The system kontroli cząstek stałych w płuczce wiertniczej (lub system kontroli ciał stałych) jest istotnym systemem wsparcia dla platform wiertniczych. Jego główną funkcją jest usuwanie niepotrzebnych cząstek stałych z płynu wiertniczego. Utrzymuje to stabilność płynu, poprawia warunki pracy pompy i zwiększa wydajność wiercenia.
The system kontroli cząstek stałych w płuczce wiertniczej składa się głównie ze sprzętu do oczyszczania i zbiorników cyrkulacyjnych wraz z ich wyposażeniem. Kluczowe komponenty obejmują wytrząsarkę łupków, odgazowywacze próżniowe, odpiaszczacze, odmulacze, pompy piasku, zbiornik na płuczkę, mieszadła, pistolety do płuczki wiertniczej i rurociągi pomocnicze.
Jako ważny element modułu wiertnicy, konfiguracja i dobór sprzętu do systemu kontroli cząstek stałych w płuczce wiertniczej stają się coraz bardziej zróżnicowane. Z punktu widzenia struktury systemu, oryginalne konfiguracje sprzętu nie są już w stanie zaspokoić potrzeb nowoczesnej technologii wiercenia. Oprócz uwzględnienia kontroli ciał stałych w płuczce wiertniczej, powinien on również pełnić takie funkcje, jak przygotowanie płuczki wiertniczej, dostarczanie, oczyszczanie, odzyskiwanie, bezpieczeństwo, konserwacja i projektowanie redundancji.
System kontroli cząstek stałych w płuczce wiertniczej składa się z odpowiednich urządzeń do oczyszczania płuczki wiertniczej, zaprojektowanych w celu spełnienia wymagań dotyczących oczyszczania płuczki wiertniczej. Powszechnie stosowane systemy oczyszczania płuczki wiertniczej obejmują systemy dwustopniowe i trzystopniowe, z maksymalnie pięcioma stopniami.
Pierwszy etap oczyszczania (usuwanie dużych cząstek)
Płyn wiertniczy krążący z dna odwiertu z powrotem do głowicy odwiertu zawiera większe zwierciny. Płyn wiertniczy wchodzi do wytrząsarka łupków przez rurociąg łączący z głowicą odwiertu. Sito wibracyjne oddziela zwierciny większe niż 74 μm, kończąc pierwszy etap oczyszczania. Wydajność wytrząsarki łupków powinna wynosić 100-125% maksymalnego całkowitego przemieszczenia pompy wiertniczej. Oczyszczony płyn wiertniczy przepływa ze stożkowego zbiornika do następnego przedziału.
Drugi i trzeci etap oczyszczania (odgazowywanie i usuwanie większych cząstek)
Podczas procesu wiercenia, gaz z otworu wiertniczego miesza się z płynem wiertniczym, zmieniając jego gęstość i wpływając na jego zdolność do przenoszenia płuczki i piasku. W tym momencie odgazowywacz w komorze odgazowywania usuwa szkodliwe gazy z płuczki wiertniczej, przywracając w ten sposób gęstość płuczki wiertniczej i stabilizując jej lepkość. Na tym kończy się wtórne oczyszczanie płuczki wiertniczej. Następnie pompa piasku pompuje odgazowany płyn wiertniczy do odpiaszczacza. Odpiaszczacz oddziela mniejsze cząstki piasku (o wielkości 40-100 μm) od płuczki wiertniczej, kończąc proces odpiaszczania, który jest oczyszczaniem trzeciorzędowym. Wydajność przetwarzania odgazowywacza i odpiaszczacza powinna wynosić 100%-125% maksymalnego całkowitego przemieszczenia pompy wiertniczej i pompy łączącej.
Zainstalować przewód ssący komory odgazowującej w miejscu, w którym płuczka wiertnicza jest w pełni mieszana w zbiorniku i wyposażyć go w sito filtrujące. Usunięty gaz należy odprowadzać w sposób kierunkowy. Port wylotowy powinien być skierowany pod wiatr, a linia wylotowa powinna być sztywnym rurociągiem, z wylotem w odległości co najmniej 75 m od głowicy odwiertu.
Oczyszczanie czwartorzędowe (usuwanie małych cząstek)
Płyn wiertniczy oczyszczony przez desander trafia bezpośrednio do komory odmulania (lub, w zależności od rzeczywistych potrzeb, bezpośrednio z odmulacza do innych komór poprzez zbiornik płuczki wiertniczej). W komorze odsączania pompa odsączająca zasysa płuczkę wiertniczą i oddziela drobne cząstki (o wielkości 12-74 μm), kończąc w ten sposób czwarty etap oczyszczania. Następnie system transportuje oczyszczoną płuczkę bezpośrednio do separatora odśrodkowego za pośrednictwem rurociągu. Wydajność pompy odmulającej powinna wynosić od 100% do 125% maksymalnej całkowitej wydajności pompy wiertniczej.
Podczas projektowania odpiaszczacza i pompy odmulającej, rurociągi wlotowe i wylotowe powinny być krótkie i proste. Wylot przelewowy powinien znajdować się powyżej najwyższego poziomu cieczy w zbiorniku. Wlot rurociągu ssącego musi być wyposażony w sito filtrujące.
Pięciostopniowe oczyszczanie (usuwanie cząstek stałych)
A wirówka jest zainstalowany w komorze separacji odśrodkowej. Płyn wiertniczy jest podawany do wirówki za pomocą pompy śrubowej. Wirówka oddziela mniejsze cząstki (o wielkości 2-15 μm), co stanowi piąty etap oczyszczania. Oczyszczony płyn wiertniczy trafia następnie do zbiornika cyrkulacyjnego poprzez zbiornik płynu wiertniczego. Przepustowość wirówki powinna wynosić 5%-10% maksymalnej całkowitej wydajności pompy wiertniczej.
W przypadku złożonych warunków odwiertu i tych o wysokich wymaganiach, operacja wiercenia wykorzystuje wydajność wszystkich pięciu etapów oczyszczania. W zależności od rzeczywistych potrzeb, operacja może również wykorzystywać jeden lub więcej etapów oczyszczania.
Racjonalność i naukowy charakter konfiguracji systemu kontroli cząstek stałych bezpośrednio wpływa na wydajność wiercenia. Odpowiednio zaprojektowany i dobrany system może znacznie poprawić wydajność wiercenia w rzeczywistej eksploatacji.
Czat z inżynierem