Il sistema di controllo dei solidi del fluido di perforazione (o sistema di controllo dei solidi) è un sistema di supporto vitale per gli impianti di perforazione petrolifera. La sua funzione principale è quella di rimuovere le particelle solide non necessarie dal fluido di perforazione. Ciò mantiene la stabilità del fluido, migliora le condizioni di lavoro della pompa e aumenta l'efficienza della perforazione.
Il sistema di controllo dei solidi del fluido di perforazione è costituito principalmente da apparecchiature di purificazione e serbatoi di circolazione con le relative apparecchiature di erogazione. I componenti chiave includono shale shaker, degassatori a vuoto, desanderizzatori, desilteratori, pompe per la sabbia, tramoggia per il fango, agitatori, pistole per il fluido di perforazione e tubazioni ausiliarie.
Essendo un componente importante del modulo dell'impianto di perforazione, la configurazione e la selezione delle apparecchiature per il sistema di controllo dei solidi del fluido di perforazione stanno diventando sempre più diversificate. Dal punto di vista della struttura del sistema, le configurazioni originali delle apparecchiature non sono più in grado di soddisfare le esigenze della moderna tecnologia di perforazione. Oltre a considerare il controllo dei solidi del fluido di perforazione, il sistema deve avere anche funzioni quali la preparazione del fluido di perforazione, l'erogazione, lo spurgo, il recupero, la sicurezza, la manutenzione e la progettazione della ridondanza.
Il sistema di controllo dei solidi del fluido di perforazione è composto dai corrispondenti dispositivi di purificazione del fluido di perforazione, progettati per soddisfare i requisiti di purificazione del fluido di perforazione. I sistemi di purificazione del fluido di perforazione comunemente utilizzati comprendono sistemi a due e tre stadi, con un massimo di cinque stadi.
Prima fase di purificazione (rimozione delle particelle di grandi dimensioni)
Il fluido di perforazione che circola verso la testa del pozzo dal fondo del pozzo contiene tagli di perforazione più grandi. Il fluido di perforazione entra nel scuotitore di scisto attraverso la tubazione di collegamento dalla testa del pozzo. Il vaglio vibrante separa i residui di perforazione di dimensioni superiori a 74μm, completando la prima fase di purificazione. La capacità dell'agitatore di scisto dovrebbe essere pari a 100-125% della cilindrata massima totale della pompa di perforazione. Il fluido di perforazione purificato passa dal serbatoio conico allo scomparto successivo.
Seconda e terza fase di purificazione (degassificazione e rimozione delle particelle più grandi)
Durante il processo di perforazione, il gas di fondo si mescola al fluido di perforazione, alterandone la densità e compromettendo la capacità di trasportare fango e sabbia. A questo punto, il degassificatore nella camera di degassificazione rimuove i gas nocivi dal fluido di perforazione, ripristinando così la densità del fluido di perforazione e stabilizzandone la viscosità. Questo completa la purificazione secondaria del fluido di perforazione. La pompa per sabbia pompa quindi il fluido di perforazione degassato nel dissabbiatore. Il dissabbiatore separa le particelle di sabbia più piccole (40-100μm) dal fluido di perforazione, completando il processo di dissabbiatura, che rappresenta la purificazione terziaria. La capacità di trattamento del degasatore e del dissabbiatore deve essere pari a 100%-125% della cilindrata massima totale della pompa di perforazione e di fusione.
Installare la linea di aspirazione della camera di degassificazione nell'area in cui il fluido di perforazione è completamente agitato all'interno del serbatoio e dotarla di un filtro. Scaricare il gas rimosso in modo direzionale. La porta di scarico deve essere rivolta verso il basso e la linea di scarico deve essere una tubazione rigida, con l'uscita ad almeno 75 m dalla testa del pozzo.
Purificazione quaternaria (rimozione di piccole particelle)
Il fluido di perforazione purificato dal dissabbiatore entra direttamente nella camera di dissabbiatura (o, a seconda delle esigenze effettive, direttamente dal dissabbiatore in altre camere attraverso il serbatoio del fluido di perforazione). Nella camera di dissabbiatura, la pompa di dissabbiatura aspira il fluido di perforazione e separa le particelle più piccole (12-74 μm), completando così il quarto stadio di purificazione. Il sistema trasporta quindi il fluido di perforazione purificato direttamente al separatore centrifugo tramite una tubazione. La capacità della pompa di dissabbiatura deve essere compresa tra 100% e 125% della capacità massima di scarico totale della pompa di perforazione.
Nella progettazione del dissabbiatore e della pompa di dissabbiatura, le tubazioni di ingresso e di uscita devono essere corte e diritte. L'uscita di scarico del troppopieno deve trovarsi al di sopra del livello massimo di liquido del serbatoio. L'ingresso della tubazione di aspirazione deve essere dotato di un filtro.
Purificazione a cinque fasi (rimozione del particolato)
A centrifuga è installato nella camera di separazione centrifuga. Il fluido di perforazione viene alimentato nella centrifuga da una pompa a vite. La centrifuga separa le particelle più piccole (dimensioni di 2-15μm), che costituiscono il quinto stadio di purificazione. Il fluido di perforazione purificato entra quindi nel serbatoio di circolazione attraverso un serbatoio del fluido di perforazione. La portata della centrifuga deve essere pari a 5%-10% della cilindrata massima totale della pompa di perforazione.
Nel caso di pozzi complessi e con requisiti elevati, le operazioni di perforazione utilizzano le prestazioni di tutti e cinque gli stadi di purificazione. A seconda delle esigenze effettive, l'operazione può anche utilizzare uno o più stadi di depurazione.
La razionalità e la scientificità della configurazione del sistema di controllo dei solidi influisce direttamente sull'efficienza della perforazione. Un sistema correttamente progettato e selezionato può migliorare notevolmente l'efficienza di perforazione nelle operazioni reali.
Conversazione con l'ingegnere