Принципы, которым необходимо следовать при проектировании системы циркуляции

Система контроля твердой фазы бурового раствора (циркуляционная система) (Solids Control System)является одной из важных систем, используемых для хранения, настройки, циркуляции, очистки и восстановления бурового раствора в системе бурения буровой установки. Как правило, она состоит из пятиступенчатого оборудования для очистки бурового раствора, такого как вибросито, вакуумный дегазатор, циклонный пескоотделитель, илоотделитель, центрифуга для бурового раствора и т.д., а также резервуаров для бурового раствора и надземных трубопроводов (от устья скважины до вибросито), всасывающего трубопровода бурового насоса, насоса-смесителя, трубопровода перекачки и нагнетания морской воды, трубопровода буровой воды, трубопровода базальной нефти, копров бурового раствора среднего давления, насоса сдвигового насоса, трубопровода донного подключения, трубопровода пополнения, трубопровода сброса и трубопровода воды. Система твердого управления состоит из различных трубопроводов, таких как трубопровод буровой воды, трубопровод морской воды, трубопровод базовой нефти, трубопровод ствола бурового раствора среднего давления, трубопровод всасывания и нагнетания срезного насоса, трубопровод подключения днища резервуара, трубопровод пополнения запасов и трубопровод нагнетания.  

Система твердого управления также оснащена устройством пополнения бурового раствора, утяжеленной воронкой, утяжеленным насосом, насосом для удаления песка, насосом для удаления шлама, насосом сдвига, насосом пополнения, насосом базового масла, мешалкой для бурового раствора и другим вспомогательным оборудованием. Кроме того, он оснащен защитными приспособлениями, такими как дорожки, лестницы и ограждения.

В соответствии с требованиями к проектированию системы контроля твердых частиц, необходимо установить соответствующее оборудование для обработки бурового раствора, которое может эффективно удалять вредные твердые фазы размером более 5-15 микрон в буровом растворе, сохранять полезные твердые фазы и обеспечивать высококачественный буровой раствор для буровых работ. Согласно требованиям SY/T6223-2005 «Использование и обслуживание устройств очистки бурового раствора», при выборе оборудования для очистки бурового раствора необходимо руководствоваться следующими принципами: производительность вибросито для бурового раствора, вакуумного дегазатора, циклонного пескоотделителя и пескоотделителя должна составлять от 100% до 125% от максимального общего объема бурового насоса, а настроенные песковые насосы и двигатели должны удовлетворять вышеуказанной производительности; производительность центрифуги для бурового раствора обычно составляет от 5 до 10 % от максимального водоизмещения при бурении.

В соответствии с требованиями к конструкции системы управления твердым телом, эффективный объем резервуара для бурового раствора обычно составляет 75% от общего объема. Конструкция резервуара для бурового раствора должна отвечать следующим требованиям:

  1. Резервуар для бурового раствора должен быть способен вместить максимальный циркулирующий объем бурового раствора в процессе бурения;.
  2. Резервуар должен быть оснащен переливными отверстиями и соединительными трубами с донными клапанами в соответствии с требованиями процесса.
  3. Общая прочность резервуара для бурового раствора должна соответствовать требованиям по подъему, транспортировке и использованию бурового раствора плотностью 2,5 г/см3.
  4. Каждый отсек должен быть оборудован отверстием для удаления песка, нижний край отверстия должен быть вровень с дном резервуара, может быть ниже дна резервуара.
  5. Все уплотнения должны отвечать требованиям маслостойкости, кислотостойкости и щелочестойкости, щелочной H2S, могут отвечать требованиям использования различных буровых растворов.

Газо-жидкий сепаратор в бурении

При бурении нефтяных месторождений газо-жидкий сепаратор — это важнейшее оборудование, предназначенное для отделения газов, жидкостей и твердых частиц от бурового раствора, обеспечивающее качество бурового раствора и повышающее эффективность бурения, а также снижающее риск загрязнения окружающей среды. Ниже описаны основные функции и принципы работы газо-жидкого сепаратора в нефтепромысловом бурении.

1. Основные роли

Поддержание качества буровых растворов: буровые растворы играют различные роли в процессе бурения, включая охлаждение, смазку, транспортировку шлама и выравнивание давления в скважине. Газо-жидкий сепаратор удаляет газ, шлам и другие примеси из бурового раствора для обеспечения его производительности и качества.

Повышение эффективности бурения: высококачественные буровые растворы повышают эффективность бурения за счет увеличения проходки долота и снижения сопротивления в процессе бурения. Работа газо-жидкого сепаратора обеспечивает стабильность бурового раствора, что способствует стабильности и эффективности буровых работ.

Защита окружающей среды: при бурении на нефтяных месторождениях используется большое количество бурового раствора, который может содержать вредные газы и химические вещества. С помощью газо-жидкого сепаратора можно эффективно контролировать и сокращать выбросы вредных веществ, смягчая воздействие на окружающую среду и обеспечивая экологически безопасное бурение.

2. Принцип работы

Основной принцип работы газо-жидкого сепаратора заключается в использовании силы тяжести для разделения газа, жидкости и твердого вещества. Внутрь сепаратора подается буровой раствор, который образует пленку на внутренней стенке специально сконструированного сепаратора. Газ и твердые частицы всплывают наверх, а чистый буровой раствор выводится снизу. Сепараторы обычно оснащаются сетками различных размеров и конструктивных исполнений, чтобы вместить твердые частицы разного размера.

3. Выбор газо-жидкого сепаратора

При выборе газо-жидкого сепаратора необходимо учитывать характеристики бурового раствора, включая вязкость, плотность и размер твердых частиц. Для различных буровых операций могут потребоваться газо-жидкие сепараторы разных размеров и конфигураций, чтобы обеспечить оптимальное разделение и производительность. Кроме того, безопасность и простота обслуживания также являются важными факторами при выборе газо-жидкого сепаратора.

В целом, газо-жидкий сепаратор играет жизненно важную роль в бурении нефтяных месторождений. Он не только повышает эффективность бурения и сохраняет характеристики буровых растворов, но и помогает защитить окружающую среду, обеспечить устойчивость и безопасность буровых работ на нефтяных месторождениях. Поэтому в проектах бурения нефтяных месторождений выбор правильного газо-жидкого сепаратора является ключевой частью обеспечения бесперебойного бурения и сохранения эффективности производства.

Классификация систем буровых растворов

Системы буровых растворов можно разделить на 3 основные категории. Это буровые растворы на жидкой основе, буровые растворы на основе газа и буровые растворы на смешанной основе.

Буровые растворы на жидкой основе, составляющие основу современных буровых растворов, в основном бывают трех типов:

1. система буровых растворов на водной основе, включая буровой раствор «нефть в воде». Его частицы твердой фазы взвешены в воде или рассоле, а нефть может быть эмульгирована в воде, и в этот момент вода является непрерывной фазой.

2.Системы буровых растворов на нефтяной основе, включая полностью нефтяные буровые растворы, буровые растворы «вода в нефти» и буровые растворы на синтетической основе, содержат частицы твердой фазы, взвешенные в нефти, и воду или рассол, эмульгированные в нефти, т.е. нефть является непрерывной фазой.

3.Системы буровых растворов на синтетической основе: в основном синтетические системы. В том числе буровые растворы на основе эфиров, сложных эфиров, полиолефинов и изомеризованных олефинов.

Затем мы рассмотрим буровые растворы на газовой и газожидкостной гибридной основе, которые используются в тяжелых условиях и применяются реже. Они удаляют буровой шлам с помощью высокоскоростного газа или природного газа, включая воздух, природный газ, туман, пену и т. д.

Сравнение двух Циркуляционных систем

Сравнение двух Циркуляционных систем относится к сравнению систем твердого управления буровыми установками на салазках и систем твердого управления буровыми установками на транспортных средствах. Преимущества и характеристики этих двух типов систем твердого контроля различны: система твердого контроля бурения на салазках применима к различным глубинам скважин, различным типам стандартов требований к буровому раствору, каждому отдельному оборудованию системы, может работать независимо, а может работать совместно. Автомобильная система управления буровым раствором оснащена всеми функциями обычных резервуаров для циркуляции бурового раствора, компактная структура, новый дизайн, может быть отбуксирована трактором непосредственно к новому месту скважины, для достижения бурового раствора твердой системы управления быстрой обработки, позиционирования функции.

Состав оборудования системы управления буровыми установками на салазках очень прост, что позволяет сократить количество ненужного оборудования и снизить затраты на производство, в частности, основное оборудование включает в себя: вибросито, вакуумный газоотделитель, пескоотделитель, центрифугу, бак для бурового раствора и другое оборудование. Все это оборудование интегрировано в единую базу, которая легко устанавливается и перемещается, а также имеет преимущества небольшой площади.

Автомобильная система управления твердым буровым оборудованием в основном предназначена для системы вспомогательного оборудования станка для обработки скважин, ее преимущество заключается в удобстве перемещения, и станок для обработки скважин может обслуживаться в нескольких буровых проектах в одно и то же время, может быть в любое время и в любом месте для работы по очистке раствора; имеет интегрированный дизайн, безопасный, надежный, компактный и разумный, занимает небольшую площадь, удобный, простой в использовании и обладает высокими преимущественными характеристиками.

Бестраншейная (ГНБ) система сбора бурового раствора

Технология горизонтально-направленного пересечения (ГНБ) – бестраншейная технология, применяемая при прокладке трубопроводов, кабелей и т.п., когда проведение земляных работ затруднительно или стоимость земляных работ высока. Применяется при пересечении нефте- и газопроводов через реки, озера, транспортные магистральные линии. и железные дороги. Он имеет очевидные преимущества, когда речь идет о препятствиях и важных участках, таких как транспортные узлы.

Строительство направленного бурения не будет препятствовать движению транспорта, не повредит зеленые насаждения и растительность, а также не повлияет на нормальную жизнь и порядок работы магазинов, больниц, школ и жителей. Оно устраняет влияние традиционных земляных работ на жизнь жителей и дорожное движение. и окружающей среды, ущерб и неблагоприятное воздействие на фундаменты окружающих зданий.

Система восстановления бурового раствора ГНБ производства компании Сиань KOSUN может отделять твердые частицы в буровом растворе, тем самым осуществляя переработку бурового раствора. При практическом использовании компания продолжает оптимизировать систему для соответствия различным геологическим средам, объемам обработки и требованиям обработки различных размеров. Компания не только производит и производит системы разделения, но и предоставляет сопутствующие инжиниринговые услуги. Его можно настроить в соответствии с фактическими геологическими требованиями клиентов для удовлетворения требований использования.

Экологически безопасная обработка отходов нефтесодержащих шламов

Для того чтобы решить проблему загрязнения окружающей среды нефтесодержащими отходами бурового раствора в процессе бурения, осуществить безвредную переработку нефтесодержащих отходов бурового раствора и исключить загрязнение окружающей среды почвы и водоемов, отходы, образующиеся в процессе добычи нефти и газа, должны централизованно собираться, перерабатываться и утилизироваться, при этом буровые растворы не приземления, а также должно осуществляться единое управление транспортировкой и утилизацией отходов.


 Осуществление непопадания бурового раствора и транспортировки и утилизации отходов в основном включает в себя следующее содержание:

1. Технические службы неприземления по буровому раствору (в том числе по сбору отходов) – использовать неприземленое оборудование и технологию переработки;

2. Перевалка отходов — декларация о перевалке отходов, заявка на совместную накладную, погрузка, транспортировка и разгрузка;

3. Обработка и утилизация отходов – централизованная обработка на утилизационных заводах;

KOSUN может предоставить оборудование для бурового раствора без посадки, в основном включающее вибросито для бурового раствора, песокотделитель, илоотделитель, декантерную центрифугу, вакуумный дегазатор, смеситель раствора, сепаратор жидкости и газа, шламовый насос, винтовой насос, ёмкость для бурового раствора и так далее. Приветствуем клиентов, чтобы проконсультироваться и понять!

Отечественное состояние и совершенствование оборудования для контроля твердых фаз

Оборудование твердого контроля в отечественном производстве очистки и оборудования твердого контроля, пищеварение и поглощение иностранных технологий оборудования, но есть большой разрыв в надежности и производительности. Отечественное внедрение центрифуг для бурения нефтяных скважин, потому что в усугубленной грязи центрифуги могут уменьшить плотность грязи в то же время может уменьшить вязкость, но и сохранить много грязи медицины, а позже практика центрифуг в дополнение к твердой фазе производительности производительности производительности выдающихся.

Улучшенное оборудование для контроля твердых частиц

1、Агравированная суспензия, когда вязкость суспензии очень большая, а плотность умеренная или низкая, что указывает на слишком высокое содержание ультратонкой твердой фазы и коллоидной твердой фазы в суспензии;      

2、необходимость среднескоростной центрифуги с большим смещением для восстановления нижнего потока, большая часть нижнего потока — барит и порошок железной руды, что способствует обеспечению плотности, в то время как большая часть перелива — ультратонкая твердая фаза и коллоидная твердая фаза, которые должны быть обработаны;       

3、среднескоростной перелив используется в качестве питательной суспензии высокоскоростной центрифуги, а точка разделения высокоскоростной центрифуги составляет 2 ~ 5 мкм. Поэтому после работы высокоскоростной центрифуги она может выгружать коллоидную твердую фазу и ультратонкую твердую фазу в наружный резервуар, а легкий перелив, содержащий воду и фармацевтические препараты для синтеза высококачественной суспензии, возвращается в бункер рециркуляции перелива среднескоростной центрифуги для разбавления суспензии;       

4、система суспензии может держать плотность суспензии увеличивается и вязкость значительно снижается, так что центрифуга играть роль плотности, снижение вязкости, значительная экономия в суспензии расходы при обеспечении, что усугубляется суспензии системы управления производительностью.

Классификационные знания циркуляционнойсистемы

О твердой системе управления, которая является твердых частиц системы управления, твердой системы управления является одним из восьми бурения инженерных, нести буровой установки процесс бурения требуется заполнение грязи, твердой системы управления буровой установки обратной связи фильтрации грязи и разделения развертывания, и сделать бурового раствора утилизации, также известный как системы очистки грязи, так что буровой установки процесс бурения безопаснее и плавнее.

Система контроля твердых частиц обычно состоит из встряхивателя бурового раствора, вакуумного дегазатора, устройства для удаления песка и шлама, центрифуги для бурового раствора, мешалки, смесителя шлама, жидкостно-воздушного сепаратора, электрической системы управления, пескового насоса и от 3 до 9 смесительных баков; вся система циркуляции может переходить из бака в бак и из бака в бак в соответствии с потребностями буровой операции, а клапаны в нижней части всасывающего коллектора гибко открываются и надежно герметизируются после закрытия. Каждое из этих устройств для контроля твердых частиц выполняет свою функцию, обеспечивая разделение и обработку каменной крошки, песка и других частиц в буровом растворе, поддержание производительности бурового раствора, а также хранение и циркуляцию бурового раствора. Она используется для улучшения физических и химических свойств бурового раствора, чтобы удовлетворить потребности буровых работ.

Применение гидроциклонов в оборудовании циркуляционных систем

Фактором, напрямую определяющим производительность циклона по очистке бурового раствора, является размер диаметра цилиндрической части верхней оболочки циклона, после чего оборудование для очистки бурового раствора отделяет частицы бурового раствора и песка от важных факторов, диаметр цилиндрической части называется номинальным размером циклона. Угол конуса нижней части корпуса обычно составляет 15-20 градусов, а диаметр нижнего отверстия потока — 10-30 мм. В целом, оборудование для очистки грязи, состоящее из группы циклонов с номинальным размером 150-300 мм, называется циклоном-десандером, а оборудование для очистки грязи, состоящее из группы циклонов с номинальным размером 50-125 мм, называется илоотделителем.

Циклонпескоотделитель

В зависимости от количества бурового раствора, подлежащего обработке циклонным пескоотделителем, обычно пескоотделитель состоит из 1-3 циклонов диаметром 150-300 мм. Производительность каждого циклона составляет не менее 20-120 м3 /ч при давлении подачи 0,2 МПа. При нормальной работе пескоотделитель может удалить около 95% бурового шлама размером более 74 мкм и около 50% бурового шлама размером более 44 мкм. Для повышения эффективности использования, при выборе пескоотделителя его допустимая производительность должна составлять 125% от максимальной производительности при бурении.

Илоотделитель бурового раствора

В зависимости от производительности по обработке бурового раствора илоотделитель обычно состоит из четырех или более циклонов диаметром 50-125 мм. Производительность каждого циклона составляет не менее 5-15 м3 /ч при давлении подачи 0,2 МПа. Нормально работающий илоотделитель способен удалить около 95% шлама размером более 44 мкм и около 50% шлама размером более 15 мкм. Илоотделитель может удалять барит размером 12-13 мкм, поэтому его нельзя использовать для обработки тяжелых буровых растворов. При выборе илоотделителя допустимая производительность должна составлять 125-150% от максимальной производительности при бурении.

Ситогидроциклонная установка

Ситогидроциклонная установка представляет собой комбинацию циклона, пескоотделителя, илоотделителя и вибросита с ультрамелкой сеткой для бурового раствора, с циклоном в верхней части и виброситом с ультрамелкой сеткой для бурового раствора в нижней части. Ситогидроциклонная установка является оборудованием вторичной очистки бурового раствора. Он обрабатывает буровой раствор в два этапа: на первом этапе циклон разделяет буровой раствор на перелив с низкой плотностью и недолив с высокой плотностью. На втором этапе сверхтонкое вибросито для бурового раствора разделяет высокоплотный нижний поток на две части, одна из которых представляет собой барит и другие частицы размером меньше ячейки, проходящие через сито, а другая часть — частицы размером больше ячейки, выгружаемые с конца сита.

Обзор пятиступенчатой циркуляционной системы

Пятиступенчатая циркуляционная система не только решает проблемы старой системы цементирования, но и отвечает требованиям современной технологии бурения с соответствующим расходом бурового раствора.

1. Проблемы старой циркуляционной системы

(1) Неполнота процесса и высокая стоимость:старая циркуляционная система оснащена только мешалкой и виброситом и редко использует такое оборудование, как пескоразбрасыватель, фильтр, центрифуга и т.д. Трудно удалить частицы твердой фазы менее 74 мкм, что напрямую влияет на срок службы поршня и гильзы цилиндра бурового насоса, и приводит к тому, что инженеры по буровым растворам не могут контролировать частицы твердой фазы, влияющие на вязкость бурового раствора, и могут решить проблему только с помощью метода разбавления. Эта проблема особенно заметна при бурении глубоких скважин, из-за чего общее количество бурового раствора увеличивается, не только расходуя большое количество материалов для бурового раствора, но и создавая проблему последующей обработки избыточного бурового раствора в экологически уязвимых местах, что напрямую влияет на стоимость бурения.

(2) Малая емкость резервуара, трудно выполнить функцию: объем одного резервуара старой циркуляционной системы невелик, обычно всего около 30 кв. м. Когда на скважине возникает сложная ситуация и требуется пополнить большой объем бурового раствора, буровой раствор в резервном резервуаре должен быть компенсирован из-за недостаточной емкости. Большая часть бурового раствора в резервном резервуаре находится в состоянии осадка, в результате чего вязкость, относительная плотность и содержание песка в твердой фазе бурового раствора не отвечают соответствующим требованиям. Кроме того, буровой раствор в резервном резервуаре относительно однороден, что затрудняет своевременное удовлетворение потребностей сложных условий работы скважины.

2.Пятиступенчатая циркуляционная система

(1) Определение: Циркуляционная система является одной из основных вспомогательных систем буровой установки, и ее основная функция заключается в удалении вредных частиц твердой фазы в буровом растворе посредством научного расположения оборудования для циркуляционных систем, чтобы обеспечить циркуляцию, очистку и развертывание бурового раствора, а также удовлетворить соответствующие требования процесса бурения. Новая пятиступенчатая циркуляционная система имеет минимальный объем 45 кубических метров или более в одном резервуаре, а общий эффективный объем обычно превышает 200 кубических метров, что позволяет лучше обеспечить буровой раствор для устья скважины и эффективно избежать опасностей, связанных с попаданием буровых растворов других свойств в устье скважины в случае аварийных ситуаций.

(2) Первичный контроль твердых частиц: буровой раствор, циркулирующий от устья скважины, поступает в распределитель бурового раствора на коническом резервуаре через верхнюю переливную трубу и подается на два (или три) вибросита, через которые происходит первичное отделение каменной крошки и примесей в буровом растворе, а крупная крошка и примеси отсеиваются и выводятся из циркуляционной системы.

(3) Вторичный контроль твердых веществ: в процессе бурения с выщелачиванием газа буровой раствор после первого контроля твердых веществ отделяется от газа и жидкости путем активации вакуумного дегазатора, установленного на конической емкости, и газ (включая воздух), содержащийся в буровом растворе, окончательно выгружается, что не только обеспечивает стабильность относительной плотности бурового раствора и безопасность бурения, но и выводит вредный газ, содержащийся в буровом растворе.

(4) Трехступенчатый контроль твердых частиц: Буровой раствор после второй ступени контроля твердых частиц подается в пескоотделитель насосом для пескоотделения, и частицы твердой фазы с эквивалентным диаметром 44-74 мкм отделяются по принципу роторно-центробежного отстаивания и сепарации для завершения процесса пескоотделения.

(5) Четырехступенчатый твердый контроль: Насос для илоотделителя перекачивает буровой раствор после трехступенчатого контроля твердых частиц в илоотделитель, и через гидроциклон на илоотделителе происходит отделение частиц твердой фазы с эквивалентным диаметром в диапазоне 15-44 мкм, что позволяет осуществить процесс илоотделения и завершить четырехступенчатый контроль твердых частиц.

(6) Пятиступенчатый контроль твердых частиц: После четырехступенчатого контроля твердых частиц буровой раствор поступает в среднескоростную и высокоскоростную центрифугу для отделения мелких частиц, которые не могут быть отделены циклоном. Преимущество центрифуги в том, что она обладает сильной способностью удалять мелкие частицы твердой фазы в буровом растворе, и она может эффективно уменьшить относительную плотность бурового раствора и его вязкость, чтобы отделить частицы твердой фазы с эквивалентным диаметром 2-15 мкм, и реализовать пятиступенчатый контроль твердых частиц.