6.12 Очищення бурового розчину від шламу

• Для очищення бурового розчину від шламу використовується комплекс різних механічних пристроїв: вібраційні сита, гідроциклонні шламовідділювачі (піско- і муловідділювачі), сепаратори, центрифуги.

Крім того, в найсприятливіших умовах перед очищенням від шламу буровий розчин обробляють реагентами - флокулянтами, які дозволяють підвищити ефективність роботи очисних пристроїв.

У складі циркуляційної системи апарати повинні встановлюватися по наступному технологічному ланцюжку: свердловина - газовий сепаратор - блок грубого очищення від шламу (вібросита) - дегазатор - блок тонкого очищення від шламу (піско- і муловідділювачі, сепаратор) - блок регулювання вмісту і складу твердої фази (центрифуга, гідроциклоний глиновідділювач).

Звичайно в буровому розчині в процесі буріння свердловини присутні тверді частинки різних розмірів (рисунок 6.29). Розмір частинок бентонітового глинопорошку змінюється від одиниці до десятків мікрометрів, порошкоподібного бариту - від 5-10 до 75 мкм, шламу від 10 мкм до 25 мм. В результаті тривалої дії частинки шламу поступово перетворюються на колоїдні частинки (розміром менше 2 мкм) і виконують вельми помітну роль у формуванні технологічних властивостей бурового розчину.

1,2- дисперсний склад відповідно глинопорошку і бариту; 3, 4 - дисперсний склад шламу відповідно через один і два цикли циркуляції

Рисунок 6.29 - Дисперсний склад бурового розчину і граничні можливості апаратів

Для очищення розчину від шламу

Розмір частинок, мкм

При ідеальному очищенні з бурового розчину повинні віддалятися шкідливі механічні домішки розміром більше 1 мкм. Проте технічні можливості апаратів і об'єктивні технологічні причини не дозволяють в даний час досягти цієї межі. Кращі світові зразки вібросит (ВС-1, В-21, двохсіткове одноярусне сито фірми «Свако», двох'ярусне вібросито фірми «Бароїд» і ін.) дозволяють видаляти з бурового розчину частинки шламу розміром більше 450 мкм. Максимальний ступінь очищення при використовуванні глинистих розчинів досягає 50 %.

Застосування гідроциклонного піськовідділювача дозволяє збільшити ступінь очищення бурового розчину до 70-80 %; віддаляються частинки шламу розміром більше 40 мкм. Для глибшого очищення застосовують батарею гідроциклонів діаметром не більш 100 мм - муловідділювачем. За допомогою цих апаратів вдається очистити буровий розчин від частинок шламу розміром до 25 мкм і підвищити ступінь очищення до 90 % і більш.

Глибше очищення від шламу зв'язане із застосуванням дуже складних апаратів - високопродуктивних центрифуг і тому звичайно економічно невигідна. Подальше зменшення вмісту твердої фази в буровому розчині здійснюється розбавленням або механічною обробкою невеликої частини циркулюючого бурового розчину, в результаті якої з нього віддаляється надлишок тонко-дисперсних (розміром 10 мкм і менш) частинок.

Для обважнених бурових розчинів ступінь очищення обмежується необхідністю збереження в розчині обважнювача.

Тому механічними апаратами з обважнених бурових розчинів практично можуть бути витягнуті частинки шламу розміром лише до 74 мкм. Частинки шламу розміром від 5-10 до 75-90 мкм неможливо відділити від частинок бариту, а оскільки втрати бариту недопустимі внаслідок його високої вартості, подальше поліпшення ступеня очищення розчину, що обважнює, звичайно здійснюють перекладом частинок шламу в більш глибокодисперсний стан (наприклад, шляхом застосування флокулянтів селективної дії). При цьому велику увагу надають регулюванню вмісту і складу твердої фази за допомогою центрифуги або гідроциклонних глиновідділювачів.