Роль mud cleaner в системе очистки утяжелённого бурового раствора

Для поддержания проектной плотности утяжелённого бурового раствора применяют, например, барит; заданная плотность важна для контроля давления в скважине. Во время бурения в циркуляционную систему постоянно поступают выбуренные частицы. Если не контролировать количество и гранулометрический состав твёрдой фазы, могут измениться реологические и фильтрационные свойства раствора и нагрузка на насосы. Чрезмерный сброс утяжелителя вместе с выбуренной породой также повышает расход материалов и объём отходов. Поэтому задача очистки утяжелённого раствора состоит не в удалении всех твёрдых частиц, а в контроле нежелательной фазы при сохранении пригодного к повторному использованию утяжелителя.

Mud cleaner обычно объединяет пескоотделительные и илоотделительные гидроциклоны с виброситом под сливом. Установка обрабатывает нижний слив гидроциклонов. В закрученном потоке гидроциклоны классифицируют частицы; смесь твёрдой и жидкой фаз из нижнего слива затем поступает на мелкоячеистое сито. После обезвоживания более крупная твёрдая фаза удаляется, а просеянная жидкость и мелкие частицы могут возвращаться в активную систему. Обработка нижнего слива на сите помогает уменьшить потери жидкости и части утяжелителя при удалении крупных выбуренных частиц. Фактическое извлечение зависит от размера и плотности частиц, вязкости раствора, характеристик сит и режима работы; одно название оборудования не гарантирует результат.

В типовой линии очистки сначала вибросита удаляют крупные шламовые частицы. Затем раствор поступает на песко- или илоотделение в соответствии с проектом системы. Mud cleaner обычно устанавливают после гидроциклонов для дополнительного просеивания нижнего слива. Он не заменяет вибросита, отдельные песко- и илоотделители или декантерные центрифуги и не выполняет в одиночку все функции комплекса очистки. Для утяжелённого раствора конфигурацию выбирают с учётом плотности и реологических свойств, целевых параметров контроля твёрдой фазы и гранулометрического состава утяжелителя.

На результат прежде всего влияют производительность и состояние гидроциклонов. Низкое или нестабильное давление подачи и износ элементов могут снизить эффективность разделения. Высокая вязкость изменяет гидродинамику внутри гидроциклона. Слишком крупные ячейки могут пропускать больше твёрдых частиц обратно с просеянной жидкостью; слишком мелкие — снижать производительность, быстрее забиваться и требовать более частого обслуживания. Размер гидроциклонов, ячейки сит и режим подачи следует подбирать по рекомендациям производителя и результатам испытаний на представительных пробах. Эффективность проверяют по характеру нижнего слива, количеству жидкости на удаляемых твёрдых частицах, качеству возвратного потока и изменению свойств раствора.

При выборе установки проверяют соответствие номинальной производительности расходу в циркуляционной системе, количество и размер гидроциклонов, площадь и вибрацию сит, удобство замены сеток, наличие износостойкой футеровки и запасных частей, а также соединения с ёмкостями и трубопроводами на площадке. Для вязких и плотных растворов или переменной нагрузки по твёрдой фазе поставщику передают фактические данные о растворе; при необходимости проводят полевые испытания, не полагаясь только на паспортную производительность.

Регламентное обслуживание включает проверку насадок и футеровки гидроциклонов, натяжения и целостности сит, наблюдение за нетипичным распылением или канатным нижним сливом и очистку забитых ячеек. Полезно фиксировать давление и расход подачи, характеристики сит и свойства раствора. Mud cleaner помогает классифицировать частицы и возвращать утяжелитель, однако общий результат зависит от согласованной работы всего комплекса очистки, программы поддержания свойств раствора и условий на скважине.