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除泥器和钻井液除砂器的罐体和罐体安装

发布时间:2015/12/10 艾潽新闻 浏览次数:457

除泥器和钻井液除砂器安装时将较大尺寸旋流器的离心锥安放在较小尺寸的离心罐上游,每个尺寸不同的设备都有自己的分离罐。一般情况下,除泥器和钻井液除砂器进料口可用作钻井设备的一部分。旋流器应当独立处理所有进入它们吸入室的钻井液。吸入部分从分离罐立即送至排料罐的上游。离心锥的数量能够至少处理100%的钻井液,但最好超过100%的钻井液进入旋流器吸入罐。除泥器和钻井液除砂器的旋流器排出和吸入室之间至少100gal/min的回流通常确保处理充分。如果管线安排不合理,基于钻井循环速率的估计值通常不能满足要求。例如,如果500gal/min旋流器溢流返回到吸入室,400gal/微米in钻井流量进入吸入室,即使处理的流体比泵入井下的流体更多,也得不到足够的处理。在这种情况下,进入旋流器吸入室的流量是900gal/微米in。钻井液处理分数是500/900即56%。合理的除泥器和钻井液除砂器安装见图1.

钻井液除砂器或除泥器安装

图1:钻井液除砂器或除泥器安装

1.钻井液除砂器

钻井液除砂器装置用于分离50~80微米范围的钻屑和30~50微米级的重晶石。当钻井液振动筛不能安装API140目筛网(100微米)或者更细筛网时,钻井液除砂器只能用于处理未加重钻井液。它们最初用于清除大直径上部井眼快速钻进时的高固相量。在水基钻井液中,钻井液除砂器产生的分离点为50~80微米级、密度为2.6g/c微米^3。砂粒和较大颗粒通过钻井液振动筛后被除砂器清除。
钻井液除砂器被直接安装在钻井液振动筛和真空除气器的下游,直接从上游罐吸入,一般是真空除气器的排出罐。钻井液除砂器中的排放物直接进入下游罐。吸入和排出罐通过每个罐底部的阀门和开口来达到平衡。
钻井液除砂器在钻表层井段时不间断的使用,开始起下钻后,可安装管汇来处理所有的总地面罐的使用量。重晶石和昂贵聚合物加入钻井液后,一般不再使用钻井液除砂器,因为钻井液除砂器可以清除其中的大部分物质。一般不用钻井液除砂器处理油基钻井液,因为较大的离心锥会排出大量的液相。

2.除泥器

除泥器的离心锥有多种尺寸,2~6英寸,可分离12~40微米级的钻屑,也可分离8~25微米级的重晶石颗粒。除泥器安装在钻井液振动筛、沉砂罐、真空除气器和钻井液除砂器的下游。除泥器的离心锥只是在尺寸上与钻井液除砂器不一样,工作原理完全相同。常见的除泥器的离心锥尺寸是在2~5英寸之间。应该使用专门的离心式砂泵为除泥器提供进料。
用一个砂泵运行多个并联设备并不是一个好主意,如果这样做,需要在性能和纠正操作机会上做出选择。这些设备可以实现任何流体的最细颗粒分离——小至12微米的钻屑。因此,除泥器是减少平均颗粒尺寸和降低钻屑的一种最重要的设备。
除泥器的吸入部分也直接安装在上游泥浆罐,通常是钻井液除砂器的排出泥浆罐。除泥器吸入和排出罐通过一个或多个阀门控制,或者每个罐底部的开口来平衡。阀或开口的尺寸应为:直径=√Q(gal/min)/15 。Q是最大预期流量而不是回流流量。当此设备不工作,总钻机流量不得不通过阀门或开口时,期望流量就会加倍。吸入流体将不从泥浆罐中进入到加有化学试剂和其他物质(重晶石和膨润土)的泥浆罐中,因为这样有可能损失有价值的处理剂。

3.钻井液除砂器和除泥器的运行比较

钻井液除砂器的作用是减轻下游除泥器的负荷。在除泥器前面安装钻井液除砂器有效清除除泥器负载中的大量颗粒,提高除泥器的效率。高钻速,特别是在松散浅层井段使用最大直径钻头时,会产生大量的钻屑。这就可能放生“绳状”排放。因此需要在除泥器的上游安装钻井液除砂器,此时它拥有更大体积容量并能对较粗的钻屑进行分离。钻井液除砂器清除高浓度固相中的大固体(如粗钻屑)。除泥器才能有效处理降低了固相含量的钻井液除砂器上的溢流。
如果钻速慢,一般来说只有每小时几百磅的钻屑时,可关掉钻井液除砂器,除泥器通常能处理全部循环的钻井液。
除泥器应被用于所有非加重的水基钻井液。这些设备不用于加重钻井液,因为他们都能清除大量的重晶石。大多数重晶石颗粒处于粉砂粒级。对所有非
加重的流体,应用除泥器的工作是重要的。然而,在黏度油基钻井液中(如深水钻井所见),底部排出物可通过离心分离来回收油相。

4.钻井液除砂器和除泥器中旋流器进浆管头问题

不能将除泥器和钻井液除砂器的旋流器的进料管线安装成水平的。离心力将迫使颗粒抛出弯管,这可能使一些离心锥过载,导致固相颗粒绕过其他离心
锥。在离心锥前面安装一个直径为1/3直管是一个好主意,这使得颗粒和液相有时间重新混合均匀。

除泥器进浆管头的解决办法

图2:除泥器进浆管头的解决办法

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