Техническая характеристика вибросит.

Тип вибросита.......................................................................... BC-I ВС-2

Минимальный размер полностью удаляемых частиц, мм 0,16 0,16

Максимальная пропускная способность (в м³/с) при размере ячеек 0,16X0,16 мм и промывке:

водой...................................................... 0,038 0,028

утяжеленным раствором плотностью не ниже 1,6 г/см — 0,015

Число вибрирующих рам......................................... 1 1

Число сит.................................................. 2 2

Расположение сит........................................... Последовательное, Двухъярусное

горизонтальное горизонтальное

и наклонное

Рабочая поверхность (в м²) при ширине сита 1000 и 1300 мм:

первого (верхнего) яруса......................... 1,8/2,67 1,4/2

второго (нижнего) яруса.............................. — 1,4/2

Тип вибратора............................................. Инерционный

Частота вибраций, Гц........................................................ 18,9

Амплитуда вибраций, мм.............................. 3,5 4

Мощность электродвигателя, кВт.................................. 3 4

Габариты, м............................................... 3X1,85X1,64 3X2,2X1,8

Масса, т 2,2 3

 

 

Последующая более тонкая очистка буровых растворов осуществляется гидромеханическим способом. Для этого в песко- и илоотделителях применяются конические гидроциклоны.

В гидроциклон 1 (рис.14.6) буровой раствор подается под давлением по питающей насадке 4. Благодаря тангенциальному расположению питающей насадки и высокоскоростному истечению буровой раствор интенсивно вращается относительно оси гидроциклона. Наиболее крупные и тяжелые частицы, содержащиеся в буровом растворе, отбрасываются центробежными силами во внешний поток раствора, образующийся в пристенной зоне конуса 2. Опускаясь по винтообразной траектории до вершины конуса. Частицы удаляются через шламовую насадку 3 в находящийся под гидроциклоном шламосборник.

Мелкие частицы, обладающие недостаточной дляпреодолений сопротивления среды центробежной силой, оказывается во внутреннем восходящем потоке, создаваемом в результате образования вдоль оси гидроциклона воздушно-жидкостного столба пониженного давления. Восходящий поток очищенного бурового раствора направляется к сливному насадку и по патрубку 5 поступает в приемную емкость циркуляционной системы.

Технологические и конструктивные параметры гидроциклонов рассчитываются по формулам, полученным различными авторами на основе определенных, допущений. Отсутствие однозначных зависимостей обусловлено многообразием факторов, влияющих на показатели работы гидроциклонов. Для расчета пропускной способности гидроциклонов, используемых в песко- и илоотделителях, наиболее приемлема эмпирическая формула М.Ш. Вартапетова:

(14.1)

где Q_г - пропускная способность гидроциклона, л/с;k_i =0,12- опытный коэффициент; d_п и d_с- диаметры питающей и сливной насадок, см; D- диаметр гидроциклона, см; p_В - давление на входе в гидроциклон, МПа.

Диаметр граничного зерна (в мкм) с достаточной для практических расчетов точностью определяется по формуле А. И. Поварова:

(14.2)

Где k₂ =0,5- опытный коэффициент; d_C, d_Ш- диаметры сливной насадки гидроциклона и шламовой насадки, см; Т_п- содержание песка в исходном продукте, %; р_в- давление на входе в гидроциклон, МПа; р_т и р_ж- плотность твердой и жидкой фаз раствора, г/см⁸.

Диаметр граничного зерна характеризует тонкость очистки, обеспечиваемой гидроциклоном. Сепарации поддаются частицы, диаметр которых больше диаметра граничного зерна. Частицы меньшего диаметра остаются в растворе и вместе с ним выносятся через сливной патрубок. Из формул (14.1) и (14.2) следует, что с увеличением диаметра гидроциклона возрастает его пропускная способность, а тонкость очистки ухудшается вследствие увеличения диаметра граничного зерна. В связи с этим диаметр гидроциклона в илоотделителях меньше диаметра гидроциклона в пескоотделителях.

На качество очистки существенно влияют диаметры питающей, шламовой и сливной насадок, высота цилиндрической части и угол конуса гидроциклона. По опытным данным приняты следующие оптимальные соотношения:

диаметр питающей насадки d_n=(0,125—0,25)D_r;

диаметр сливной насадки d_c = (0,25—0,50) D_r;

диаметр шламовой насадки d_Ш= (0,15—0,45)d_c;

высота цилиндрической части гидроциклона h₂= (I — l,2)

высота конической части гидроциклона

Угол конуса выбирается в зависимости от диаметра гидроциклона и составляет 15—20°. При чрезмерном увеличении или уменьшении угла конуса снижается степень извлечения частиц твердой фазы и глины, характеризуемая отношением

Е=

Где П и П₀— содержание твердой фазы и глины в буровом растворе соответственно до и после его очистки, г/л.

На эффективность очистки существенно влияет соотношение диаметров сливной и шламовой насадок, а также давление на входе в гидроциклон. Оптимальное соотношение диаметров сливной и шламовой насадок выбирается в зависимости от физико-механических свойств бурового раствора и удаляемых частиц. Давление на входе в гидроциклон зависит от подачи шламовых насосов, нагнетающих буровой раствор в песко- и илоотделитель, и диаметра питающей насадки. Давление на входе в гидроциклон должно быть в пределах 0,4—0,5 МПа. При этом обеспечиваются необходимая степень очистки и минимальные потери бурового раствора, возникающие в результате его утечки через шламовую насадку гидроциклона.

Требования, предъявляемые к тонкости очистки буровых растворов, ограничивают диаметр и соответственно пропускную способность гидроциклонов. Поэтому в песко- и илоотделителях устанавливают несколько параллельно действующих гидроциклонов, число которых определяется по формуле

;

где Q и Q_r – пропускная способность песко- и илоотделителя и гидроциклонов, л/с.

В циркуляционной системе современных буровых установок применяются пескоотделители ПГ-50 и илоотделители ИГ-45.

Пескоотделители ПГ-50 (рис.14.7) состоят из четырех гидроциклонов диаметром 150 мм, расположенных в один ряд.

В илоотделителях ИГ-45 (рис.14 .8) используются шестнадцать гидроциклонов диаметром 75 мм, расположенных в два ряда. Гидроциклоны, используемые в ПГ-50 и ИГ-45, в основном различаются размерами одноименных деталей. Корпус гидроциклонов имеет разъемную конструкцию и состоит из силуминовых литых цилиндра, конуса и обоймы для шламовой насадки. Для предохранения от износа и коррозии внутренние поверхности корпуса, контактирующие с буровым раствором, покрывают резиновым чехлом. Насадки изготовляют из износостойких сталей и сплавов

Гидроциклоны 2 (см. рис. 14.7 и 14.8) устанавливают на сварной раме 3. Буровой раствор поступает в гидроциклоны из общего коллектора 5. Очищенный раствор по отводам 6 поступает в сливной коллектор 1. Частицы выбуренной породы и других примесей поступают из гидроциклонов в общий шламосборник 4, в донной части которого установлена труба 7 для выгрузки шлама.