ALS-II - регулируемое линейное вибросито

Регулируемое линейное вибросито представляет собой кон­струкцию открытого типа с одним уровнем и двумя рабочими сетками. Эффективное ускорение силы тяжести (G-фактор) устанавливается отно­сительным перемещением противовесов вибраторов от 0 до 100 %. Регу­лировка с помощью противовесов позволяет увеличивать амплитуду до 9,5 мм и ускорение силы тяжести до 6,25g.

Регулируемая каскадная система очистки буровых промывочных жидкостей обеспечивает эффективное удаление шлама за счет обес­печения возможности движения рабочего полотна вибросита по линейной и эллиптической траекториям. Конструкция системы компактна и в то же время позволяет максимально удалять мельчайшую твердую фазу, что де­лает ее особенно удобной для морского бурения. Конструкция вибросита включает в себя систему гидроциклонов и вибросито для удаления мелких частиц выбуренной породы из буровой промывочной жидкости, в том чис­ле утяжеленной. Рабочие сетки имеют пластмассовый прослой, что обеспечивает бо­лее эффективное перемещение шлама и увеличение срока службы сетки.

Таблица 5.2 - Техническая характеристика вибросита ALS-II

5.2.3 Анализ вибросит ЛВС-1М и ALS-II

Рассмотрев основные характеристики вибросит отечественного производства ЛВС-1М и зарубежного ALS-II можно сделать вывод:

Вибросита зарубежного производства с технико-экономической и технико-технологической точки зрения выгодно отличаются от образцов отечественного производства.

Это подтверждается:

· наиболее качественной очисткой бурового раствора за счет движения рабочего полотна вибросита по линейной и эллиптической траекториям,

· пропускной способностью,

· более широкой площадью рабочей поверхности,

· частотой колебания,

· более малым расходом электроэнергии, что позволяет значительно уменьшить расходы при строительстве скважин,

· сухость шлама(увеличенное время транспортировки шлама),

· оптимальный вынос мягкого и липкого шлама,

· менее разрушительные силы налагаются на сетки, тем самым увеличенный срок их службы,

· меньший износ самой виброрамы,

· минимальное измельчение частиц шлама,

· максимальная пропускная способность,

· минимальные потери раствора,

· возможность установки сеток с более мелкой ячейкой,

· снижение износа оборудования системы очистки, установленного после вибросита (насосов, гидроциклонов, центрифуг).

С каждым годом появляются новые разработки в области механической очистки буровых растворов. Производятся новые более совершенные модификации вибросит, обеспечивающие более качественную очистку бурового раствора.

5.3 Очистка буровых растворов с помощью гидроциклонов

Песко- и илоотделитель состоит из гидроциклонов, размещенных на едином коллекторе, и насоса, подающего раствор из емкости ЦС в коллектор и затем в каждый гидроциклон. Количество гидроциклонов в установке - от 2 до 16.

Гидроциклон (рисунок 5.3) состоит из цилиндрического 1 и конического 2 корпусов, тангенциального патрубка 3, сливного патрубка 4. Нижняя часть конического корпуса 2 часто делается съемной и называется насадком 5.

Рисунок 5.3 - гидроциклон

Упрощенная картина работы гидроциклона следующая. Подлежащий очистке раствор насосом из ЦС подается под давлением в общий коллектор гидроциклонов, откуда с большой скоростью (до 20 м/с) через патрубок 3 - в корпус 1 каждого гидроциклона. Так как патрубок 3 выполнен тангенциальным, то раствор в корпусах 1 и 2 приобретает вращательное движение и под действием центробежной силы занимает определенное положение. По оси гидроциклона образуется свободное пространство. Свободная поверхность раствора, вращающегося в неподвижном корпусе гидроциклона, имеет приблизительно цилиндрическую форму и ограничивает воздушный столб. Раствор сливается через патрубок 4 в коллектор и выбрасывается в ЦС. Поскольку раствор в гидроциклоне вращается, то на каждую частицу породы, находящуюся в нем, действует центробежная сила, которая заставляет частицы оседать на стенки корпусов 1 и 2. Под напором раствора, непрерывно поступающего в гидроциклон через патрубок 3, и под действием силы тяжести частицы движутся по стенкам не по окружности, а по спирали, постепенно опускаясь вниз к насадку 5, достигнув которого, они, сохраняя еще вращательное движение, вместе с небольшой частью раствора выбрасываются из насадка в пульпоприемник. Так как раствор все время уходит из гидроциклона через патрубок 4, то он уносит с собой и часть воздуха, поэтому воздух все время засасывается через насадок 5 внутрь гидроциклона.

Пескоотделитель отличается от илоотделителя тем, что имеет гидроциклоны большего диаметра (150-400). Линейная скорость раствора на входе в гидроциклоны песко- и илоотделителя примерно одинакова. При равной линейной скорости вращательного движения центробежная сила обратно пропорциональна радиусу вращения. Поэтому в гидроциклонах илоотделителя центробежная сила больше, чем в гидроциклонах пескоотделителя и илоотделитель может отделять более мелкие частицы и его очистная способность существенно выше. Хотя эффективность пескоотделителя ниже эффективности илоотделителя, он применяется для предотвращения перегрузки илоотделителя при больших скоростях бурения, когда в раствор поступает в единицы времени большое количество выбуренной породы.

Режим работы песко- и илоотделителя: давление на входе в пескоотделитель должно быть не менее 2,4 атм, а в илоотделитель - не менее 3 атм. При этом давлении обеспечивается необходимая пропускная способность гидроциклонов. При меньшем давлении резко падает очистная способность установок и возрастают потери раствора. Давление более 3,5 атм также недопустимо, так как при этом возрастает расход раствора через гидроциклоны, ухудшается очистка и увеличивается абразивный износ гидроциклонов.

Как следует из описания принципа действия гидроциклонов, наиболее характерными признаками нормальной работы гидроциклонов являются подсос воздуха через песковые насадки и выброс шлама из песковых насадков в радиальном направлении в виде «зонтика».

В постоянно очищаемом растворе содержится, как правило, весьма небольшое количество частиц, подлежащих отделению в гидроциклонах.

Порядок пуска, остановки и обслуживание песко- и илоотделителей:

· Пуск и остановка - запустить насос. Проверить давление на нагнетательной линии. Остановка: выключить насос, промыть водой отвод пульпы. При длительной остановке насосов в зимнее время закрыть задвижку на всасывающей линии насоса и слить остатки раствора из насоса и трубопроводов.

· Обслуживание - при значительной течи через сальник насоса подтянуть грундбуксу. При полной затяжке грундбуксы заменить сальниковую набивку.

· Контроль за работой песко- и илоотделителей - контроль осуществляется как визуально, так и путем измерений. Для измерений необходимы манометр на входе в коллектор и ареометр.

Под песковыми насадками песко- и илоотделителей иногда устанавливают вибросита с мелкоячеистыми сетками. Опыт эксплуатации таких установок показывает их высокую эффективность.