Les shale shakers sont des équipements clés dans systèmes de contrôle des solides et l'équipement de traitement de première étape. Leurs performances influencent directement l'effet de contrôle global du système. Pendant le forage, le fluide de forage contenant une grande quantité de débris de forage est renvoyé du puits. Le rôle du shale shaker est de séparer les déblais du fluide de forage, ce qui permet au fluide de forage plus propre d'entrer dans l'équipement de séparation suivant.
1. Caractéristiques technologiques des secoueurs de schiste à fluide de forage
Le niveau technique d'un shaker se reflète principalement dans sa capacité de traitement (débit et séparation granulométrique), sa stabilité opérationnelle, sa durée de vie et sa flexibilité opérationnelle. La capacité de traitement d'un shaker est liée à sa structure, à la trajectoire de son mouvement, à la fréquence et à l'intensité de ses vibrations, à la surface de son tamis et à la grosseur de ses mailles. Les secoueurs de schiste modernes sont généralement à grande vitesse, linéaires (ou non linéaires), à mailles fines et multicouches, et jouent un rôle crucial dans les systèmes de contrôle des solides.
2. Principe de fonctionnement du shaker à fluide de forage
Le shale shaker se compose d'un caisson de tamisage, d'un treillis de tamisage, de ressorts de vibration, d'un excitateur, d'un bac d'entrée, d'une base et d'un support. La rotation de l'excitateur entraîne le caisson et le tamis, créant ainsi une trajectoire de mouvement raisonnable.Le fluide de forage s'écoule du bac d'entrée sur le tamis. Le caisson de tamisage pousse les solides vers l'avant. La phase liquide (avec des solides plus petits) passe à travers la grille dans le réservoir de fluide de forage, achevant ainsi la séparation.
Lors de la sélection d'un shaker de schiste, L'ingénieur doit d'abord sélectionner le tamis approprié en fonction de la taille et de la granulométrie des particules de la phase solide dans le fluide de forage. La taille des trous du tamis est exprimée en “mailles”. Le nombre de mailles désigne le nombre de trous par pouce (in) de la maille du tamis ; plus le nombre de mailles est élevé, plus les trous sont petits. Par exemple, selon les normes API, une maille carrée comportant 12 trous par pouce est appelée "maille 12". écran (12×12).
La capacité de traitement est un paramètre très important d'un shaker. Outre la sélection et la détermination des paramètres de mouvement eux-mêmes, des facteurs tels que le type de fluide de forage, la densité, la peau, la taille et la quantité de particules solides, ainsi que la taille de l'orifice, affectent également cette capacité. Par conséquent, les opérateurs doivent prendre en compte tous ces facteurs et effectuer des sélections raisonnables dans le cadre d'une utilisation réelle.
3. Types de secoueurs de schiste
1) Classification selon le principe de fonctionnement
(1) Caisson vibrant elliptique ordinaire : Pendant le fonctionnement, le caisson se déplace dans un mouvement circulaire précis, et le centre de masse peut se déplacer dans un mouvement de tangage.
(2) Shaker circulaire : Pendant le fonctionnement, le caisson de tamisage se déplace le long d'une trajectoire circulaire.
(3) Shaker linéaire : Pendant le fonctionnement, le caisson de tamisage se déplace le long d'une trajectoire linéaire.
(4) Shaker elliptique à translation : Pendant le fonctionnement, le caisson de tamisage se déplace le long d'une trajectoire circulaire précise en translation.
2) Classification selon la structure
(1) Écran unique : Un shale shaker fonctionne de manière indépendante.
(2) Double tamis : Deux shale shakers sont installés côte à côte sur la même base, ce qui permet de traiter simultanément les fluides de forage.
(3) Multi-écran : Trois shakers ou plus sont installés côte à côte sur la même base, ce qui permet le traitement simultané du fluide de forage.
3) Classification selon la disposition des écrans :
(1) Écran monocouche : Le caisson d'écran a une seule surface d'écran.
(2) Écran à double couche : Le caisson d'écran comporte deux surfaces d'écran, l'une au-dessus de l'autre, à une certaine distance l'une de l'autre.
(3) Écran superposé : Le caisson de dégrillage comporte deux surfaces de dégrillage décalées.
4. Plusieurs secoueurs de schiste couramment utilisés
1) Shaker linéaire
Le vibrateur d'un shale shaker linéaire se compose de deux vibrateurs excentriques de masse égale tournant de manière synchronisée dans des directions opposées. Ce vibrateur génère des vibrations linéaires, et la trajectoire du mouvement du caisson de criblage est une ligne droite.
Par rapport aux shale shakers à trajectoire circulaire, les shale shakers linéaires présentent les caractéristiques suivantes :
(1) La trajectoire du caisson de criblage étant rectiligne, les déblais de forage se déplacent régulièrement sur la surface du caisson, ce qui permet une évacuation en douceur des déblais.
(2) La surface du tamis étant placée horizontalement, la hauteur totale du shale shaker est réduite.
(3) En raison du mouvement linéaire de la surface du tamis, l'accélération et la force exercées sur les mailles du tamis sont relativement uniformes et conservent une direction constante. Par conséquent, les tamis ultrafins peuvent être utilisés sur des shale shakers linéaires, ce qui est extrêmement important pour le contrôle des solides dans les fluides de forage.
(4) La capacité de traitement des fluides de forage des shale shakers linéaires est supérieure à celle des shale shakers circulaires. En général, dans les mêmes conditions, les tamis linéaires ont une capacité de traitement supérieure de 201 à 301 TTP3T à celle des tamis circulaires. Si l'on considère les tendances de développement des secoueurs de fluide de forage à l'étranger, la plupart des fabricants d'équipements de contrôle des solides produisent des cribles linéaires, mais certaines entreprises développent également des secoueurs de schiste elliptiques.
2) Shaker elliptique
Au début des années 1980, les ingénieurs ont mis au point le crible vibrant elliptique, également connu sous le nom de secoueur de schiste elliptique équilibré, comme nouveau type de secoueur de schiste. Des produits importés de l'étranger sont déjà disponibles en Chine. Le shaker elliptique équilibré combine les avantages des tamis linéaires et circulaires, c'est-à-dire que le “grand axe” de l'ellipse améliore le transport des fluides de forage, tandis que le petit axe réduit la possibilité qu'une partie des fluides de forage obstrue les trous d'extrémité.
3) Shaker circulaire
La boîte vibrante circulaire est équipée d'un dispositif à vecteur d'accélération rotatif, qui disperse facilement le fluide de forage sur la surface de l'écran, réduisant ainsi le risque de colmatage de l'écran. Cependant, le mouvement circulaire et l'angle de projection sont abrupts, ce qui se traduit par une vitesse de transport du matériau plus faible et, par conséquent, dans les mêmes conditions, le débit n'est pas aussi bon que celui d'un crible linéaire.
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