Agitadores de xisto são os componentes iniciais dos sistemas de controle de sólidos, utilizados principalmente na indústria de perfuração de petróleo e gás. Os agitadores de xisto são eficazes na remoção de sólidos grandes do fluido de perfuração. Eles constituem a primeira fase do sistema de controle em uma sonda de perfuração. A seleção do tela do shaker afeta o desempenho geral do agitador de xisto. Portanto, é evidente compreender os fatores que podem afetar o desempenho da peneira vibratória. No entanto, o desempenho do agitador de peneira é medido principalmente pelo Desempenho de Separação, que é o tamanho dos sólidos removidos, pelo Desempenho de Vazão de Líquido, que é a capacidade da peneira de transmitir o fluido, e pela eficiência do serviço.
Shakers de venda são geralmente de dois tipos: agitadores de xisto com movimento linear e agitadores de xisto com movimento elíptico (balanceados).
Agitadores de xisto (movimento linear) – Geralmente, utilizam-se dois motores para separação vibratória em fase. A estrutura deste agitador é tipicamente simples e de fácil manutenção. O movimento linear no agitador proporciona corte superior por meio de transporte e permite trabalhar sem esforço em declives acentuados, garantindo maior retenção de líquido.
As mudanças repentinas na aceleração durante a fase de vibração tendem a causar um desgaste mais rápido do que nunca nas telas, a menos que se preste muita atenção às técnicas de tensionamento e suporte das telas. Placas metálicas de apoio com furos perfurados e vários tipos de painéis de tela pré-tensionados foram projetados especificamente para esse fim.
Os agitadores de movimento linear geralmente tendem a operar a menos de 4,0 G, a tensão normal da tela, para equilibrar a vida útil da tela com a capacidade de processamento. As telas mais finas, que geralmente operam nos agitadores de movimento linear, não podem ser comparadas às telas mais grossas usadas no passado. A vida útil média de 100 horas é esperada para telas com mais de 100 mesh.
Para a remoção eficiente de partículas maiores de fluidos de perfuração, um agitador de xisto com movimento elíptico (balanceado) é comumente utilizado. A força de vibração relativamente equilibrada do agitador de xisto reduz o consumo de peneira e funciona eficazmente durante a perfuração de seções de topo de poço. No entanto, sabe-se que sólidos pesados com altos volumes estão presentes. Neste agitador de xisto, se ocorrer uma diferença entre dois motores (vibração), observa-se uma força desbalanceada no agitador. Como a estrutura desses agitadores é mais complexa e o design é diferente, eles são mais caros em comparação com um agitador de movimento linear.
A mudança na aceleração em relação à direção resulta em uma vida útil mais longa da peneira em comparação com outros padrões de vibração. Aqui está o que você precisa saber sobre peneiras vibratórias de xisto.
A vida útil da peneira deve ser avaliada por sua capacidade de remover todo o sólido de forma eficaz. Além do custo de substituição da peneira, deve-se considerar os custos envolvidos na perfuração, diluição da lama e descarte de resíduos, ao mesmo tempo em que se conclui se uma vida útil mais longa da peneira é garantida em detrimento da eficiência na remoção de sólidos. Em uma aplicação de lama ponderada, os benefícios econômicos da remoção eficaz de sólidos geralmente superam o custo adicional da peneira.
Uma correlação específica é feita entre a composição da tela e a vida útil. Infelizmente, as características que levam a uma vida útil prolongada geralmente destroem a capacidade de fluxo. Para reduzir a condutividade, fios pesados com excelente resistência à tração ou camadas adequadas de tecido podem ser adicionados.
Aumentar o suporte por meio de uma área de colagem adicional, que é uma abertura menor próxima à placa, ajuda a eliminar a área de peneiramento utilizável. No entanto, a tensão da peneira e as técnicas de suporte têm um efeito significativo na vida útil da peneira. Portanto, os painéis da peneira são normalmente projetados para equilibrar o desempenho da capacidade de fluxo com a vida útil da peneira.
A vida útil da tela depende principalmente das condições da linha de fluxo.
O desempenho de separação de qualquer dispositivo de controle de sólidos, como uma peneira vibratória de xisto, é normalmente representado por sua porcentagem de separação ou curva de eficiência de teor. A curva é gerada por meio de medições experimentais e prevê a porcentagem de sólidos.
A curva indica a probabilidade de a peneira separar qualquer tamanho de partícula sob uma determinada condição de agitação específica para o teste. A eficiência de classificação é frequentemente considerada o melhor método de separação, pois não depende do tamanho da distribuição das partículas de alimentação.
Para caracterizar a eficiência da separação de peneiras vibratórias sem qualquer custo envolvido e tempo investido em testes em larga escala, a APR desenvolveu um método. Por meio dessa técnica, é possível vincular o desempenho relativo da separação à distribuição equivalente em volume do tamanho da abertura.
As aberturas da tela são medidas por meio de tecnologia de análise de imagem baseada em PC, onde cada abertura na tela é representada pelo diâmetro esférico, correspondendo ao volume episódico calculado por meio dos dados de análise de imagem.
Quando o volume cumulativo desses elipsoides é plotado em função do diâmetro esférico, obtém-se uma curva que se correlaciona com a curva de eficiência de teor padrão. Essa curva determina efetivamente o "potencial de separação" da peneira. Como o desempenho de separação da peneira não pode ser medido diretamente, utiliza-se o termo "potencial".
A ideia de uma malha envolve a classificação e a sustentação de teias de malha, grades metálicas, armações, etc. A diferença nos materiais das telas resulta na flutuação de preço e qualidade. O tamanho de uma malha individual é decisivo para o processo de separação.
Geralmente, as marcações na tela indicam o número de células por polegada linear e são frequentemente chamadas de número de "malha". Como a tabela oferece células quadradas e retangulares, a contagem de malhas é dada nas direções x e y. Considerando o número de malhas, você pode identificar que tipo de tecido de malha será considerado. Por exemplo:
A API especifica que uma descrição completa da malha inclui detalhes em nível de mícron, como diâmetro do fio, largura do fio e área da célula. Além disso, a contagem da malha pode ser usada para determinar a fase sólida. Para sua consideração, vejamos um exemplo:
Quando xistos e argilas são combinados em solução, eles se referem à fase coloidal com um tamanho de partícula menor que 2 mícrons.
Malhas quadradas são geralmente utilizadas no processo de reconstituição. No entanto, malhas retangulares são consideradas para evitar o entupimento, pois, em comparação com grades quadradas, a área das células aumenta em grades retangulares. Além disso, as partículas são mais fáceis de peneirar através da malha retangular quando o tamanho das partículas coexiste com o tamanho da malha da tela.
A escolha ideal de malhas pode ser considerada quando mais da metade da malha na peneira vibratória estiver coberta com lama de perfuração, e o restante estiver preenchido com cascalhos perfurados.
Redes com malhas pequenas ou soluções com alta viscosidade relativa podem causar entupimento das malhas. Isso resulta na formação de uma película de líquido sobre as células, obstruindo a livre passagem dos fluidos de perfuração e, eventualmente, resultando na deterioração do processo de separação. Portanto, para evitar o entupimento das células, é sempre aconselhável utilizar uma rede multicamadas.
Através da capacidade de vazão do líquido, é possível observar principalmente a função da condutância da tela e a área utilizada pela tela. A condutância é geralmente a passagem que permite o fluxo do fluido através de uma unidade de área do pano da tela. De forma simples, é a permeabilidade ao longo da direção do fluxo. A condutância é diretamente proporcional à vazão. Quanto maior a condutância, maior a vazão.
Utilizando a contagem de malhas e os tamanhos dos fios da tela, a condutância pode ser determinada (um processo conhecido como Cálculo de Condutância). Você também pode lidar com telas multicamadas com a equação de condutância. Para cada tela, o inverso da condutância é igual ao inverso da condutância líquida total. Isso improvisa que as camadas da tela usadas na composição sejam projetadas para permanecerem sempre em contato.
As telas utilizadas na indústria petrolífera são reforçadas por meio de uma fixação a uma grade metálica ou plástica com perfurações. Essa etapa elimina ainda mais a possibilidade de qualquer área utilizável pela qual os fluidos possam passar. Por outro lado, é sabido que certos projetos de placas de suporte metálicas limitam a porcentagem da área de peneiramento que pode realmente ser utilizada. Ao comparar a capacidade de processamento de lama de um painel de peneira vibratória, a área utilizável desobstruída deve ser considerada, pois a condutância determina a capacidade de fluxo da peneira por unidade de área.
Os agitadores de xisto são muito eficazes em sistemas de purificação de perfuração. Eles formam a base dos fluidos de perfuração. Esperamos que este artigo tenha lhe dado uma compreensão básica sobre os agitadores de xisto e sua funcionalidade.
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