Технические характеристики глиномешалки

_ньш способ приготовления глинистого раствора имеет следующие преимущества: нет перерывов для слива готового раствора, загруз­ки глины и заливки водой; производительность глиномешалки не­прерывного действия почти в 3 раза выше.

Во время приготовления глинистого раствора в глиномешалке во избежание несчастного случая нельзя проталкивать через отвер­стия решетки глину или утяжелитель в воронку глиномешалки ло­мом или лопаткой; в глине, подготовленной для приготовления ра­створа, не должно быть комков, их надо размельчать. При обработ­ке глинистых растворов химическими реагентами, особенно содер­жащими щелочи и кислоты, рабочие должны быть в резиновых пер­чатках, очках, фартуках и сапогах, чтобы брызги щелочи и кислоты не повредили лицо, руки и одежду. В механических глиномешалках можно приготовить растворы из сырых глин, глинобрикетов и гли-нопорошков.

Более эффективными, чем глиномешалки, являются фрезер-но-струйные мельницы ФСМ-3 и ФСМ-7 (рис. 5.13). Фрезерно-струйная мельница (ФСМ) представляет собой металлическую ем­кость, разделенную перегородкой на две части: приемный бункер / и метательную камеру с лопастным ротором 14. Комовая глина (или глинопорошок) загружается в бункер, куда через перфори­рованную трубу 3 подается вода. Лопастный ротор 14 захватывает лопастями-фрезами глину, измельчает и выбрасывает ее вместе с водой на диспергирующую рифленую плиту 13, где происходит интенсивное диспергирование глины. Не успевшие продисперги-роваться глинистые комочки стекают в ловушку 8, откуда вновь попадают под лопасти фрез. Готовый раствор переливается через отверстия выходной решетки 19 в желоб и оттуда в циркуляцион­ную систему или запасные емкости.

Фрезерно-струйная мельница может быть использована не толь­ко для приготовления растворов, но и для утяжеления бурового раствора, а также добавки в него глины и глинопорошка. В этом случае в ФСМ вместо воды подается буровой раствор.

Фрезерно-струйная мельница имеет следующие технические ха­рактеристики:

Производительность, т/ч:

комовой глины....................................................................... 10... 12

глинопорошка........................................................................ 20... 25

утяжелителя............................................................................ 30...35

Скорость вращения ротора, об/мин.................................... 500

Мощность приводного электродвигателя, кВт................ 28

Масса, кг..................................................................................... 1400

Очистка бурового раствора от обломков выбуренной породы (шлама).Буровой раствор, выходящий на поверхность из скважи­ны, может быть вновь использован, но для этого он должен быть

Рис. 5.13. Фрезерно-струйная мельница ФСМ-7:

1 — приемный бункер; 2 — подвижной щиток; 3 — перфорированная труба; 4, 21 — шарниры; 5— предохранительная плита; 6 — сменные штифты; 7— регу­лирующая планка; 8 — ловушка; 9 — резиновая прокладка; 10 — механизм для открытия и закрытия крышки ловушки; 11 — рама; 12 — откидная крышка; 13 — диспергирующая рифленая плита; 14 — лопастной ротор; 75 — горизонтальный вал; 16— лоток; 77 — отражательный щиток; 18— лопасть; 19 — выходная решет­ка; 20 — борты

очищен от обломков выбуренной породы (шлама). Поступа­ющие в буровой раствор частицы выбуренной породы оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства, а сле­довательно, на технико-экономические показатели бурения.

Для очистки бурового раствора от шлама используется комп­лекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. В составе циркуляционной системы эти механические устройства устанавливаются в строгой последова­тельности. При этом схема прохождения промывочной жидко­сти должна соответствовать следующей технологической цепоч­ке: скважина — газовый сепаратор — блок грубой очистки от шлама (вибросито) — дегазатор — блок тонкой очистки от шла­ма (песко- и илоотделители, сепаратор) — блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклон­ный глиноотделитель) — буровые насосы — скважина. При от­сутствии газа в буровом растворе исключают ступени дегазации; в случае использования неутяжеленного раствора, как правило, не применяют сепараторы, глиноотделители и центрифуги; при очистке утяжеленного бурового раствора обычно не пользуются

гидроциклонными шламоотделителями (песко- и илоотделите­ли). Таким образом, выбор оборудования и технологии очистки бурового раствора от шлама должен основываться на конкрет­ных условиях бурения.

Бурение нефтяных и газовых скважин в большинстве нефтега­зодобывающих районов ведут с промывкой неутяжеленными бу­ровыми растворами плотностью до 1,25 г/см³. Для очистки буро­вых растворов используется трехступенчатая система. Технология очистки неутяжеленного бурового раствора -по этой схеме пред­ставляет собой ряд последовательных операций, включающих в себя грубую очистку на вибросите и тонкую очистку — пескоот-деление и илоотделение — на гидроциклонных шламоотделите-лях (рис. 5.14). Буровой раствор после выхода из скважины 7 под­вергается на первой ступени грубой очистке на вибросите 2 и собирается в емкости 10. Из емкости центробежным насосом 3 раствор подается в батарею гидроциклонов пескоотделителя 4, где из раствора удаляются частицы песка. Очищенный от песка раствор поступает через верхний слив в емкость 9, а песок сбра­сывается в шламовый амбар. Из емкости 9 центробежным насо­сом 5 раствор подается для окончательной очистки в батарею гид­роциклонов илоотделителя 6. После отделения частиц ила очищен­ный раствор направляется в приемную емкость 8 бурового насоса 7, а ил сбрасывается в шламовый амбар.

Вибросита.Очистка промывочной жидкости от шлама с по­мощью вибрационных сит является механическим процессом, в котором происходит отделение частиц с помощью просева­ющего устройства. Главными факторами, определяющими глу­бину очистки и пропускную способность вибросита, являются размер ячеек сетки и просеивающая поверхность. Вибрирующие рамы располагают как в горизонтальной, так и в наклонной плоскости, а их движение может быть возвратно-поступатель­ным, эллипсообразным, круговым и комбинированным.

В практике отечественного бу­рения используются одноярус­ные сдвоенные вибросита СВ-2 и СВ-2Б, а также одноярусные двухсеточные вибросита ВС-1 (рис. 5.15).

Вибросито СВ-2 в состоянии пропустить до 60 л/с бурового раствора при сетке с размером ячейки 1x5 мм. Рабочая часть сетки имеет длину 1,2 м и ши­рину 0,9 м. Сетка колеблется с частотой 1600 или 2000 колеба­ний в 1 мин. Наклон сетки к го­ризонту 12... 18°. Вибрационное сито СВ-2Б является модернизи­рованным вариантом сита СВ-2.

Вибросито ВС-1 оснащено двумя заделанными в кассеты сетка­ми. Используются сетки с размером ячейки 0,16x0,16; 0,2x0,2; 0,25x0,25; 0,4x0,4 и 0,9^х0,9 мм. Первая сетка устанавливается го­ризонтально, а вторая — с наклоном около 5° к горизонту. Траек­тория колебаний сеток эллиптическая. Наибольшая двойная амп­литуда 8 мм, частота колебаний 1130 и 1040 в 1 мин. Рабочая поверх­ность сетки 2,7 м². Вибросито ВС-1 способно пропустить через сетку с ячейкой 0,16 х 0,16 до 10 л/с бурового раствора. При использовании сетки 0,9^х 0,9 пропускная способность вибросита превышает 100 л/с. Гидроциклонные шламоотделители.При работе гидроциклонно­го шламоотделителя буровой раствор подается насосом по танген­циальному патрубку 2 в гидро-циклон 4 (рис. 5.16). Под влияни­ем центробежных сил более тя­желые частицы отбрасываются к периферии, по конусу гидроцик­лона спускаются вниз и слива­ются наружу через отверстие 5, регулируемое заслонкой. Чистая промывочная жидкость концен­трируется в центральной части гидроциклона и через патрубок / сливается в приемный резервуар (емкость). Для повышения ско­рости жидкости входное отвер-

стие 3 тангенциального патруб-

патрубок выпускной; 2 -патрубок ка. сужено. Нормальная работа

гидроциклона обеспечивается давлением 0,2...0,5 МПа.

Условно гидроциклонные шламоотделители делят на песко-и илоотделители. Пескоотделители — это объединенная единым подающим и сливным манифольдом батарея гидроциклонов диа­метром 150 мм и более. Илоотделителями называют аналогичные устройства, составленные из гидроциююнов диаметром 100 мм и менее. Число гидроциклонов в батареях песко- и илоотделите-ля разное. Так, в пескоотделителе марки 2 ПГК четыре парал­лельно работающих гидроциклонов диаметром 150 мм, а илоот­делители включают в себя 12... 16 гидроциклонов диаметрами 75 или 100 мм.

Дегазация промывочных жидкостей.Газирование промывоч­ной жидкости препятствует ведению нормального процесса бу­рения. Во-первых, вследствие снижения эффективной гидрав­лической мощности уменьшается скорость бурения, во-вторых, возникают осыпи, обвалы и проявления пластовой жидкости и газа в результате снижения эффективной плотности промывоч­ной жидкости, т.е. давления на пласты; в-третьих, возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пластовыми газа­ми, например сероводородом. Пузырьки газа препятствуют уда­лению шлама из раствора, поэтому оборудование для очистки от шлама работает неэффективно.

Газ в промывочной жидкости может находиться в свободном, жидком и растворенном состояниях. Свободный газ легко удаляет­ся из промывочной жидкости в поверхностной циркуляционной системе путем перемешивания в желобах, на виброситах, в емко­стях. При устойчивом газировании свободный газ из промывочной жидкости удаляют с помощью газового сепаратора.

Газовый сепаратор представляет собой герметичный сосуд, обо­рудованный системой манифолъдов, клапанов и приборов (рис. 5.17). Буровой раствор из скважины поступает по тангенциальному вводу 4 в полость газового сепаратора 10, где скорость потока резко сни­жается. Из промывочной жидкости интенсивно выделяется газ,

Рис. 5.17. Газовый сепаратор:

7 — манометр; 2 — газовый трубопро­вод; 3 — предохранительный клапан; 4 — ввод для бурового раствора; 5 — бу­ровой раствор; 6 — сбросовая задвижка; 7 — эжекторное устройство; 8 — линия для очистки; 9 — регулятор уровня; 10 — полость газового сепаратора

который скапливается в верхней части сепаратора и отводится по трубопроводу 2 на факел.

Буровой раствор 5, очищенный от свободного газа, собирается в нижней части газового сепаратора, откуда он подается по линии 8 для очистки от шлама на вибросито.

Применяющиеся в настоящее время сепараторы имеют вмес­тимость 1 ...4 м³ и рассчитаны на давление до 1,6 МПа.

Они оборудуются предохранительным клапаном 3, регулято­ром уровня промывочной жидкости поплавкового типа 9 и эжек-торным устройством 7для продувки и очистки от накопившего­ся шлама.

При работе эжекторного устройства воду, а в зимнее время пар пропускают через штуцер эжектора, в результате чего в сбро­совом патрубке газового сепаратора создается разряжение.

При открытой сбросовой задвижке 6 скопившийся на дне га­зового сепаратора шлам вместе с частью промывочной жидко­сти устремляется в камеру эжекторного смесителя, подхватыва­ется потоком воды (или пара) и выбрасывается из сепаратора наружу. После очистки полости сепаратора сбросовую задвижку 6 закрывают.

Для контроля за давлением внутри сепаратора газовая часть его полости оборудуется манометром 1. Очищенная от свобод­ного газа промывочная жидкость поступает на вибросито. Одна­ко при наличии в промывочной жидкости токсичного газа, на­пример сероводорода, поток из сепаратора по закрытому трубо­проводу сразу подается на дегазатор для очистки от газа. Только после окончательной дегазации промывочную жидкость очища­ют от шлама.

Наибольшее распространение в отечественной практике полу­чили вакуумные дегазаторы. Они представляют собой двухкамер­ную герметичную емкость, вакуум в которой создается насосом. Камеры включаются в работу поочередно при помощи золотни­кового устройства. Производительность дегазатора при исполь­зовании глинистого раствора достигает 45 л/с; остаточное газо­содержание в промывочной жидкости после обработки не пре­вышает 2 %.

Регенерация утяжелителей.Утяжелители — дорогие и дефицит­ные материалы, поэтому их экономное и повторное использова­ние является важной задачей работников бурения. Существуют следующие способы повторного использования утяжеленного ра­створа:

при близком расположении бурящихся скважин утяжелен­ный раствор перекачивают из одной буровой в другую по трубо­проводу;

при отсутствии трубопровода утяжеленный раствор из буровой в буровую перевозится в автоцистернах.