Основная 5 страница

- надёжность и долговечность насосов должны сочетаться с их экономичностью и безопасностью эксплуатации.

8.2 Конструктивные особенности и параметры насосов

В практике бурения скважин применя­ются насосы различных конструкций. Их конструктивные отличия определяются:

- конструкцией привода: приводные насосы и насосы прямодействующие;

- числом поршней и их конструкцией -одностороннего и двухстороннего действия, дву, трё и многопоршневые.

В настоящее время широко применя­ются двухпоршневые насосы двухсторонне­го действия и трёхпоршневые односторонне­го действия. Многопоршневые насосы не распространены вследствие сложности экс­плуатации, необходимости расхода большо­го количества быстроизнашивающихся де­талей и затрат времени и средств на замену.

Неравномерность подачи буровых на­сосов является результатом преобразования вращательного движения в возвратно-по­ступательное, осуществляемое кривошипно-шатунным механизмом. Для уменьшения вредного влияния степени неравномерности подачи эти насосы применяют с компенса­торами, снижающими пульсации давления.

Попытки применения трёхпоршневых насосов двухстороннего действия, у которых подача намного равномернее, чем у двухпор-шневых, не дали удовлетворительных ре­зультатов. С появлением более совершенных диафрагменных компенсаторов, обеспечива­ющих малую степень неравномерности пода­чи, эти насосы потеряли своё преимущество.

Для уменьшения степени неравномер­ности подачи делались попытки использо­вать многоплунжерные насосы, однако при перекачке бурового раствора они также не дали удовлетворительных результатов, так как плунжеры и сальники плохо работали на буровом растворе при высоких давлениях, а замена их весьма сложна.

В настоящее время широко использу­ются только двухпоршневые насосы двух­стороннего действия с частотой двойных хо­дов поршня в минуту 35-90, длиной хода до 0,5 м и трёхпоршневые насосы односторон­него действия с частотой двойных ходов пор­шня в минуту 35-180, длиной хода до 0,3 м.

Срок службы деталей трехпоршневого насоса составляет: манжет поршней 100-200 часов, цилиндровых втулок 200 часов и клапанов 300-500 часов. Ресурс этих дета­лей и удобство замены имеют большое зна­чение при эксплуатации насосов.

Наиболее полно требованиям техноло­гии бурения соответствуют трёхпоршневые насосы одностороннего действия.

Все поршневые буровые насосы обра­зуют семейство машин узкоспециализиро­ванного назначения с параметрами, ограни­ченными рамками требований технологии бурения нефтяных и газовых скважин. Типо­размер поршневого бурового насоса с изме­няемой подачей и давлением нагнетания удобно характеризовать величиной гидрав­лической мощности, пропорциональной произведению подачи и давления нагнета­ния. Параметры трехпоршневых буровых насосов приведены в табл. 3.4.1 и практиче­ски охватывают все диапазоны подачи и давления нагнетания для эксплуатационно­го и глубокого разведочного бурения нефтя­ных и газовых скважин.

8.3 Устройство насосов

Насосы, приведенные в табл. 3.4.1, имеют одинаковую кинематическую схему, поэтому будет рассмотрена конструкция на­соса УНБТ-950, как наиболее часто исполь­зуемого в составе буровых установок. Конст­рукция насосов представлена на рис.3.4.2.

Насос состоит из двух основных, функ­ционально связанных составных частей: ги­дравлической и механической, смонтиро­ванных на общей раме.

Гидравлическая часть включает: ги­дравлический блок с размещенными попар­но входным и выходным клапанами, цилин-дропоршневую группу, блок охлаждения ци-линдропоршневой группы, пневмокомпен­сатор и предохранительный клапан. Гидрав­лический блок имеет два конструктивных исполнения: прямоточное и L-образное. В прямоточном исполнении клапаны располо­жены друг над другом, а при L-образном входной клапан сдвинут вперед вдоль основ­ной оси цилиндропоршневой пары. L-образ­ное исполнение позволяет проектировать насосы на более высокие давления. Напри­мер: насосы УНБТ-600 и УНБТ-1500 имеют

Таблица 8.1

Рис. 8.2. Буровой насос УНБТ-950А:

1 - цилиндропоршневая группа; 2 - клапан; 3 - блок гидравлический; 4 - пневмокомпенсатор; 5 - система СОЖ; 6 - кран консольно-поворотный; 7 - корпус; 8 -трансмиссионный вал; 9 - редуктор; 10 - механизм кривошипно-поршневой; 11 - система смазки; 12 - рама

Механическая часть включает: ре­дуктор, корпус с узлами системы смазки, блок распределения, кривошипно-ползун-ный механизм, трансмиссионный вал и при­водной шкив.

Консольно-поворотный кран, установ­ленный на корпусе насоса, служит для меха­низации ремонтных работ.

Принцип работы насоса поясняется ги­дрокинематической принципиальной схе­мой рис. 8.3 Трансмиссионный вал 29 че­рез приводной шкив 21 получает вращение от привода и через зубчатую пару 23 переда­ет крутящий момент кривошипному валу 25. Шатунными механизмами 22, 27 и 28 вра­щательное движение кривошипного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней 5, 9 и 14 гидроблока 2. Поршни, перемещаясь в цилиндрах, 4, 10 и 16, совершают поочередно всасывание и на­гнетание бурового раствора. При такте вса­сывания входные клапаны 6, 11 и 15 откры­ты, а выходные клапаны 7, 12 и 17 закрыты. При такте нагнетания выходные клапаны открыты, а входные закрыты. Потоки рас-

твора из цилиндров суммируются в выход­ном коллекторе 13. Для сглаживания пульса­ций бурового раствора на насосе установле­ны пневмокомпенсаторы на входном коллек­торе 1 и 19, а на выходном - 18.

Подача смазки на поверхности трения производится принудительно от шестеренча­того насоса 31, а зубчатая передача и шатун­ные подшипники смазываются окунанием. Кроме этого опорные подшипники криво-шипно-шатунного механизма и трансмисси­онного вала имеют дублирующую систему смазки, осуществляемую самотеком из нако­пительных лотков. Шестеренчатый насос с приводом от зубчатого колеса 23 расположен в картере. Распределение смазки по точкам производится гидроаппаратурой блока рас­пределения, там же располагаются контроль­но-измерительные приборы 30. С включени­ем в работу бурового насоса автоматически включается система смазки и блок охлажде­ния 20 цилиндропоршневых групп.

При превышении предельного давле­ния срабатывает предохранительный кла­пан 8, и давление снижается до безопасного уровня, одновременно происходит отключе­ние привода насоса.

Блок охлаждения цилиндропоршневых групп обеспечивает подачу смазочно-охлаж-дающей жидкости (СОЖ) в зону трения пары втулка - поршень для отвода тепла, уменьше­ния коэффициента трения скольжения, очи­стки зеркала скольжения втулки от абразив­ных частиц, содержащихся в буровом рас­творе, и образования гидрозатвора, предот­вращающего попадание воздуха в цилиндры.

Буровые насосы УНБТ-950 и УНБТ-1180 могут работать в режиме самовсасыва­ния и в режиме принудительного подпора на входе. Однако работа насоса в режиме само­всасывания может быть обеспечена только при достаточном кавитационном запасе. Для обеспечения устойчивой бескавитаци-онной работы насоса необходимо в каждом конкретном случае установки насосов про­изводить гидравлический расчет входного трубопровода.

При недостаточном кавитационном за­пасе возникают явно выраженные гидравли­ческие удары в цилиндрах, которые исклю­чают безаварийную работу насосов. Режим работы бурового насоса с принудительным подпором на входе осуществляется с созда­нием давления на входе не менее 0,2 МПа, при помощи центробежных (подпорных) на­сосов. Буровые насосы УНБТ-600 и УНБТ-1500 рассчитаны на работу только в режиме принудительного подпора на входе. Реко­мендуемая принципиальная схема установ­ки буровых насосов приведены на рис. 3.4.1.

8.4 Манифольд

Манифольд (линия нагнетания) - это трубопровод высокого давления, предназ­наченный для транспортирования бурово­го раствора от бурового насоса до вертлю­га. Он состоит из обвязки буровых насосов, трубной обвязки вышечного блока (стояка) и трубопровода, соединяющего вышечный блок с насосным блоком. Манифольд соби­рается из отдельных секций и соединяется быстроразъемными соединениями.

Рис 8.3 Гидрокинематическая схема насоса:

1,18,19- пневмокомпенсатор; 2 - гидравлический блок; 3 - входной коллектор; 4,10,16- цилиндр; 5,9,14 - поршень; 6,11,15 - всасывающий клапан; 7,12,17 - нагнетательный клапан; 8 - предохранительный клапан; 13 - входной коллектор; 20 - блок охлаждения ЦПГ; 21 - шкив; 22,27,28 - шатунный механизм; 23 - зубчатая пара; 24 - станина; 25 - кривошипный вал; 26 - кривошип; 29 - трансмиссионный вал; 30 - манометр; 31 - шестеренный насос

Трубо­проводы от буровых насосов подведены к запорно-распределительному устройству. Запорно-распределительное устройство представляет собой клапанный распреде­литель, который позволяет производить оперативное включение в работу бурового насоса (одного или одновременно двух) и их отключение, а также отсечение выходного канала насоса от общей магистрали. В за-порно-распределительном устройстве в ка­честве затвора используется клапанная группа с бурового насоса. От запорно-рас-пределительного устройства идут отводы к дистанционно управляемой задвижке (ДЗУ) и предохранительному клапану. Сто­як соединяется с вертлюгом буровым рука­вом. Пример конструкции манифольда для установки кустового бурения приведен на рис 8.5.

Рис. 3.4.7. Манифольд установок кустового бурения:

1 - пол буровой; 2 - нагнетательный трубопровод; 3 - буровой насос; 4 - емкости ЦС; 5 - скважина

Контрольные вопросы:

1. Система очистки забоя.

2. Буровые насосы.

3. Конструктивные особенности и параметры насосов.

4.Устройство насосов.

5. Манифольд.

ЛЕКЦИЯ 9

ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА

Циркуляционная система (в дальней­шем ЦС) представляет собой комплекс меха­низмов и оборудования, входящий в состав буровой установки и предназначенный:

- для очистки бурового раствора от вы­буренной породы;

- хранения запаса бурового раствора;

- приготовления бурового раствора за­данной плотности и качества;

- дегазации бурового раствора (при не­обходимости);

- химической обработки бурового рас­твора;

- долива раствора в скважину;

- подачи раствора в скважину;

- удаления шлама.

9.1 Общие требования к ЦС

В процессе углубления скважины в бу­ровой раствор попадают буровой шлам (за­бойный и обвальный), пластовый флюид жидкий (нефть, вода, конденсат) или газооб­разный (углеводородный газ, в том числе кислый), которые должны быть своевремен-

но удалены. Наличие в растворе бурового шлама оказывает вредное влияние на его технологические свойства и приводит к ухудшению технико-экономических показа­телей бурения. В связи с этим очистке буро­вого раствора от твердых, жидких и газооб­разных примесей уделяют особое внимание.

В последнее время требования и запро­сы буровых предприятий к технологическим возможностям ЦС, в первую очередь к каче­ству очистки бурового раствора, значитель­но повысились. Возросли требования к безо­пасному и более удобному выполнению ра­бот, обслуживанию и ремонту оборудования. В особенности ужесточились требования по охране природы.

К конструкции современных ЦС, помимо общих требований к качеству очист­ки и надёжности работы очистного оборудо­вания, каждое буровое предприятие предъ­являет специфические требования, связан­ные с особенностями принятой технологии очистки и приготовления буровых раство­ров. Для улучшения условий труда буровой бригады оборудование ЦС, как правило, в особенности в северных регионах, размеща­ется в утеплённых укрытиях с дополнитель­ным обогревом, освещением и вентиляцией. В состав оборудования включаются грузо­подъёмные средства и устройства, облегча­ющие ремонт и обслуживание оборудования (смену насосных агрегатов, электродвигате­лей, сеток вибросит и т.п.). В целях уменьше­ния или исключения загрязнения окружаю­щей среды при бурении в конструкцию ЦС входят устройства, исключающие протечки бурового раствора на землю и осуществляю­щие его сбор и переработку. При бурении в водоохранных зонах, когда сброс шлама с бу­ровой установки должен быть полностью ис­ключён, в состав ЦС должна входить специ­альная система шламоудаления для выгруз­ки отходов бурения в кузов автомобиля или в промежуточный бункер с последующим вы­возом шлама для его переработки или утили­зации. При необходимости по требованию природоохранных органов качество очистки бурового раствора может быть доведено практически до технически чистой воды. В этом случае в состав ЦС включается специ­альный блок коагуляции и флокуляции, ра­ботающий совместно с центрифугами.

Принципы классификации ЦС

Циркуляционные системы могут быть классифицированы по различным призна­кам. Ранее в нормативной документации.

разработанной ВНИИнефтемашем, была принята классификация ЦС по классам бу­ровых установок, в основу которой была по­ложена глубина бурения и нагрузка на крю­ке буровой установки. Как представляется, эти параметры не характерны для ЦС. Более предпочтительно различать ЦС по функцио­нальным и конструктивным признакам, а также по принадлежности системы очистки к тому или иному типу буровых установок, например для кустового бурения, для стаци­онарных буровых установок или для мобиль­ных установок. Они же диктуют и основные решения по конструктивному исполнению, расположению и составу оборудования ЦС.

Функциональные признаки класси­фикации ЦС определяются технологически­ми процессами (см. выше), для выполнения которых предназначена данная ЦС. Эти признаки могут присутствовать полностью или частично. Так, для любой ЦС обязатель­ными функциями являются очистка бурово­го раствора, хранение его определенного за­паса, долив скважины при подъеме буриль­ной колонны, подача бурового раствора в скважину. Функция подачи бурового раство­ра в скважину обычно выделяется в особую группу (буровые насосы), а выполнение функций приготовления бурового раствора, шламоудаления и применение для этих це­лей соответствующих специальных систем и устройств необходимо не для всех ЦС.

Руководствуясь функциональными признаками, всё оборудование ЦС традици­онно разделяется на несколько блоков:

- блоки грубой и тонкой очистки;

- блок или блоки приготовления буро­вого раствора;

- блоки хранения раствора;

- система долива раствора в скважину;

- система удаления шлама.

По конструктивным признакам, независимо от типа буровой установки, ЦС могут различаться по способу транспорти­рования на крупноблочные, блочно-модуль-ные и блочные. Отличаются ЦС и по монта-жеспособности у заказчика. Блочно-модуль­ные ЦС повышенной заводской готовности проходят на заводе-изготовителе полную сборку с разводкой всех технологических трубопроводов и электрических коммуника­ций с последующей стыковкой на быстро-разъёмных соединениях, что даёт значи­тельную экономию времени при первичном и повторном монтажах на месте бурения.

Таблица 9.1

9.2 Очистка бурового раствора

Бурение нефтяных и газовых скважин без применения систем очистки бурового раствора невозможно. Чем качественнее очистка, тем надёжнее работает оборудова­ние буровой установки - буровые насосы и породоразрушающий инструмент, тем выше технико-экономические показатели бурения.

В зависимости от горно-геологических особенностей разреза и планируемой техно­логии строительства скважины в качестве бурового раствора могут использоваться:

- техническая вода;

- глинистый буровой раствор на водной основе неутяжеленный и утяжеленный;

- буровой раствор на нефтяной основе неутяжеленный и утяжеленный;

- буровой раствор полимерглинистый с малым содержанием глинистой фазы;

- буровой раствор неутяжеленный аэ­рированный;

- углеводородные жидкости. Наибольшее распространение в нашей

стране получила технология строительства глубоких скважин на нефть и газ с промыв­кой глинистыми (утяжеленными, неутяже-ленными), а также полимерглинистыми, бу­ровыми растворами на водной основе. По­этому в этом разделе рассматриваются воп­росы очистки таких растворов от шлама и пластовых флюидов.

Очистка бурового раствора от бурового шлама осуществляется с помощью техноло­гического оборудования, входящего в состав блока очистки ЦС буровой установки [6, 8]. К этому оборудованию относятся сита вибра­ционные, гидроциклонные шламоотделите-ли (песко- и илоотделители), сепараторы раз­ных типов, в том числе центробежные. Опи­сание конструкций очистного оборудова­ния, особенностей его устройства приводят­ся ниже. Структурная схема четырёхступен­чатой системы очистки бурового раствора приведена выше.

При качественной очистке из бурового раствора могут удаляться частицы разме­ром до 1 мкм. Известно, что размер частиц бентонитового порошка находится в преде­лах от 1 до десятков микрометров, порошко­образного барита - от 5 до 75 мкм, бурового шлама - от 10 мкм до 25 мм. Но в процессе движения по стволу скважины к поверхнос­ти размеры частиц шлама уменьшаются за счет механического воздействия. После дли­тельного нахождения в буровом растворе ча­стицы шлама постепенно превращаются в коллоидные (размером менее 2 мкм) и игра­ют существенную роль в формировании тех­нологических свойств бурового раствора.

Глубокая очистка раствора от шлама сопряжена с применением очень сложного оборудования - высокоскоростных центри­фуг, блоков коагуляции, флокуляции и т.п. оборудования. Несмотря на то, что глубокая очистка усложняет технологический про­цесс, в большинстве случаев применение ее рентабельно вследствие существенного уве­личения скорости бурения, сокращения рас­ходов на регулирование свойств бурового раствора, уменьшения вероятности возник­новения аварий и удовлетворения требова­ний защиты окружающей среды.

Способ очистки бурового раствора от выбуренной породы и регулирования содер­жания твердой фазы задается на стадии проектирования в зависимости от особенно­стей разреза скважины. Для обычной техно­логии строительства скважины каждый из видов оборудования, используемого для очи­стки бурового раствора от шлама (за исклю­чением центрифуги), должен пропускать ко­личество бурового раствора, превышающее максимальную производительность буровых насосов при промывке скважины.

Для очистки бурового раствора на вод­ной основе (неутяжеленного и утяжеленного) от выбуренного и обвального шлама и регу­лирования содержания твердой фазы приме­няют устройства грубой и тонкой очистки.

При необходимости в случаях газопро­явлений буровой раствор из скважины сна­чала должен поступать в сепаратор для отде­ления из него газа и далее в дегазатор и обо­рудование блока очистки.

Блоки очистки включают технологи­ческое очистное оборудование. В зависимос­ти от требований технологии бурения, при­меняется одно-, двух- или трёхступенчатая очистка бурового раствора. Для улучшения качества очистки и уменьшения сбросов шлама с буровой установки, возможности его последующей утилизации применяется четырёхступенчатая система очистки, кото­рая обеспечивает последовательную очистку бурового раствора на виброситах, песко- и илоотделителях с осушающим виброситом (с использованием ситогидроциклонных сепа­раторов) и центрифугах. Иногда к очистному оборудованию относят и дегазаторы или се­параторы газа из бурового раствора, уста­навливаемые до или после вибросит.

Приготовление бурового раствора

Буровой раствор приготавливается в следующих случаях:

- для создания необходимого запаса бу­рового раствора до начала бурения;

- пополнения убыли бурового раствора в результате его поглощения в скважине;

- введения в буровой раствор химичес­ких реагентов и утяжелителей.

Буровой раствор готовится в специаль­ном блоке, предназначенном для смешива­ния стандартных глинопорошков, утяжели­телей или химических реагентов в сухом или жидком виде с водой до достижения необхо­димой концентрации. В состав блоков приго­товления обычно входит ёмкость или ёмкос­ти небольшого объёма (8-12 м³) для хранения приготовленного раствора. По мере готовно­сти раствор из этих ёмкостей перекачивает­ся в основные ёмкости ЦС или непосредст­венно в скважину. Смешивание осуществля­ется с помощью центробежного насоса, про­качивающего воду или буровой раствор че­рез инжектор (воронку смесительную, см. рис.3.4.1), засасывающий сухой компонент непосредственно из тары или при засыпке его в бункер воронки. При необходимости приготовления буровых растворов из под­ручных материалов (комовых глин) в блоках приготовления используют различные меха­нические устройства для измельчения и сме­шивания глины с водой: фрезерно-струйные мельницы, глиномешалки и т.п. Для улучше­ния качества бурового раствора иногда при­меняют диспергаторы, которые устанавли­ваются после гидросмесителей.

Блоки хранения представляют собой ёмкости различных конструкций, закрытые сверху настилом и снабжённые люками для обслуживания, лестницами, донными кла­панами для слива остатков бурового раство­ра или промывочной жидкости. Иногда они имеют люки в боковых стенках для ручной зачистки. Ёмкости снабжаются механичес­кими и гидравлическими перемешивающи­ми устройствами, препятствующими осаж­дению твёрдой фазы из буровых растворов.

Система удаления шлама предназна­чена для сбора шлама после очистного обо­рудования, его транспортирования и удале­ния за пределы буровой установки в процес­се бурения. Система шламоудаления вклю­чает в себя шнековый конвейер или несколь­ко конвейеров с приводом и дополнительны­ми устройствами. Привод конвейера может обеспечивать его работу в разных режимах скорости в зависимости от количества по­ступающего шлама. Выгрузка шлама может осуществляться в шламовую яму, если поз­воляют условия, или в промежуточный бун­кер, или в кузов автомобиля для вывоза в ме­ста утилизации.

Кроме описанных основных блоков в состав ЦС входят системы освещения, отоп­ления, принудительной и вытяжной венти­ляции, приборы контроля, входящие в сис­тему контроля параметров бурения буровой установки, а также система трубопроводов и запорной арматуры.

Во всех ЦС для перекачивания бурового раствора применяются шламовые центробеж­ные электронасосные агрегаты. Мощность привода насосов выбирается в зависимости от плотности раствора от 30 до 75 кВт. Произво­дительность насосов не менее 150 м³/ч. В бло­ках приготовления раствора устанавливается насос с приводным электродвигателем мощ­ностью до 90 кВт и расходом 250 м³/ч. Обору­дование, используемое в комплексах ЦС для очистки буровых растворов, относится к от­расли химического машиностроения и изго­тавливается на специализированных пред­приятиях.

Основные технические параметры оборудования ЦС

1. Полезный объём бурового раствора в ёмкостях ЦС.

В зависимости от назначения ЦС и класса буровой установки, полезный объём бурового раствора изменяется в широких пределах от 100 м³ для неглубоких скважин до 500...600 м³ для стационарных буровых для глубокого разведочного бурения. Изменение объёма достигается установкой в схеме ЦС дополнительных блоков хранения. Иногда в состав ЦС включают специальные блоки до­полнительных ёмкостей для хранения ре­зервных запасов воды и буровых растворов.

2. Количество ступеней очистки. Обычно в ЦС принимается не менее

трех ступеней очистки, т.е. очистка на виб­роситах, пескоотделителях и илоотделите-лях. Четвертая ступень очистки производит­ся на центрифугах. При необходимости ис­пользуют специальное оборудование для об­работки бурового раствора коагулянтами и флокулянтами с последующим выделением твердой фазы на центрифугах и получением технически чистой воды, которая может быть использована вторично или сброшена без ущерба природе.

Таблица 9.2 Основные параметры технологического оборудования циркуляционных систем

Контрольные вопросы:

1. Циркуляционная система.

2. Общие требования к ЦС.

3. Очистка бурового раствора.

ЛЕКЦИЯ 10

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА

10.1 Вибросито

Вибросито представляет собой механи­ческое устройство, предназначенное для от­деления шлама путем фильтрации раствора через вибрирующие сетки.

Главными факторами, определяющими глубину очистки и пропускную способность вибросита, являются размер ячеек и пло­щадь фильтрующей поверхности. Схема уст­ройства вибросита показана на рис. 10.1. Основные составные части вибросита: осно­вание 1, приемник 2 с распределителем по­тока, вибрирующая рама 5 с сеткой 4, вибра­тор 3, амортизаторы 6, поддон 7 для сбора очищенного раствора. Вибрирующая рама может располагаться как горизонтально, так и под углом к горизонту, а её движение мо­жет быть линейным, круговым, эллипсооб-разным и комбинированным.

Практически установлено, что опти­мальное соотношение между длиной и ши­риной фильтрующей поверхности по отно­шению к направлению подачи раствора со­ставляет 2:1, а размеры сетки: длина 2600 мм не более, ширина 1300 мм. В зависимос­ти от типа и дисперсного состава шлама производительность вибросита существен­но изменяется. Наибольшая производитель­ность вибросита достигается в случае, если шлам в основном состоит из песка, а наи­меньшая - когда шлам представлен вязкими глинами. Также из практики установлено [5], что эффективность очистки виброситом воз­растает по мере увеличения времени нахож­дения частиц на сетке. Этого можно достиг­нуть несколькими способами - увеличением длины сетки, уменьшением расхода жидкос­ти, угла наклона сетки и амплитуды колеба­ний, изменением направления перемеще­ния частиц, одновременным использовани­ем двух последовательных или параллель­ных сеток.

Эффективность работы вибросита (пропускная способность, глубина и степень очистки) зависит прежде всего от типа и ра­бочего состояния вибрирующей сетки. В на­стоящее время для очистки бурового раство­ра отечественной промышленностью изго­тавливаются кассеты с однослойными сет­ками с размером ячейки 0,7x2,3; 1x2,3; 1x5; 0,16x0,16; 0,2x0,2; 0,25x0,25; 0,4x0,4; 0,55х 0,55; 0,9x0,9; 1,6x1,6; 2x2 и 4x4 мм. Для очи­стки используются сетки с переплетениями из нержавеющих проволок четырех типов: квадратным, прямоугольным, диагональ­ным и двойным голландским. Наиболее час­то используется квадратное переплетение. Все сетки для очистки бурового раствора из­готавливают, как правило, в виде кассет с бо­ковым обрамлением. Такая конструкция позволяет осуществлять равномерное попе­речное натяжение сетки при установке ее на вибросите. Кроме того, изготавливаются кассеты с одно-, двух- и трехслойными сет­ками с ячейками квадратного сечения раз­личного размера. Состояние натяжения сет­ки - существенный технологический фактор, влияющий на эффективность работы вибро­сита.

Рис.10.1 Схема вибросита

Важную роль играет чистота сеток. Ког­да сетка забивается шламом, ее необходимо промыть струёй воды. И если очистка сетки не дает существенного результата, то её сле­дует снять и очистить проволочной щеткой с обратной стороны. Во время технологических перерывов сетку рекомендуется промывать и закрывать предохранительной крышкой от случайного механического повреждения.

Засорить сетку могут ангидрит, гипс, нефтепродукты, смазки и соль. В таких слу­чаях рекомендуется промывание пресной водой, 10 % раствором уксусной или соля­ной кислоты. Продукты нефти удаляют ке­росином или дизельным топливом. Посто­янное поддержание вибросита в рабочем со­стоянии вызвано необходимостью эффек­тивной очистки бурового раствора от шла­ма. На долю вибросит приходится большая часть очистки бурового раствора от шлама, поэтому именно им следует уделять наи­большее внимание.

Вибросито устанавливается на блоке очистки в соответствии со схемами обвязки с устьем скважины при помощи растворо-провода или открытого желоба. С помощью вибросит производится отделение наиболее крупных твердых частиц шлама величиной от 0,16 мм до максимального. Размеры ячеек ситовых кассет выбираются в зависимости от подачи насоса и механической скорости бурения по номограммам [3]. Суммарная пропускная способность вибросит должна быть на 25 % больше максимальной подачи буровых насосов. Не рекомендуется приме­нение режима эксплуатации вибросита с пе­регрузкой более чем на 35 % его максималь­ной пропускной способности, всле-дствие того, что это существенно сокращает срок его службы.

10.2 Гидроциклонные шламоотделители

Гидроциклоны, представляющие собой инерционно-гравитационные разделители твердых частиц, широко применяются в промышленности для разделения суспензии на жидкую и твердую фазу.

В качестве второй и третьей ступеней очистки бурового раствора от шлама ис­пользуются гидроциклонные шламоотдели­тели - пескоотделители и илоотделители раз­личной конструкции, с помощью которых удаляются твердые частицы размером от 50 мкм до 1,5 мм. Пескоотделители - это гидро­циклоны диаметром 150 мм и более, одинар­ные и сдвоенные, объединенные подающим и сливным трубопроводами. К илоотделите-лям относятся аналогичные устройства, со­стоящие из гидроциклонов диаметром 100 мм и менее.