O sistema de controlo dos sólidos do fluido de perfuração (ou sistema de controlo de sólidos) é um sistema de apoio vital para as plataformas de perfuração de petróleo. A sua principal função é remover partículas sólidas desnecessárias do fluido de perfuração. Isto mantém a estabilidade do fluido, melhora as condições de funcionamento da bomba e aumenta a eficiência da perfuração.
O sistema de controlo dos sólidos do fluido de perfuração consiste principalmente em equipamento de purificação e tanques de circulação com o seu equipamento de distribuição. Os principais componentes incluem o agitador de xisto, desgaseificadores a vácuo, desarenadores, desfiltros, bombas de areia, tremonha de lama, agitadores, pistolas de fluido de perfuração e tubagens auxiliares.
Como componente importante do módulo da plataforma de perfuração, a configuração e a seleção do equipamento para o sistema de controlo de sólidos do fluido de perfuração estão a tornar-se cada vez mais diversificadas. Do ponto de vista da estrutura do sistema, as configurações originais do equipamento já não conseguem satisfazer as necessidades da moderna tecnologia de perfuração. Para além de considerar o controlo dos sólidos do fluido de perfuração, deve também ter funções como a preparação do fluido de perfuração, a entrega, a purga, a recuperação, a segurança, a manutenção e a conceção da redundância.
O sistema de controlo dos sólidos do fluido de perfuração é composto por dispositivos correspondentes de purificação do fluido de perfuração, concebidos para satisfazer os requisitos de purificação do fluido de perfuração. Os sistemas de purificação de fluidos de perfuração habitualmente utilizados incluem sistemas de dois e três estágios, com um máximo de cinco estágios.
Purificação da primeira fase (remoção de partículas grandes)
O fluido de perfuração que circula de volta para a cabeça do poço a partir do fundo do poço contém estacas de perfuração maiores. O fluido de perfuração entra no agitador de xisto através da conduta de ligação a partir da cabeça do poço. O crivo vibratório separa as aparas de perfuração maiores que 74μm, completando a primeira fase de purificação. A capacidade do agitador de xisto deve ser de 100-125% do deslocamento total máximo da bomba de perfuração. O fluido de perfuração purificado flui do tanque cónico para o compartimento seguinte.
Purificação de segunda e terceira fases (desgaseificação e remoção de partículas maiores)
Durante o processo de perfuração, o gás do fundo do poço mistura-se com o fluido de perfuração, alterando a sua densidade e afectando a sua capacidade de transportar lama e areia. Nesta altura, o desgaseificador na câmara de desgaseificação remove os gases nocivos do fluido de perfuração, restaurando assim a densidade do fluido de perfuração e estabilizando a sua viscosidade. Isto completa a purificação secundária do fluido de perfuração. A bomba de areia bombeia então o fluido de perfuração desgaseificado para o desarenador. O desarenador separa as partículas de areia mais pequenas (40-100μm de tamanho) do fluido de perfuração, completando o processo de desarenação, que é a purificação terciária. A capacidade de processamento do desgaseificador e do desarenador deve ser 100%-125% da deslocação total máxima da bomba de perfuração e fusão.
Instalar a conduta de aspiração da câmara de desgaseificação na zona de agitação total do fluido de perfuração no interior do tanque e equipá-la com um filtro. Descarregar o gás removido de forma direcional. A porta de descarga deve estar virada para o vento, e a linha de descarga deve ser uma tubagem rígida, com a sua saída a pelo menos 75 m da cabeça do poço.
Purificação quaternária (remoção de partículas pequenas)
O fluido de perfuração purificado pelo desarenador entra diretamente na câmara de desarenação (ou, dependendo das necessidades reais, diretamente do desarenador para outras câmaras através do tanque de fluido de perfuração). Na câmara de desarenação, a bomba de desarenação aspira o fluido de perfuração e separa as partículas minúsculas (12-74 μm de tamanho), completando assim a quarta fase de purificação. O sistema transporta então o fluido de perfuração purificado diretamente para o separador centrífugo através de uma conduta. A capacidade da bomba de dessilagem deve ser de 100% a 125% da capacidade máxima de descarga total da bomba de perfuração.
Ao projetar o desarenador e a bomba de desassoreamento, as tubagens de entrada e de saída devem ser curtas e rectas. A saída de descarga do transbordo deve estar acima do nível de líquido mais alto do tanque. A entrada da tubagem de aspiração necessita de um filtro.
Purificação em cinco fases (remoção de partículas)
A centrífuga é instalado na câmara de separação centrífuga. O fluido de perfuração é alimentado na centrífuga por uma bomba de parafuso. A centrífuga separa as partículas mais pequenas (2-15μm de tamanho), o que constitui a quinta fase de purificação. O fluido de perfuração purificado entra então no tanque de circulação através de um tanque de fluido de perfuração. O rendimento da centrifugadora deve ser 5%-10% da deslocação total máxima da bomba de perfuração.
Para condições de poço complexas e com requisitos elevados, a operação de perfuração utiliza o desempenho de todas as cinco fases de purificação. Dependendo das necessidades reais, a operação pode também empregar uma ou mais fases de purificação.
A racionalidade e a natureza científica da configuração do sistema de controlo de sólidos afectam diretamente a eficiência da perfuração. Um sistema corretamente concebido e selecionado pode melhorar significativamente a eficiência da perfuração em operações reais.
