Scuturătoarele de șisturi sunt echipamente cheie în sisteme de control al solidelor și echipamentul de prelucrare din prima etapă. Performanța acestora afectează în mod direct efectul general de control al sistemului. În timpul forării, lichidul de foraj care conține o cantitate mare de resturi de foraj este returnat din puț. Rolul scuturătorului de șisturi este de a separa resturile din fluidul de foraj, permițând fluidului de foraj mai curat să intre în echipamentul de separare ulterior.
1. Caracteristici tehnologice ale fluidului de foraj Shale Shakers
Nivelul tehnic al unui scuturător de șisturi se reflectă în principal în capacitatea sa de prelucrare (debit și separarea dimensiunii particulelor), stabilitatea operațională, durata de viață și flexibilitatea operațională. Capacitatea de prelucrare a unui scuturător de șisturi este legată de structura, traiectoria mișcării, frecvența vibrațiilor, intensitatea vibrațiilor, suprafața ecranului și grosimea ochiurilor ecranului. Scuturătoarele moderne de șisturi sunt, în general, de mare viteză, liniare (sau neliniare), cu ochiuri fine și cu mai multe straturi, jucând un rol crucial în sistemele de control al solidelor.
2. Principiul de funcționare al fluidului de foraj Shale Shaker
Scuturătorul de șisturi este alcătuit dintr-o cutie de ecran, o plasă de ecran, arcuri de vibrații, un excitator, o tavă de admisie, o bază și un suport. Rotația excitatorului antrenează cutia și plasa ecranului, creând o traiectorie de mișcare rezonabilă. fluidul de foraj curge din tava de admisie pe plasa ecranului. Cutia ecranului împinge solidele din față. Faza lichidă (cu solide mai mici) trece prin plasă în rezervorul de lichid de foraj, finalizând separarea.
Atunci când selectați un scuturător de șisturi, un inginer trebuie mai întâi să selecteze ochiul de plasă adecvat, pe baza dimensiunii și a dimensiunii particulelor fazei solide din fluidul de foraj. Ei exprimă dimensiunea găurilor de pe ochiul de plasă al ecranului în “ochiuri”. Numărul ochiurilor de plasă desemnează numărul de găuri pe inch (in) al ochiurilor de plasă; cu cât numărul ochiurilor de plasă este mai mare, cu atât găurile sunt mai mici. De exemplu, standardele API exprimă o plasă pătrată cu 12 găuri pe inch ca o plasă cu 12 ochiuri ecran (12×12).
Capacitatea de prelucrare este un parametru foarte important al unui scuturător de șisturi. Pe lângă selectarea și determinarea parametrilor de mișcare în sine, factori precum tipul de fluid de foraj, densitatea, pielea, dimensiunea și cantitatea de particule solide și dimensiunea orificiului afectează, de asemenea, această capacitate. Prin urmare, operatorii trebuie să acorde o atenție deosebită și să facă selecții rezonabile în utilizarea reală.
3. Tipuri de shakere de șisturi
1) Clasificare în funcție de principiul de funcționare
(1) Cutie vibratoare eliptică obișnuită: În timpul funcționării, cutia ecranului se deplasează într-o mișcare circulară precisă, iar centrul de masă se poate deplasa într-o mișcare de tangaj.
(2) Scuturător circular de șisturi: În timpul funcționării, cutia ecranului se deplasează de-a lungul unei traiectorii circulare.
(3) Scuturător liniar de șisturi: În timpul funcționării, cutia ecranului se deplasează de-a lungul unei traiectorii liniare.
(4) Scuturător de șisturi eliptic translațional: În timpul funcționării, cutia ecranului se deplasează de-a lungul unei traiectorii circulare translaționale precise.
2) Clasificarea în funcție de structură
(1) Un singur ecran: Un scuturător de șisturi funcționează independent.
(2) Ecran dublu: Două scuturătoare de șisturi sunt instalate unul lângă altul pe aceeași bază, care pot procesa simultan fluidul de foraj.
(3) Multi-screen: Trei sau mai multe scuturătoare de șisturi sunt instalate unul lângă altul pe aceeași bază, permițând prelucrarea simultană a fluidului de foraj.
3) Clasificare în funcție de dispunerea ecranului:
(1) Ecran cu un singur strat: Cutia de ecran are o singură suprafață de ecran.
(2) Ecran cu două straturi: Cutia de ecran are două suprafețe de ecran, una deasupra celeilalte, cu o anumită distanță între ele.
(3) Ecran suprapus: Cutia de ecran are două suprafețe de ecran decalate.
4. Mai multe scuturătoare de șist utilizate în mod obișnuit
1) Agitator liniar de șisturi
Vibratorul unui scuturător liniar de șisturi constă din două vibratoare excentrice cu masă egală care se rotesc sincron în direcții opuse. Acest vibrator generează vibrații liniare, iar traiectoria de deplasare a cutiei ecranului este o linie dreaptă.
În comparație cu scuturătoarele de șisturi cu traiectorie de mișcare circulară, scuturătoarele de șisturi liniare au următoarele caracteristici:
(1) Deoarece traiectoria de mișcare a cutiei ecranului este o linie dreaptă, tăieturile de foraj se deplasează în mod regulat pe suprafața ecranului, rezultând o îndepărtare lină a tăieturilor.
(2) Deoarece suprafața ecranului este plasată orizontal, înălțimea totală a scuturătorului de șisturi este redusă.
(3) Datorită mișcării liniare a suprafeței ecranului, accelerația și forța asupra ochiurilor ecranului sunt relativ uniforme și mențin o direcție constantă. Prin urmare, ecranele ultrafine pot fi utilizate pe scuturătoarele liniare de șisturi, ceea ce este extrem de important pentru controlul fluidelor solide de foraj.
(4) Capacitatea de prelucrare a fluidului de foraj a scuturătoarelor liniare de șisturi este mai mare decât cea a scuturătoarelor circulare de șisturi. În general, în aceleași condiții, ecranele liniare au o capacitate de prelucrare cu 20% până la 30% mai mare decât ecranele circulare. În ceea ce privește tendința de dezvoltare a scuturătoarelor de șisturi pentru fluide de foraj în străinătate, majoritatea producătorilor de echipamente de control al solidelor produc scuturi liniare, dar unele companii dezvoltă și scuturătoare de șisturi eliptice.
2) Shale Shaker eliptic
Inginerii au dezvoltat ecranul vibrator eliptic, cunoscut și sub numele de scuturător eliptic echilibrat, ca un nou tip de scuturător de șisturi la începutul anilor 1980. Produsele importate din străinătate sunt deja disponibile în China. Agitatorul de șisturi eliptic echilibrat combină avantajele ecranelor liniare și circulare; și anume, “axa majoră” a elipsei îmbunătățește componenta de transport a fluidului de foraj, în timp ce axa minoră reduce posibilitatea ca o parte din fluidul de foraj să înfundă găurile de capăt.
3) Shale Shaker circular
Cutia vibratoare circulară este echipată cu un dispozitiv rotativ cu vector de accelerație, care dispersează cu ușurință lichidul de foraj pe suprafața ecranului, reducând posibilitatea înfundării ecranului. Cu toate acestea, mișcarea circulară și unghiul de aruncare sunt abrupte, ceea ce duce la o viteză mai mică de transport a materialului și, prin urmare, în aceleași condiții, randamentul nu este la fel de bun ca cel al unui ecran liniar.
