклонами, МПа	0,3
Количество гидроциклонов, шт.	6
Диаметр гидроциклонов, мм	150
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	1170 760 1380
Масса, кг	250

Центрифуги делятся на прямоточные и противоточные (характер движения жидкости внутри барабана), по отношению диаметра барабана к его длине, по скорости вращения барабана (высокоскоростные и низкоскоростные).

Центрифуга ОГШ-501У-01- осадительная горизонтальная непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка. Предназначена для обезвоживания осадков сточных вод и для разделения суспензий высокой и средней дисперсности с твердой фазой, не содержащей абразивных примесей, и концентрацией Т:Ж в пределах 1:4-1:10, при температуре до 80 град.

Центрифуга ОГШ-501У-01
Фактор разделения(при максимальной допустимой частоте вращения ротора)	2515
Индекс производительности, не менее( при максимальной частоте вращения ротора)	2811 м2
Максимально допустимая загрузка	100 кг
Частота вращения ротора (максимальная)	50 1/с (3000 об/мин)
Диаметр ротора внутренний( наибольший)	500 мм
Длина цилиндрической части ротора	378 мм
Отношение рабочей длины ротора к внутреннему максимальному диаметру	1,86
Материал ротора	сталь 09Г2С
Толщина обечайки	12 мм
Двигатель привода центрифуги:	—
-тип	ВА 180М4У2
-мощность	30 кВт
-частота вращения	1500 об/мин
Габаритные размеры центрифуги с электродвигателем и виброизолирующим устройством, не более	мм	2467 мм
-ширина	1943 мм
-высота	1020 мм
Масса центрифуги с электродвигателем и виброизоляцией, не более	2495 кг
Максимальная расчетная вертикальная динамическая нагрузка на строительную конструкцию, не более	24 кг
Управление центрифугой	дистанционное, кнопочное

В циркуляционной системе буровой установки применяются гидроциклонные шламоотделители 1ПГК, ПГ-50, называемые пескоотделителями.

Пескоотделитель 1ПГК

Пескоотделитель представляет собой батарею из четырёх параллельно включённых гидроциклонов 2 с внутренним диаметром 150 мм, установленных на раме 1, выполненной в виде лотка с наклонным дном и люком, имеет крестовину 3 и четыре отвода 4 с резиновыми рукавами. Во внутренней полости рамы закреплён вертикальный шламовый насос ВШН-150, нагнетательный патрубок которого соединён с подающей трубой. Внутренняя полость рамы — резервуар — разделена перегородкой на два отсека, один отсек со шламовым насосом соединён с желобной системой, а на втором отсеке имеется шибер для удаления через люк шлама.

Гидроциклон

Гидроциклон состоит из стального цилиндрического корпуса 1 с тангенциальным патрубком, к которому крепится резиновое сопло и подсоединяется подающая труба. Внутри корпуса вставлен и закреплён цельнолитой полый резиновый конус 3, к нижней части которого присоединена сменная песковая насадка 4. В верхней крышке корпуса на фланце установлена сливная насадка 5 с патрубком 2, служащим для присоединения отводов в коллектор, по которому выходит очищенный раствор.

Принцип работы гидроциклона следующий. Буровой раствор подаётся насосом по тангенциальному патрубку в гидроциклон; под влиянием центробежных сил более тяжёлые частицы отбрасываются в периферию корпуса гидроциклона; по конусу опускаются вниз и через насадку сливаются наружу. Чистый буровой раствор концентрируется в центральной части гидроциклона и через патрубок в верхней части сливается в ёмкость циркуляционной системы. Для повышения частоты вращения раствора в гидроциклоне сопло тангенциального патрубка сужено.

Пропускная способность гидроциклонного пескоотделителя ПГ-50 — до 45 л/с при рабочем давлении перед гидроциклоном 0,2-0,3 МПа.

Илоотделители состоавляют третью ступень очистки буровых растворов. Они состоят из 12-16 гидроциклонов диаметром 75 или 100 мм с общим выводом бурового раствора, смонтированных на раме с поддоном для сбрасываемого ила и шламового насоса ВШН-150. Илоотделитель ИГ-45 состоит из 16 гидроциклонов диаметров 75 мм. Максимальная производительность по очищенной жидкости составляет 45 л/с при рабочем давлении перед гидроциклоном 0,2-0,3 МПа.

При монтаже пескоотделитель и илоотделитель устанавливают на блоке очистки или на промежуточном блоке циркуляционной системы, и крепят к блокам болтами.

Принцип работы гидроциклона:

Под действием избыточного давления, создаваемое центробежным насосом, на выходе из насадки 1 улитки 3 (см. рис. 3.3.1) поток жидкости преобразуется в мощную струю, перемещающуюся по спирали вниз конуса 4. Отделившиеся более тяжелые частицы горной породы 8 на периферии вращающегося потока, соприкасаясь со стенкой конуса, поступают вниз и выбрасываются через разгрузочное отверстие 5 (насадку) в виде «веера» 6, «зонтика».

В верхней внутренней части циклона, за счёт вращающейся струи создается разряжение (вакуум) 9, которое заполняется воздухом из атмосферы через шламовую насадку 8. Создающееся разряжение способствует своевременному отводу (отсосу) через сливную насадку 2 из циклона и далее в циркуляционную систему.

Рис. 3.3.1. Гидроциклон, 1-входная насадка; 2-сливная насадка; 3-улитка; 4-конус; 5-шламовая насадка; 6-«веер»; 7-шламовый нисходящий поток; 8-зона отсоса (разряжения).

4. Системы очистки бурового раствора (ЦС)

Циркуляционная система буровой установки предназначена для приготовления, очистки, регулирования свойств и циркуляции бурового раствора, обеспечивающего вынос выбуренной породы и подведение мощности к забойному двигателю и долоту. Наземная часть циркуляционной системы может быть разбита на подсистему нагнетания и регулирования подачи бурового раствора и подсистему приготовления, очистки, регенерации и регулирования свойств бурового раствора. Первая подсистема включает в себя буровые насосы, подпорные центробежные насосы, приемную емкость и обвязку всасывающих и нагнетательных линий насосов. Для хранения раствора в циркуляционной системе предусматривается несколько емкостей прямоугольного сечения, в том числе приемная емкость со средним полезным объемом 30-40 м3, которые соединены между собой трубопроводами, по которым раствор перепускается из одной емкости в другую. Каждая из подобных емкостей имеет люки для очистки от осадка и секцию растворопровода в виде желоба. Все емкости разделены на два, иногда на три отсека. Для поддержания подвижности бурового раствора используют гидравлические и механические перемешиватели. Применяют обычно механические перемешиватели пропеллерного типа с электроприводом. Гидравлические перемешиватели работают от центробежных или поршневых насосов и представляют собой погруженные под уровень насадки, направленные под различными углами друг к другу. Вторая подсистема предназначена для осуществления следующих технологических операций: приготовления основы бурового раствора в виде водоглинистой суспензии, соляробитумной смеси или водонефтяной эмульсии; утяжеления бурового раствора; регулирования и стабилизации свойств раствора с помощью химических реагентов; очистки бурового раствора от выбуренной породы и газа. В связи с повсеместным использованием порошкообразных материалов (глинопорошки, барит и др.) широко применяются при приготовлении водоглинистых суспензий и утяжелении блоки приготовления буровых растворов типа БПР. Очистка бурового раствора одна из важнейших операций в современном бурении, от которой существенно зависит эффективность всего процесса строительства скважин,. Следует отметить, что в зависимости от глубин и геолого-географических условий число элементов в циркуляционной системе может варьироваться. В качестве средств для грубой очистки используют вибросита. Для тонкой очистки бурового раствора используют гидроциклонные шламоотделители, первая ступень которых называется пескоотделителем, а вторая — илоотделителем. Для очистки от выбуренной породы утяжеленных буровых растворов используют специальные установки. Для удаления газа из бурового раствора применяют вакуумный дегазатор. В зависимости от класса буровой установки, определяемого ее грузоподъемностью и глубиной скважин, а также от сложности технологического процесса бурения буровые установки комплектуются циркуляционными системами (ЦС), включающими набор блоков, оснащенных различным оборудованием для приготовления очистки и циркуляции бурового раствора. Расположение блоков циркуляционной системы определяется размещением основного бурового оборудования. Эти комплекты включают: блок очистки, промежуточный блок, приёмный блок, блок химреагентов, блок дегазатора, блок приготовления буровых растворов, блок долива скважины, блок подпорных насосов, ёмкость для воды и другое оборудования. Блоки приготовления и обработки буровых растворов В данном разделе каталога представлены краткие технические характеристики и комплектация некоторых блоков циркуляционной системы.

Блок приготовления бурового раствора: Блок приготовления буровых растворов и спецжидкостей БПР-1(БПР-2) предназначен для приготовления буровых растворов, химических реагентов и различных технологических жидкостей при строительстве и капитальном ремонте скважин. Применяется в составе циркуляционных систем буровых установок всех классов, а также с установками для капитального ремонта скважин и другими техническими средствами. К преимуществам использования блока относятся сокращение времени приготовления растворов, возможность одновременного смешивания и диспергирования (эмульгирования) компонентов раствора за один цикл циркуляции жидкости, исключение потерь материалов, экологичность процесса приготовления химреагентов, буровых растворов и спецжидкостей, механизация и безопасность работ, простота обслуживания и эксплуатации, возможность организовать оборотное водоснабжение на буровой. Блок приготовления и обработки бурового раствора: предназначен для приготовления и обработки раствора непосредственно на буровой. Он включает в себя резервуар, насосный агрегат, смесительное устройство, диспергатор и др. Управление электрооборудованием осуществляется из одного или нескольких шкафов управления. Блок выпускается серийно для комплектации циркуляционных систем буровых установок глубиной бурения до 5000 м., и используется для приготовления буровых растворов на водной и неводной основе из порошкообразных и жидких материалов, а также регулирования их свойств в процессе бурения скважин в составе циркуляционных систем буровых установок. Блок очистки бурового раствора: Блоки очистки предназначены для ведения буровых работ по малоотходной или безамбарной технологии и входят в состав циркуляционных систем буровых установок всех классов. Они обеспечивают очистку буровых растворов от шлама с размером частиц более 5 мкм, обработку на центрифуге сливов песко- и илоотделителя с выделением шлама пониженной влажности, регенерацию барита, его многократное использование при бурении и выведение из бурового раствора избытка коллоидной фазы, а также регенерацию барита после завершения бурения скважины, переработку избытков бурового раствора с его разделением на оборотную воду и шлам пониженной влажности, дегазацию буровых растворов. При использовании полнокомплектных блоков очистки в 2-3 раза сокращается объем отходов бурения, на 40-60 % уменьшается расход барита и химреагентов. В процессе бурения из блока выходит шлам пониженной влажности, пригодный для перевозки в контейнерах или бортовых транспортных средствах. Такой шлам легко поддается обезвреживанию по известным технологиям при минимуме затрат. В зависимости от класса буровой установки блок очистки комплектуется: линейным виброситом СВ1Л — 1-3 шт.; пескоотделителем типа ГЦ 360 — 1 шт.; илоотделителем типа ИГ 45/75 — 1 шт.; ситогидроциклонным сепаратором СГС 65/300 — 1 шт.; глиноотделителем на базе центрифуги полной комплектности (два насоса, перемешиватель, приемное устройство, рама) — 1 компл.; блоком флокуляции (по спецзаказу) — 1 компл.; шламовыми насосами типа ГРА-170/40 — 1-3 шт.; дегазатором «Каскад-40» — 1 компл. Пропускная способность блока очистки соответствует классу применяемой буровой установки и может в зависимости от набора технических средств изменяться от 25 до 90 л/с. Комплект оборудования размещается на одной или двух емкостях в соответствии с условиями бурения и классом буровой установки. Гидравлическая схема блока очистки позволяет использовать очистные механизмы в зависимости от условий бурения, вести обработку бурового раствора. Основные функции, выполняемые ЦС:

• транспортирование раствора от устья скважины до очистного оборудования;

• очистка бурового раствора от частиц выбуренной породы и сброса их в амбар (или в автомобиль при без амбарном бурении);

• дегазация бурового раствора;

• регулирование содержания твердой фазы в буровом растворе с помощью центрифуги;

• химическая обработка и хранение раствора;

• подвод раствора к буровым насосам;

• подача раствора в емкость для долива;

• приготовление бурового раствора;

• сбор стоков с приямков шламовых насосов;

• сбор конденсата с паровых регистров емкостей и с отопительных агрегатов.

Электрооборудование и трассировка — выполнение с соблюдением взрывобезопасности. В модулях ЦС предусмотрена естественная и принудительная вентиляция.

1. Емкость

2. Вибросито

. Пескоотделитель гидроциклонный

. Илоотделитель

. Насосный агрегат

. Трубопроводная обвязка с запорно-распределительной арматурой

. Укрытие

. Блок центрифуг

. Насос

. Перемешиватель лопастной

Готовый буровой раствор через напорный рукав, присоединенный к неподвижной части вертлюга, закачивается в бурильную колонну буровыми насосами. Пройдя по бурильным трубам вниз, он с большой скоростью проходит через отверстия в долоте к забою скважины, захватывает частички породы, а затем поднимается между стенками скважины и бурильными трубами. Отказываться от его повторного использования экономически нецелесообразно, а использовать без очистки вновь нельзя, т.к. в противном случае происходит интенсивный абразивный износ оборудования и бурильного инструмента, снижается удерживающая способность бурового раствора, уменьшаются возможности выноса новых крупных обломков породы.

Через систему очистки необходимо пропускать и вновь приготовленные глинистые растворы, т.к. в них могут быть комочки нераспустившейся глины, непрореагировавших химических реагентов и других материалов.

Очистка промывочной жидкости осуществляется как за счет естественного выпадания частиц породы в желобах и емкостях, так и принудительно в механических устройствах (виброситах, гидроциклонах и т.п.).

Использованный буровой раствор (рис. 14) из устья скважины 1 через систему желобов 2 поступает на расположенную наклонно и вибрирующую сетку вибросита 3. При этом жидкая часть раствора свободно проходит через ячейки сетки, а частицы шлама удерживаются на стенке и под воздействием вибрации скатываются под уклон. Для дальнейшей очистки буровой раствор с помощью шламового насоса 7 прокачивается через гидроциклоны 4, в которых удается отделить частицы породы размером до 10…20 мкм. Окончательная очистка раствора от мельчайших взвешенных частиц породы производится в емкости 6 с помощью химических реагентов, под действием которых очень мелкие частицы как бы слипаются, после чего выпадают в осадок.

промывка забой буровой шлам

Рис. 14. Циркуляционная система бурового раствора:

— устье скважины; 2 — желоб; 3 — вибросито; 4 — гидроциклон;

— блок приготовления бурового раствора; 6 — ёмкость; 7 — шламовыйнасос;

— приёмная ёмкость; 9 — буровой насос; 10 — нагнетательный трубопровод.

При отстаивании в емкостях 6 и 8 одновременно происходит выделение растворенных газов из раствора.

Очищенный буровой раствор насосом 9 по нагнетательному трубопроводу 10 вновь подается в скважину. По мере необходимости в систему вводится дополнительное количество свежеприготовленного раствора из блока 5.

-х ступенчатая система очистки бурового раствора

Механизмы циркуляционных системы обеспечивают трёхступенчатую очистку бурового раствора. Из скважины раствор поступает на вибросито в первую ступень грубой очистки и собирается в отстойнике ёмкости, где осаждается грубодисперсный песок. Из отстойника раствор проходит в отсек циркуляционной системы и подаётся центробежным шламовым насосом в дегазатор при необходимости дегазации раствора, а затем — в пескоотделитель, где проходит вторую ступень очистки от породы размером до 0,074-0,08 мм. После этого раствор подаётся в илоотделитель — третью ступень очистки, где удаляются частицы породы до 0,03 мм. Песок и ил сбрасываются в ёмкость, откуда подаётся в центрифугу для дополнительного отделения раствора от породы. Очищенный раствор из третьей ступени поступает в приёмные ёмкости — в приёмный блок буровых насосов для подачи его в скважину.

1. Емкость объемом 40 м3

2. Насосный модуль

. Сито вибрационное линейное ЛВС1 — 2 шт.

. Ситогидроциклонный сепаратор ЛСГС — 1 шт.

. Дегазатор «Каскад 40» — 1 шт.

. Калорифер КПСК 36 — 2 шт.

. Шнековый конвейер КШ 25/12 — 1 шт.

. Технологический трубопровод — 1 комплект

. Запорная арматура — 1 комплект

. Таль ручная 1 т — 1 шт.

-х ступенчатая система очистки бурового раствора

Применяется для ведения буровых работ по малоотходной или безамбарной технологии в составе циркуляционных систем буровых установок.

Блок очистки буровых растворов предназначается для очищения раствора от выбуренной породы, размещения и хранения бурового раствора при бурении нефтяных и газовых скважин. Блок обеспечивает очистку бурового раствора и в несколько раз сокращает объем отходов бурения.

 Емкость трехсекционная объемом 40 м3

 Насосный модуль

 Сито вибрационное линейное ЛВС1 — 1 шт.

 Ситогидроциклонный сепаратор ЛСГС — 1 шт.

 Дегазатор «Каскад 40» — 1 шт.

 Горизонтальный шламовый насос ГШН150/30 — 2 шт.

 Калорифер КПСК 36 — 2 шт.

 Шнековый конвейер КШ 25/15 — 1 шт.

 Технологический трубопровод — 1 комплект

 Запорная арматура — 1 комплект

 Таль ручная 1 т — 1 шт.

 Центрифуга ОГШ50У с питающим насосом — 1 шт.

 Перильные ограждения — 1 комплект

 Лестница — 1 комплект

 Площадки обслуживания — 3 шт.

 Крышные вентиляторы — 2 шт.

 Освещение блока — 1 комплект

 Сливной люк — 3 шт.

Заключение

Процессы очистки, приготовления и дегазации буровых промывочных жидкостей (буровых растворов) занимают важное место среди других процессов строительства и ремонта глубоких скважин. Современная буровая установка немыслима без эффективной системы удаления выбуренной породы и газа из промывочной жидкости. Длительное и многократное воздействие на буровой раствор высоких температур, сдвиговых напряжений, пластовых флюидов требуют не только глубокой очистки раствора от механических примесей, но и непрерывной обработки раствора соответствующими материалами и реагентами, что в свою очередь предполагает оснащение наземной части бурового комплекса соответствующими техническими средствами. Углубление требований к качеству строительства скважин, связанное с истощением месторождений, ужесточение природоохранного законодательства, выход в нефтедобывающие районы со сложными климатическими и геолого-техническими условиями существенно повысили в последние годы уровень требований к технике и технологии очистки и приготовления буровых растворов. Поддержание свойств бурового раствора в заданных пределах особенно важно при вскрытии продуктивных пластов. Огромные затраты, понесенные при сооружении скважины, могут оказаться напрасными, если при вскрытии продуктивного пласта не была приготовлена промывочная жидкость с требуемыми свойствами и не было уделено достаточно внимания работе средств очистки. Трудно переоценить роль средств очистки в обеспечении экологической безопасности процесса бурения. Именно средства очистки и эффективная технология химической обработки раствора обеспечивают минимизацию объемов жидких отходов бурения, позволяют перейти к прогрессивной безамбарной технологии строительства нефтяных и газовых скважин.

Для очистки бурового раствора от шлама используют комплекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. Кроме того, в наиболее благоприятных условиях перед очисткой от шлама буровой раствор обрабатывают реагентами-флокулянтами, которые позволяют повысить эффективность работы очистных устройств.

Несмотря на то, что система очистки сложная и дорогая, в большинстве случаев применение ее рентабельно вследствие значительного увеличения скоростей бурения, сокращения расходов на регулирование свойств бурового раствора, уменьшения степени осложненности ствола, удовлетворения требований защиты окружающей среды.

При выборе оборудования для очистки буровых растворов учитывают многообразие конкретных условий. В противном случае возможны дополнительные затраты средств и времени.

Каждое оборудование, используемое для очистки раствора от шлама, должно пропускать количество раствора, превышающее максимальную производительность промывки скважины.

В составе циркуляционной системы оборудования должны устанавливаться по следующей технологической цепочке: скважина — газовый сепаратор — блок грубой очистки от шлама (вибросита) — дегазатор — блок тонкой очистки от шлама (песко- и илоотделители, сепаратор) — блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклонный глиноотделитель).

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/ochistka-burovyih-rastvorov/

1. http://www.drillings.ru/oborochistki

. http://www.ctkeuro.ru/folder246.html

.

. http://www.fdsc.ru/production/5/

. http://www.neftcom.ru

.

.