Твердые примеси, вода геотермальных скважин и буровой раствор могут быть очищены и стабилизированы, а их эффективная работа в буровой системе может быть обеспечена с помощью оборудования для контроля твердых частиц в геотермальных системах. Это оборудование также помогает адаптировать растворы к особым характеристикам геотермальной среды.

Компания HL Solids Control справляется с уникальными проблемами, возникающими при разработке геотермальных месторождений. К ним относятся высокая температура, высокая минерализация и сложный состав бурового раствора.

В нем используется модульная конструкция, точная технология сепарации и экологически безопасные технологические усовершенствования. Это позволяет отделять и перерабатывать горный шлам, твердые частицы и вредные примеси из геотермального бурового раствора.

Такой подход позволяет достичь сразу нескольких целей: обеспечить безопасность бурения, повысить эффективность добычи геотермальных ресурсов и снизить воздействие на окружающую среду. В конечном итоге он обеспечивает стабильную и надежную поддержку контроля твердых частиц при строительстве геотермальных электростанций, геотермальном отоплении и геотермальных разведочных проектах.

Оборудование для контроля твердых частиц для геотермальных систем

1. Сланцевый шейкер:

1. Основная функция

Отделяет крупные частицы (шлам и песок) диаметром $\geq 74\mu\text{m}$ (микрометров) от бурового раствора (шлама).

Предотвращает засорение последующего оборудования для контроля твердых частиц.

2. Высокотемпературная и коррозионная стойкость

Материалы: Используются устойчивые к высоким температурам материалы, такие как нержавеющая сталь 316L для рамок экрана и экраны с керамическим покрытием.

Назначение: Эта конструкция выдерживает высокие температуры и коррозию, характерные для геотермальных буровых растворов.

3. Защита двигателя

Вибрационный двигатель: Требуется степень защиты от высоких температур (IP65 или выше).

Назначение: Этот показатель предотвращает выход из строя двигателя, вызванный высокими температурами бурового раствора.

4. Эффективность разделения и износостойкость

Конструкция сита: В качестве опции предлагается двухслойная конструкция сита с верхним ситом грубой очистки и нижним ситом тонкой очистки.

Преимущество: Такая конструкция повышает эффективность разделения крупных частиц. Поскольку геотермальные буровые растворы часто содержат твердые минералы, сам материал сита должен обладать высокой износостойкостью.

2. Пескоразбрасыватель/дефильтратор

Десандер: Отделяет частицы песка диаметром 15-74 мкм (распространенные в геотермальных жидкостях, такие как кварцевый песок и полевой шпат).

Обеззоливатель: Отделяет частицы бурового раствора и коллоиды диаметром 2-15 мкм (глинистые минералы и продукты коррозии в геотермальных буровых растворах).

В гидроциклоне используется полиуретановая или керамическая футеровка, которая является износостойкой и коррозионностойкой и выдерживает воздействие жидкостей с высокой степенью минерализации;

Для предотвращения утечки высокотемпературных жидкостей входное отверстие и выходное отверстие нижнего потока требуют высокотемпературного уплотнения;

Операторы могут интегрировать ее со сланцевым шейкером (создавая “интегрированную машину для удаления песка и шлама”), что позволяет сократить площадь, занимаемую на обычно ограниченных по площади геотермальных буровых платформах.

3. Центрифуга

Функция

Центрифуга отделяет ультратонкие частицы (диаметр $<2\mu\text{m}$). Эти частицы включают коллоиды, глину и химические остатки. Это стабилизирует вязкость и плотность бурового раствора. Это также предотвращает образование накипи в трубах геотермальных скважин.

Дизайн

В нем используется высокотемпературная дифференциальная передача. Устройство также оснащено системой охлаждения. Внутренняя стенка барабана имеет износостойкое керамическое покрытие. Это предотвращает износ от минеральных частиц высокой твердости. Для высоковязких жидкостей используется высокоскоростная центрифуга с переменной частотой вращения. Ее скорость можно регулировать в зависимости от характеристик жидкости.

4. Вакуумный дегазатор

Удаляет растворенные газы (такие как метан, углекислый газ и сульфид) из геотермальных жидкостей, предотвращая “проникновение газа”, которое может привести к нарушению характеристик бурового раствора, а также предотвращая риски безопасности, связанные с утечками вредных газов.

Вакуумный резервуар изготовлен из нержавеющей стали, устойчивой к высоким температурам, а в качестве уплотнений используются материалы, устойчивые к коррозии и высоким температурам, такие как фторкаучук.

Оснащенный устройством контроля и привязки газа (например, датчиком сероводорода), он автоматически отключается и выпускает воздух, если его уровень превышает допустимый.

Эффективность дегазации >95%, подходит для геотермальных жидкостей с высокими характеристиками растворимости газа.

5. Очиститель бурового раствора (комплексная очистка)

Интегрированное устройство, сочетающее в себе сланцевый шейкер, пескоотделитель, фильтр и небольшую центрифугу, обеспечивающее трехступенчатую очистку (грубая-средняя-мелкая), подходящую для непрерывной работы на геотермальных буровых площадках.

Общая рама обработана антикоррозийным покрытием, а для трубопроводов используются бесшовные трубы из нержавеющей стали.

Оснащена интеллектуальной системой контроля уровня жидкости, адаптированной к сценариям с большими колебаниями расхода геотермального бурового раствора.

Ниже перечислено вспомогательное оборудование, которое можно выбрать в зависимости от условий на объекте:

6. Насос сдвиговый/Смеситель бурового раствора

Функция

Это оборудование смешивает добавки для геотермальных буровых растворов. К ним относятся высокотемпературные стабилизаторы, ингибиторы коррозии и понизители фильтрации. Это обеспечивает равномерную дисперсию. Это улучшает высокотемпературную и коррозионную стойкость раствора.

Дизайн

В корпусе насоса используется сплав, устойчивый к высоким температурам. Рабочее колесо работает с высоковязкими жидкостями. Требуемая скорость сдвига составляет ≥10000s-¹.

7. Резервуар для хранения геотермальной жидкости/циркуляционный резервуар

Хранит очищенный буровой раствор или воду из геотермальной скважины, обеспечивая непрерывную циркуляцию в системе и осаждая остаточные мелкие примеси.

Корпус резервуара изготовлен из нержавеющей или углеродистой стали с антикоррозийным покрытием, с устойчивостью к высоким температурам ≥150℃;

Оснащены изоляционным слоем (для геотермальных проектов в районах с низкими температурами) для предотвращения охлаждения и кристаллизации жидкости;

Встроенное перемешивающее устройство (двигатель с переменной частотой) предотвращает оседание минеральных частиц и образование накипи.

8. Оборудование для переработки твердых отходов

Сушилка: Обезвоживает и сушит фрагменты горной породы, отделенные виброситом и пескоразбрасывателем (содержание влаги ≤15%), для удобства транспортировки и экологически безопасной утилизации (фрагменты геотермальной породы могут содержать большое количество соли и минералов, что требует снижения загрязнения окружающей среды);

Фильтр-пресс для осадка: Обезвоживает ультратонкий осадок, отделяемый центрифугами, образуя шламовые кеки, что позволяет снизить затраты на транспортировку твердых отходов и обеспечить соответствие экологическим нормам выбросов.

9. Коррозионно-стойкие трубы и клапаны

Функции: Подключение различного оборудования для контроля твердых отходов, транспортировка геотермальных жидкостей, предотвращение коррозии и утечки высокотемпературных и высокоминерализованных жидкостей.

Соображения совместимости: Используются трубы из нержавеющей стали 316L, дуплексной стали или трубы с фторполимерной футеровкой; в клапанах используются керамические сердечники клапанов; уплотнения изготавливаются из высокотемпературных и коррозионностойких материалов.