Очиститель грязевой смеси — как работает очиститель грязевой смеси 

Очистители бурового раствора являются ключевым оборудованием в системах контроля твердых частиц в буровом растворе и используются в основном для удаления мелких вредных твердых частиц (обычно 15-74 микрометра) из бурового раствора. Основной принцип их работы сочетает в себе циклонную сепарацию и методы просеивания для достижения эффективного поэтапного разделения твердой и жидкой фаз.

Ниже приведено подробное объяснение принципа его работы и алгоритма выполнения:

1.Основные компоненты

Обычно устройства для очистки бурового раствора состоят из двух частей, соединенных последовательно:

1.Группа гидроциклонов: группа гидроциклонов малого диаметра, соединенных параллельно (обычно 4 дюйма или меньше), которые используют центробежную силу для сортировки и разделения.

2.Вибрационный грохот с мелкой сеткой: Расположен под гидроциклонным узлом, имеет большую ячейку (обычно 150–325 меш) и используется для обработки нижнего потока гидроциклона.

2.Рабочий процесс и принципы

Весь процесс можно разделить на два этапа:

Этап 1: Центробежная сепарация с использованием гидроциклона

1.Подача: Буровой раствор из системы циркуляции бурового раствора, после обработки вибрационным грохотом и пескоотделителем , подается в распределитель гидроциклонной группы подающим насосом под определенным давлением (обычно 0,2–0,4 МПа).

2.Центробежная сепарация: Шлам под высоким давлением поступает в конический цилиндр каждого гидроциклона тангенциально, создавая сильный вращающийся вихрь. Под действием центробежной силы более плотные твердые частицы отбрасываются к стенке цилиндра и движутся по спирали вниз.

3.Выходное отверстие для разделения:

Нижний поток: Шлам, богатый более крупными и тяжелыми твердыми частицами, выбрасывается в виде «зонтика» через небольшое выходное отверстие (нижнее отверстие) в нижней части конуса и попадает на расположенное ниже мелкодисперсное вибрационное сито. Именно эта часть требует дальнейшей обработки.

Перелив: Очищенный буровой раствор, состоящий в основном из жидкости и мелких частиц, отводится через верхнюю центральную переливную трубу и возвращается в резервуар для циркуляции бурового раствора или поступает на следующий этап обработки (например, в центрифугу).

Этап второй: Вибрационная сортировка и восстановление

1.Прием нижнего потока: Плотная суспензия и смесь твердых частиц, выходящая из нижнего выпускного отверстия гидроциклона, равномерно распределяются на сетке мелкоячеистого вибрационного грохота.

2.Сортировка и переработка:

Под воздействием высокочастотной вибрации вибрационного грохота большая часть жидкой фазы смеси, а также мелкие частицы размером меньше ячейки сита, проходят через него и отделяются, возвращаясь в систему циркуляции бурового раствора для извлечения. Эта часть жидкости имеет решающее значение для поддержания эффективности бурового раствора.

Твердые частицы, размер которых превышает размер ячейки сита (т.е. основная вредная твердая фаза, отделенная гидроциклоном), улавливаются ситом и выбрасываются вдоль поверхности сита в виде бурового шлама.

3.Функция сита: Здесь решающую роль играет мелкоячеистое сито. Оно не только извлекает ценную жидкую фазу, но и предотвращает засорение нижнего патрубка гидроциклона, обеспечивая непрерывную и стабильную работу всей системы.

3.Краткое описание принципов и характеристик работы

Совокупные преимущества: Очиститель бурового раствора сочетает в себе преимущества гидроциклонов для эффективного отделения частиц среднего размера (15-74 мкм) и мелкоячеистых вибрационных сит для эффективного извлечения жидкой фазы, преодолевая недостатки использования только гидроциклонов, которые приводят к большим потерям жидкости, и использования только мелкоячеистых сит, которые склонны к засорению и имеют низкую производительность.

Основная задача: эффективное удаление вредных твердых фаз (таких как буровой шлам) в диапазоне 15–74 микрометров при минимизации потерь бурового раствора (особенно дорогостоящих жидких фаз). Эти твердые фазы могут серьезно повлиять на скорость бурения, износ оборудования и ухудшить свойства бурового раствора.

Расположение в системе контроля твердых частиц: Обычно он располагается после вибрационного грохота и пескоотделителя и перед центрифугой. Это основной компонент системы контроля твердых частиц для обработки средних и мелких частиц.

Простая аналогия

Это можно сравнить с процессом промывки золота, когда сначала проводится грубая промывка, а затем тонкая фильтрация:

1. Гидроциклон действует как «золотопромывочная чаша»; используя центробежную силу, создаваемую высокоскоростным вращением, он быстро осуществляет предварительное разделение, вытесняя более тяжелый «песок» (вредную твердую фазу) на дно (нижний поток).

2. Вибрационный грохот с мелкой сеткой работает как «тонкий фильтр», обрабатывая богатую «песком» суспензию, вытекающую со дна промывочной чаши; он фильтрует и извлекает ценную «воду» (буровой раствор), отбрасывая только собственно «песок» (отходы).