固体控制钻井液

除去固体以进行更好的泥浆控制。调节钻井液有三种基本方法,均与固体有关:

  1. 添加固体或其等效物。
  2. 去除固体。
  3. 治疗固体(化学)。
固相控制设备

为什么固体控制过程如此耐用

在将钻井液泵入钻头之前,清除固体是必要的。机械固相控制越有效,需要的稀释和化学处理就越少。在钻井的情况下,加水并不一定会稀释钻井液。

在某些情况下,动态流体损失可能非常高。不更换滤液损失将导致液体体积减少,并导致固体百分比、重量和粘度增加,与钻井速度无关。但是,如果滤失量不断被替换,泥浆的性能就会不断恢复。这种“通过水”是否占总需水量的大部分或一小部分,取决于动态井下过滤速率与固体去除速率的比率。固体总量只能通过添加和去除钻孔固体和商业固体来改变,而与添加的水量无关。

塑性粘度不是总固体含量(按体积计)的函数,除非它保持在绝对最小值。如果钻井液不含商业悬浮固体,则不称重,如果确实含有悬浮固体,则称重。加重泥浆中的总固体含量通常较高。

固体控制设备有振动筛、沉砂器、水力旋流除砂器、水力旋流器除泥器和倾析的离心机。

Sale Shaker在固体控制中

术语“振动筛用于钻井泥浆作业,覆盖振动筛、振动筛、振动筛等所有设备。振动筛是最常用的设备。可通过振动筛的液体排放量取决于开孔面积百分比、筛孔尺寸、运动类型、泥浆流动特性、液体排放的固体含量、过大固体的进料速度和过大固体的类型。可处理的固体排放体积率取决于筛网运动类型、速度和振幅、马力、固体类型、筛网设计和钢丝强度。可分离固体的尺寸范围由筛孔尺寸、筛网运动类型、速度和振幅以及筛网组织决定。

运动类型由偏心重量或往复器装置和悬架系统确定。如果其中任何一个都没有状态,页岩振动筛不能正常执行。

拦沙栅

集砂器的主要工作原理如下:

  1. 隔砂池通常用于回收通过振动筛的液体泥浆,应接收绕过振动筛的所有液体泥浆,并流入主动隔泥池。
  2. 砂阱是重力沉降隔室,必须搅拌和/或用作任何固体对照过程的排水室。
  3. 沉砂池必须有一个排放控制总成,该总成可以方便、快速地打开和关闭,以便将沉淀的固体倾倒在泥浆损失最小的情况下。
  4. 沙坑只能被倾倒,不能被“冲走”。如果底部没有倾斜到固体桩的角度,应允许沉降的固体形成自己的斜坡边,“清洗底部”,除了可能在移动时,只会增加泥浆漏失和泥浆成本。
  5. 加重钻井液中可能会沉淀大量重晶石。当使用加重泥浆时,建议将小尺寸筛网排出的泥浆从搬运盘直接排到下一个处理室。除集砂器外的所有隔间都在一个设计良好的活性系统中搅拌,以防止重晶石沉淀。如果振动筛有任何问题,就不能绕过集砂器。
  6. 从砂阱出来的泥浆应该越过挡土坝进入搅拌室。

除气器的主要功能

脱气剂有时是必不可少的固体控制过程,即使通过振动筛,也能从气割严重的泥浆中除去大部分气体,特别是当屈服点低至10磅/100英尺2时。泥浆输送离心泵将研磨性油田泥浆输送至水力旋流器,泵送含气泥浆时会损失效率。当气体含量超过体积的3%时,它们就会“气锁”。如果泵头不连接或进料中有气体或空气,水力旋流器就不能正常工作。因此,应在沉砂池和第一个水力旋流器之间提供脱气设备。水力旋流器可以完成任何一级分离设备的最佳分离,通常在未加重泥浆系统的全流量循环率下使用。

固体去除设备:水力旋流器相关设备

水力旋流器有一个锥形部分,其中大部分沉降发生。通常,环形进料室位于锥形截面的大端。锥形截面的顶端是用于固体排放的底流开口。在操作中,为了方便起见,底流开口通常朝下。在进料室顶端附近,入口喷嘴与内圆周相切,位于垂直于或接近垂直于水力旋流器上下中心轴的平面上。一个中空的旋流器,称为“涡流探测器”,从顶部轴向延伸到水力旋流器的筒体,经过入口。涡流探测器内部形成溢流出口,供液体排出或喷出。氢醌的“尺寸”由锥形部分的最大内径决定。水力旋流器的离心力取决于进入进料室的浆液的切向速度。轴向速度分量是由离开进料室封闭环形空间的进料流的轴向推力产生的。

在水力旋流器中,来流沿锥形段壁面螺旋下降至欠流口,轴向反向,然后螺旋上升至溢流口。一个设计正确的水力旋流器可以这样调整,当一种干净的液体进入它。用于一次分离水力旋流器二次回收的特殊细筛可用于未加重的水基泥浆。二级分离筛选过程通过将淤泥与相关的游离液体和粘土返回系统来减少废弃物的体积。在钻井液密度、总固含量和返出固相的研磨性不会影响钻井作业的情况下,二级分离筛管可以发挥优势。初级水力旋流器的欠流量只除去旋流器进料中总固体的一小部分。这种欠流有选择地包含了泥浆中最粗的部分。为了降低钻井成本,最好去除较粗的组分,而不是试图密切区分重晶石和轻质固体。

Hydrocylone-fine-screen组合通常用于加重泥浆。在加重泥浆的情况下,二级离心机的应用可能仍然很少。偶尔会提到“两级”离心固体加重泥浆与未加重泥浆有很大的不同。

例如,普通的未加权淡水泥浆通常含有约50磅的固体。如果粘土占这些固体的每盏份度非常高,则可以容易地用少量更薄地控制粘度。另一方面,15磅/加仑泥浆将含有大约380磅的固体。显然,如果必须维持特定重量,睾丸含量不能显着降低。在更快的钻井率的情况下需要更高的固体去除能力。潜在的钻井优势可以证明安装最佳设备的安装。

固体控制设备的工作原理Eric田

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