How to Choose a Suitable drilling fluids Shale Shaker

В качестве оборудования для контроля твердых частиц на первой стадии бурения нефтегазовых скважин, буровые растворы вибросито Вибросито выполняет важнейшую задачу удаления крупных обломков породы и крупных твердых частиц из бурового раствора. Производительность вибросита напрямую влияет на эффективность очистки бурового раствора, эффективность бурения, срок службы последующего оборудования для контроля твердых частиц и общую стоимость бурения. Выбор подходящего вибросита в соответствии с реальными условиями работы является ключевым условием для обеспечения стабильного и высокоэффективного бурения. В данной статье подробно рассматривается комплексный метод выбора вибросита для бурового раствора с учетом различных параметров, что послужит практическим ориентиром для закупки и применения оборудования.

1. Подтвердите фактическую производственную мощность и зарезервируйте маржу.

Производительность является основополагающим показателем, определяющим технические характеристики вибросита, и несоответствие производительности требованиям легко может привести к переливу бурового раствора или простою оборудования, снижающему его эффективность.

При расчете необходимой производительности необходимо принять за базовый стандарт максимальный рабочий объем бурового насоса, установленного на объекте, и предусмотреть разумный запас прочности для компенсации внезапных изменений условий работы, таких как резкое увеличение количества бурового шлама и колебания вязкости бурового раствора. Рекомендуемый коэффициент запаса прочности составляет от 1,2 до 1,3 раза больше максимального рабочего объема насоса.

Различные типы буровых растворов имеют очевидные различия в текучести и содержании твердых частиц, что приводит к различной эффективности обработки на единицу площади:

– Буровой раствор на водной основе: хорошая текучесть, низкая адгезия, производительность при обычной обработке достигает 8-15 кубических метров на квадратный метр в час.

– Буровой раствор на масляной основе: высокая вязкость, легко прилипает к поверхности сита, стандартная производительность обработки составляет 5-10 кубических метров на квадратный метр в час.

При выборе оборудования на практике следует избегать применения только номинальных параметров. Необходимо сосредоточиться на эффективной площади просеивания вибрационного грохота и избегать ложной маркировки теоретических данных, которая может повлиять на эффективность работы на месте.

2. Выберите режим вибрации в соответствии с типом скважины и свойствами бурового раствора.

Различные траектории вибрации приводят к разной скорости транспортировки материала и точности разделения твердой и жидкой фаз, что соответствует различным сценариям бурения. Предприятия могут подбирать типы вибрации в зависимости от структуры скважины, глубины бурения и характеристик бурового раствора.

Линейный вибрационный шейкер для сланцев

Это наиболее широко используемая традиционная модель в отрасли. Благодаря высокой скорости транспортировки материала и большому объему непрерывной обработки, она отличается стабильной работой и экономичностью. Идеально подходит для традиционных вертикальных скважин на суше, условий работы с высоким содержанием твердых частиц и большим объемом циркуляции бурового раствора, а также для ежедневного бурения на малой и средней глубине.

Сбалансированный эллиптический вибросито для сланцев

Благодаря оптимизированной эллиптической вибрационной дорожке, эффективно снижается вероятность засорения поверхности сита и прилипания бурового раствора. Значительно улучшается чистота отделения мелких частиц, а также увеличивается общий срок службы ситовых элементов. Этот тип оборудования является предпочтительным для наклонно-направленных и горизонтальных скважин, а также для условий работы с высокой вязкостью бурового раствора и большим количеством мелкого бурового шлама.

Высокочастотный вибросито с регулируемой частотой вращения

Оснащенная регулируемой высокочастотной вибрационной системой, она обеспечивает вибрацию в диапазоне от 18 Гц до 22 Гц, а интенсивность вибрации может достигать 7,5G-8,3G. Предназначена для тонкой очистки твердых частиц и применима в условиях добычи сланцевого газа, где требуется удаление ультрадисперсных частиц размером менее 44 микрон, что позволяет осуществлять высокоточную очистку бурового раствора.

3. Разумное соответствие характеристикам сетки сита.

Сетка сита является непосредственным рабочим компонентом для разделения твердых частиц. Количество ячеек, число слоев и материал изготовления совместно определяют точность просеивания и износостойкость.

Выбор номера сетки

В соответствии с промышленным стандартом API, разные номера сетки соответствуют разным размерам частиц, задерживаемых фильтром:

– Крупноячеистая сетка 20-80 меш: задерживает крупные обломки горных пород, размер частиц около 180-74 микрон, используется для первичной грубой фильтрации.

– Обычный сито 80-120 меш: универсальная спецификация, размер частиц 74-44 микрона, подходит для большинства традиционных методов бурения и очистки.

– Мелкоячеистый сито 120-200 меш: улавливает мельчайшие частицы размером 44-20 микрон, подходит для горизонтальных лунок и условий тонкой очистки.

Стоит отметить, что чем выше номер ячейки сетки, тем выше точность разделения, а общая производительность обработки снизится примерно на 301 тонну на 3 тонны при удвоении номера ячейки. Необходимо найти баланс между точностью и эффективностью в соответствии с реальными потребностями.

Конфигурация экранного слоя

– Однослойный фильтр: простая конструкция, низкие затраты на приобретение и техническое обслуживание, подходит для неглубоких скважин и условий работы с низкими требованиями к очистке.

– Двухслойный грохот: рекомендуемая конфигурация, в которой используется грубый верхний слой и тонкий нижний слой. Эффективность обработки может быть повышена за счет использования сит 30%-40% при одновременном улучшении качества разделения.

– Трехслойный грохот: применяется в глубоких скважинах, в условиях высоких температур и высокой плотности, обеспечивая многоступенчатую градиентную очистку и тщательную оптимизацию качества бурового раствора.

Материал поверхности экрана

– Сетка из нержавеющей стали: экономична, обладает превосходной износостойкостью, широко применяется в условиях работы с буровыми растворами на водной основе.

– Полиуретановый экран: обладает высокой устойчивостью к засорению и прилипанию, длительным сроком службы, подходит для работы с масляными буровыми растворами и в условиях интенсивного износа.

Предпочтение отдается волнообразным и пирамидальным композитным ситовым структурам, которые позволяют эффективно увеличить скорость открытия и дополнительно повысить эффективность разделения твердой и жидкой фаз.

4. Оптимизация диапазона основных рабочих параметров.

Перегрузки при вибрации, рабочая частота и наклон сита являются регулируемыми ключевыми параметрами, и разумная настройка позволяет максимально повысить производительность оборудования.

Вибрация, перегрузка

Это показатель интенсивности вибрации вибрационного грохота, напрямую влияющий на скорость выгрузки шлама:

– Стандартные условия работы: 5.0G-7.0G, обеспечивающие стабильное разделение в течение дня.

– Условия работы с буровым раствором высокой плотности и мелкодисперсными частицами: 7,0–8,3 Гс, что повышает эффективность удаления мелких твердых частиц.

Чрезмерно высокая перегрузка (более 8,5G) ускорит износ сетки экрана и вибродвигателя, а также сократит срок службы оборудования.

Рабочая частота

- Низкая и средняя частота 10-15 Гц: адаптирована для крупных частиц и высоковязких буровых растворов, обеспечивая бесперебойную транспортировку материалов.

– Высокая частота 18-22 Гц: соответствует условиям разделения мелких частиц в горизонтальных скважинах и при бурении сланцевых газовых месторождений.

Наклон экранной палубы

Диапазон регулировки угла наклона обычно составляет от -1° до +4°. Увеличение угла наклона ускоряет выгрузку шлама и повышает общий объем обработки; уменьшение угла наклона способствует более тонкому просеиванию и снижает содержание влаги в выгружаемой твердой фазе. Рабочие могут динамически регулировать параметры в соответствии с состоянием бурового раствора в режиме реального времени.

5. Адаптировать марку материала и стандарты защиты.

Условия эксплуатации бурового оборудования сложны и суровы, включая пустынные районы, морские платформы, высокие температуры и коррозию от солевого тумана. Материал вибрационного бункера и класс защиты должны соответствовать требованиям площадки.

Материал для шейкер-бокса

– Углеродистая сталь с антикоррозионным покрытием: экономичный вариант, подходит для традиционного бурения наземным буровым раствором на водной основе.

– Материал из нержавеющей стали 304/316: превосходная коррозионная стойкость и устойчивость к солевому туману, стандартная конфигурация для морских платформ и проектов с использованием буровых растворов на нефтяной основе.

Технические характеристики приводного двигателя

Нефтяное месторождение относится к зонам повышенной опасности воспламенения и взрыва. Двигатель должен соответствовать взрывозащищенному классу Ex d IIB T4, а уровень защиты не должен быть ниже IP55 для обеспечения пыле- и водонепроницаемости. Для оборудования, используемого в пустынных районах, можно выбрать высокий класс защиты IP65, чтобы противостоять сильной эрозии песком; для морского оборудования требуется дополнительная антикоррозионная и антиржавейная конструкция.

6. Оцените удобство технического обслуживания и универсальность запасных частей.

К хорошим комплексным характеристикам также относится удобство ежедневного технического обслуживания, что позволяет эффективно снизить эксплуатационные расходы и потери от простоев в будущем.

В конструкции с быстросъемным креплением экрана приоритет отдается быстросъемной системе, обеспечивающей быструю замену экрана в течение 10 минут и повышающей эффективность технического обслуживания. Вибровозбудитель имеет регулируемую эксцентриковую конструкцию, что позволяет персоналу на месте гибко регулировать перегрузки и уровень вибрации.

Между тем, необходимо подтвердить универсальность изнашиваемых деталей, таких как сетка сита, уплотнительные элементы, подшипники и приводные двигатели. Следует выбирать оборудование с полными каналами поставок запасных частей, что гарантирует своевременную замену и техническое обслуживание в дальнейшем использовании и позволяет избежать стагнации производства, вызванной трудностями с закупкой комплектующих. Цельносварная рама обладает высокой жесткостью, не подвержена деформации после длительной высокочастотной вибрации, обеспечивая стабильную работу оборудования.

7. Схема быстрого отбора для типовых условий труда.

– Традиционная наземная вертикальная скважина: линейный вибросито, перегрузки вибрации 5,5–6,5 Гс, двухслойный фильтр с размером ячейки 80–120 меш.

– Направленные и горизонтальные скважины: эллиптический вибросито, перегрузки вибрации 6,5–7,5 Гс, двухслойный или трехслойный мелкоячеистый грохот 120–180 меш.

– Тонкая очистка сланцевого газа: высокочастотный вибросито с регулируемой частотой вращения, сила вибрации 7,5–8,3 Гс, сито с размером ячейки 150–200 меш.

– Проект по буровым растворам на масляной основе: эллиптическая вибрационная модель, оснащенная полиуретановым ситом и вибрационным бункером из нержавеющей стали.

8. Распространенные ошибки отбора, которых следует избегать.

1. Сосредоточение внимания только на номинальной мощности переработки, игнорирование фактической эффективной площади сортировки приводит к недостаточной мощности переработки на месте.

2. Слепое стремление к сверхвысоким перегрузкам, вызывающим преждевременное повреждение уязвимых компонентов и увеличение затрат на замену.

3. Игнорирование стандартов взрывозащиты и безопасности, несоблюдение требований к строительству объектов нефтепромыслового назначения с точки зрения безопасности.

4. Игнорирование различий в условиях работы и равномерное соответствие размеров ячеек сита одной спецификации приводит к плохому эффекту разделения или низкой эффективности работы.

Выбор буровые растворы вибросито Необходимо учитывать в качестве основы такие факторы, как перемещение бурового раствора на месте бурения, тип конструкции скважины, свойства бурового раствора и условия эксплуатации. Следует всесторонне оценить режимы вибрации, конфигурацию фильтров, рабочие параметры, материалы оборудования и эффективность технического обслуживания. Научное соответствие моделей и технических характеристик позволяет не только гарантировать эффективный контроль за твердыми частицами, защитить последующее буровое оборудование, но и эффективно контролировать общие затраты на бурение и обеспечивать стабильную экономическую выгоду для буровых проектов.