Принцип разделения центрифуги заключается в использовании высокоскоростного вращения барабана, чтобы загнать буровой раствор в барабан для вращения на высокой скорости, буровой раствор отбрасывается к стенке барабана, образуя жидкий круг, частицы твердой фазы в жидком круге подвергаются центробежной силе, в сотни или даже тысячи раз превышающей их собственную силу тяжести, они преодолевают сопротивление вязкости грязи, чтобы быстро осесть на внутренней стенке барабана, образуя слой твердой фазы, а жидкость образует слой жидкой фазы. Отношение центробежной силы, действующей на частицы твердой фазы в круге жидкости, к их собственной силе тяжести называется коэффициентом разделения центрифуги. Центрифуга с большим коэффициентом разделения может отделять более мелкие частицы от грязи.
Центрифуги для бурового раствора можно разделить на три типа в зависимости от величины коэффициента разделения.
- Низкоскоростные центрифуги: также известны как «центрифуги для извлечения барита». Она имеет коэффициент разделения 500-700 и точку разделения 6-10μm для твердых частиц низкой плотности и 4-7μm для твердых частиц высокой плотности, этот тип центрифуги в основном используется для извлечения барита.
- Среднескоростная центрифуга: имеет коэффициент разделения около 800, может отделять твердые фазы размером от 5 до 7 мкм, используется для удаления вредных твердых фаз из бурового раствора и контроля удельного веса и вязкости бурового раствора, является наиболее используемой центрифугой в настоящее время бригадами скважин.
- Высокоскоростная центрифуга: имеет коэффициент разделения от 1200 до 2100 и точку разделения от 2 до 5 мкм, используется для удаления вредных твердых фаз и контроля вязкости бурового раствора, и обычно используется в тандеме с низкоскоростной центрифугой, образуя двойную систему. В этой системе низкоскоростная центрифуга размещается на первой стадии, и отделяемый ею барит сбрасывается обратно в шламовый резервуар для восстановления барита, а сбрасываемая жидкость сначала сбрасывается в буферную емкость, затем жидкость в буферной емкости перекачивается в высокоскоростную центрифугу, и твердые частицы, отделенные высокоскоростной центрифугой, выгружаются из резервуара, а жидкость возвращается в систему циркуляции, используя «две машины». Система «двух машин» может эффективно удалять вредную твердую фазу, но также может предотвратить большое количество отходов барита, в зарубежных странах широко используется, отечественные также начали оснащать эту систему.