Pain points and breakthroughs in drilling fluid treatment: Analysis of the technical advantages of trailer-mounted solids control systems

O sistema de controle de solidificação de lama montado em reboque é um equipamento móvel usado para tratar lama de perfuração. Ele funciona usando uma série de equipamentos de controle de sólidos para classificar a lama gerada durante o processo de perfuração e remover as partículas em fase sólida nela contidas, mantendo o desempenho estável da lama. Primeiramente, a lama retornada da cabeça do poço flui para o tanque de lama, onde as partículas maiores em fase sólida são separadas após a triagem por uma peneira vibratória. Em seguida, a lama entra no desareador e dessiltador, onde a força centrífuga é usada para separar as partículas menores de areia e lama. Finalmente, a lama após o tratamento de remoção de areia e lama entra na centrífuga para separar ainda mais as partículas mais finas e o agente de ponderação, para que a lama atinja um bom índice de desempenho e possa continuar a ser reciclada para operações de perfuração.

Figura 2. Composição estrutural do sistema de controle de lama sólida do reboque

1. Sistema de tratamento de lama

Peneira vibratória: usada para separar as partículas sólidas maiores na lama.

Desander: utiliza o princípio da força centrífuga para separar as partículas de areia com menor tamanho de partícula na lama. Geralmente, consiste em vários ciclones com diferentes especificações. De acordo com o teor de areia da polpa e os requisitos de processamento, é possível escolher uma combinação de ciclones com diferentes diâmetros.

Deslamadoras: Seu princípio de funcionamento é semelhante ao do desarenador, usado principalmente para remover partículas mais finas de lama da polpa. O diâmetro do ciclone do desarenador é geralmente menor que o do desarenador, permitindo a separação de partículas mais finas da fase sólida.

Centrífugas: são utilizadas para separar ainda mais as partículas finas da fase sólida da fase líquida na polpa e para melhorar a qualidade da purificação da polpa. A centrífuga possui maior precisão de separação.

2. Sistema de armazenamento e circulação de chorume

Tanque de lama: usado para armazenar lama, geralmente consiste em vários tanques, incluindo tanque de sedimentação, tanque de circulação e assim por diante.

Bomba de lama: É usada para bombear a lama para fora do tanque de lama e transferi-la para o tubo de perfuração da sonda de perfuração para promover a circulação da lama. Geralmente, a bomba de lama adota bombas centrífugas ou bombas de parafuso, com grande vazão e alta altura manométrica.

Tubulação de abastecimento de água: fornece água limpa para o sistema de tratamento de lama, usada para diluir lama, lavar equipamentos e assim por diante.

3. Sistema de energia e controle

Unidade de potência: fornece energia para todo o sistema de controle sólido, geralmente utilizando motor diesel ou elétrico. O motor diesel possui características de alta potência e forte adaptabilidade, sendo adequado para situações sem fornecimento de energia em campo; o motor elétrico possui as vantagens de operação suave, baixo ruído e manutenção conveniente, sendo adequado para locais com fornecimento de energia.

Gabinete de controle: É usado para controlar a operação de cada equipamento do sistema de controle sólido, incluindo partida, parada, regulagem de velocidade e outras operações.

4.Sistema de transporte e movimentação

Estrutura do reboque: feita de aço de alta resistência, com resistência e rigidez suficientes, capaz de suportar o peso de todo o sistema de controle fixo. A estrutura do reboque é equipada com sistema de suspensão, sistema de freios e pneus para garantir a estabilidade e a segurança do veículo.

Dispositivo de tração: É usado para conectar a estrutura do reboque e o veículo de reboque para realizar o movimento do sistema de controle fixo. O dispositivo de reboque geralmente adota reboque com cabeça esférica ou reboque com sela, que possui as características de conexão firme e direção flexível.

二.Vantagens do sistema de controle de lama sólida do tipo reboque

1. Alta eficiência: O sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque integra uma variedade de equipamentos avançados de controle de sólidos, capazes de realizar a separação e o processamento de lama em múltiplos estágios e com alta eficiência. De grandes detritos rochosos a minúsculas partículas coloidais, todos podem ser removidos com eficácia pelo equipamento correspondente, melhorando significativamente o efeito de purificação da lama. Comparado aos métodos tradicionais de tratamento de lama, como a sedimentação simples, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque é capaz de atingir um maior grau de purificação da lama em um período de tempo mais curto, o que melhora significativamente a taxa de reciclagem da lama e reduz a quantidade de nova preparação de lama, melhorando assim a eficiência das operações de perfuração.

2. Forte mobilidade:O design do reboque é uma vantagem significativa do sistema. Todo o sistema de cimentação é montado em um reboque, que pode ser facilmente movido para diferentes locais de trabalho por meio de um trator. Isso o torna particularmente adequado para projetos de perfuração que exigem mudanças frequentes de local de trabalho, como perfuração de campo em levantamentos geológicos, trabalhos de translação direcional horizontal em diferentes seções, e assim por diante. Comparado com equipamentos fixos de manuseio de lama, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque elimina a necessidade de instalação e comissionamento de equipamentos complexos em cada local de trabalho, reduzindo significativamente o tempo de preparação do projeto e melhorando a flexibilidade e a economia no uso do equipamento.

3. Boa proteção ambiental: Com os requisitos de proteção ambiental cada vez mais rigorosos da atualidade, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque apresenta excelente desempenho em proteção ambiental. Ao separar e tratar eficazmente as partículas sólidas na lama, reduz a quantidade de lama residual produzida e o risco de poluição do solo, da água e de outros ambientes. A lama purificada pode ser reciclada, o que reduz o consumo de novos materiais de lama e está em linha com o conceito de desenvolvimento sustentável. Ao mesmo tempo, os resíduos sólidos gerados durante a operação do sistema podem ser coletados e tratados centralmente, reduzindo ainda mais o impacto ambiental. Por exemplo, em operações de perfuração em algumas áreas ecologicamente frágeis, a aplicação do sistema de controle de sólidos de lama em reboque pode proteger eficazmente o ambiente ecológico local e evitar danos ecológicos causados pela descarga inadequada de lama.

4. Ampla adaptabilidade:O sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode se adaptar a diferentes tipos de operações de perfuração e propriedades da lama. Sejam operações de perfuração em perfuração de petróleo e gás, perfuração de exploração geológica ou estaqueamento, deslocamento horizontal, etc., o sistema pode ser razoavelmente configurado e ajustado de acordo com as condições de trabalho específicas e as características da lama. Para lamas com diferentes densidades, viscosidades e teores de fase sólida, bons resultados de tratamento podem ser alcançados selecionando equipamentos de controle de sólidos adequados e ajustando seus parâmetros. Por exemplo, ao lidar com lama de alta viscosidade, a separação eficaz da lama pode ser garantida aumentando a potência do misturador e ajustando a velocidade de rotação da centrífuga; ao lidar com lama contendo um grande número de partículas de areia, um desareador de especificação maior pode ser selecionado e sua pressão de trabalho pode ser aumentada adequadamente para melhorar a eficiência do desareamento.

5.Alto custo-benefício: Embora o investimento inicial do sistema de controle de sólidos de lama do tipo reboque seja relativamente alto, ele apresenta uma relação custo-benefício significativa a longo prazo. Ao aumentar a taxa de reciclagem de lama, o custo de aquisição de novos materiais de lama é reduzido; a capacidade de processamento eficiente encurta o tempo de operação de perfuração e reduz os custos de mão de obra e aluguel de equipamentos; ao mesmo tempo, ao reduzir o risco de poluição ambiental, evita multas elevadas e custos de tratamento que podem ser incorridos como resultado da poluição ambiental. Além disso, o alto grau de automação do sistema reduz a quantidade de operações manuais, diminui as falhas de equipamentos e os custos de manutenção causados por fatores humanos e melhora a vida útil e a estabilidade operacional do equipamento, aprimorando ainda mais a relação custo-benefício geral.

3. Cenários de aplicação do sistema de controle de lama sólida montado em reboque

1. Exploração e desenvolvimento de petróleo e gás: No processo de perfuração de petróleo e gás, a qualidade da lama é crucial para a segurança e a eficiência das operações de perfuração. O sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode remover eficazmente impurezas sólidas, como cascalhos de perfuração e partículas de areia na lama, manter o bom desempenho da lama e garantir a estabilidade da parede do poço, o resfriamento da broca e o transporte de cascalhos de perfuração durante o processo de perfuração. Em plataformas de perfuração de petróleo offshore, devido ao espaço limitado e aos altos requisitos de mobilidade do equipamento, as vantagens do sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque são plenamente aproveitadas. Ele pode ser facilmente movido e instalado na plataforma para fornecer serviços eficientes de manuseio de lama para operações de perfuração em diferentes locais. Enquanto isso, no desenvolvimento de campos de petróleo e gás onshore, para alguns blocos que exigem realocação frequente de sondas, o sistema de cimentação de lama montado em reboque também pode responder rapidamente para fornecer manuseio de lama oportuno e confiável para novas operações de perfuração.

2.Levantamento geológico: O trabalho de levantamento geológico geralmente requer perfuração em campo sob diferentes terrenos e condições geológicas. A mobilidade de um sistema de consolidação de lama montado em reboque o torna ideal para projetos de levantamento geológico. Ele pode acompanhar o equipamento de perfuração até cada local de levantamento rapidamente e descartar a lama gerada durante o processo de perfuração em tempo hábil. O design do reboque facilita o transporte e a instalação do equipamento em áreas montanhosas, florestas e outras áreas inacessíveis. Além disso, os requisitos para o tratamento de lama na exploração geológica frequentemente variam de acordo com o propósito da exploração e as condições estratigráficas, e o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode ajustar com flexibilidade a configuração do equipamento e os parâmetros operacionais de acordo com as condições específicas para atender às necessidades de diferentes projetos de exploração geológica, realizar a reciclagem eficaz da lama, reduzir o custo da exploração e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto no meio ambiente, o que está em linha com o conceito de exploração verde.

3.Travessia direcional horizontal: A tecnologia de travessia horizontal direcional é amplamente utilizada em oleodutos e gasodutos que atravessam rios, lagos, artérias de tráfego, entroncamentos ferroviários e outros obstáculos e áreas importantes. Na construção de travessia horizontal direcional, a lama não deve apenas desempenhar o papel de transportar cascalhos de perfuração e estabilizar a parede do poço, mas também garantir que ela possa circular suavemente no complexo ambiente subterrâneo. O sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode purificar eficientemente a lama retornada durante o processo de travessia, remover as fases sólidas nocivas, como cascalhos de perfuração, etc., e restaurar o desempenho da lama, para que ela possa atender continuamente aos requisitos do processo de travessia. Especialmente em alguns projetos de travessia horizontal direcional de grande escala com grande dosagem de lama e altos requisitos de tratamento, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode ser combinado modularmente de acordo com a escala do projeto para melhorar a capacidade de tratamento e garantir o bom andamento da construção. Ao mesmo tempo, seu desempenho ambiental também ajuda a reduzir o impacto da descarga de lama no meio ambiente circundante, em conformidade com os requisitos ambientais da construção de engenharia.

4.Trabalhos de estaqueamento: Em obras de estaqueamento, a lama é usada para proteger a parede do furo, suspender a escória de perfuração e resfriar a broca. A quantidade de lama gerada durante a construção da fundação da estaca é grande e, se não for manuseada adequadamente, poluirá o canteiro de obras e o meio ambiente. O sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque pode processar rapidamente a lama no canteiro de obras, separando as partículas sólidas da lama para que a lama purificada possa ser reciclada. Isso não apenas reduz a emissão de lama e a poluição para o meio ambiente, mas também economiza o custo dos materiais de lama. Além disso, como os canteiros de obras de projetos de fundação da estaca são geralmente compactos, o pequeno tamanho e a forte mobilidade do sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque podem ser bem adaptados às condições do canteiro de obras, facilitando a disposição e a movimentação do equipamento e melhorando a eficiência da construção.

5.Outros campos: Além dos principais cenários de aplicação mencionados acima, o sistema de consolidação e controle de lama montado em reboque também possui uma ampla gama de aplicações em outros campos. Por exemplo, em projetos de perfuração de poços, construção de paredes diafragma, construção de blindagens e outros na mineração, é necessário lidar com a lama de forma eficaz. O sistema de controle de sólidos de lama em reboque pode fornecer soluções de tratamento de lama direcionadas, de acordo com as características e requisitos desses projetos, para garantir o bom andamento do projeto e, ao mesmo tempo, alcançar uma situação vantajosa para todos em termos de proteção ambiental e benefícios econômicos.

Como um equipamento de manuseio de lama eficiente, ecologicamente correto e altamente móvel, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque desempenha um papel importante em diversos setores. Com o contínuo progresso da tecnologia e as mudanças nos requisitos de aplicação, o sistema de controle de sólidos de lama montado em reboque continuará a se desenvolver em direção à inteligência, alta eficiência e economia de energia, miniaturização e integração, aprimoramento do desempenho em proteção ambiental e serviços personalizados, entre outros, para fornecer às operações de perfuração em diversos setores soluções de tratamento de lama de melhor qualidade e mais confiáveis, e promover o desenvolvimento sustentável do setor.