Модернизация системы очистки раствора буровых установок в условия работ ООО «Буровая компания «Евразия»

При необходимости происходит дальнейшая очистка бурового раствора в центрифуге до 0,05 мкм.

Далее буровой раствор  направляется во все остальные цистерны, откуда раствор низкого давления поступает на буровые насосы высокого давления.

Технико-экономические  показатели данной системы очистки  не удовлетворяют современным требованиям. Причиной этого является использование вибросит и сито-гидроциклонных установок на базе этих вибросит отечественного производства. Рассмотрим их более подробно.

 

1.1.1.1 Анализ вибросит  ЛВС-1М

 

Предназначены для грубой (первичной) очистки бурового раствора, поступающего вместе с выбуренной породой по жёлобу до размера частиц 76 мкм.

Основные характеристики вибросита ЛВС-1М и ЛВС-02М  представлены в таблице 1.1

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 - Основные характеристики вибросит.

Параметры	ЛВС-1М,	ЛВС-02М
Производительность по воде на сетке л/с, не менее	45	36
Амплитуда колебаний  виброрамы, мм	2(+1;-0,3)	2(+1;-0,3)
Площадь рабочей поверхности  ситовых кассет, м2	2,6	2,1
Высота растворослива, мм	840	600
Мощность электродвигателей, кВт	3,0	3,0
Габариты вибросита, мм (длина, высота, ширина)	3000x1756x1360	2400x1936x1200
Размер ячеек ситовых  кассет, мм	0,16-0,9	0,16-0,9
Количество установленных  кассет, шт	2	2
Запасные части:
- кассеты с сетками,  шт	4	4
- пружины, шт	2	2

 

1 - станина; 2 - рама вибрирующая; 3 - виброузел; 4 - полозы; 5 - трубы; 6 - ёмкость приёмная; 7 - приёмный патрубок; 8 - полка; 9 - шибер; 11 - заслонки; 12 - ограждения; 13 - пружины; 14 - опора неподвижная; 15 - опора подвижная; 16 - направляющие; 17 - винт подъёмный; 18 - боковина; 19 - основание сетки; 20 - распорка; 21 - рёбра продольные; 22 - рёбра поперечные; 24 - болты.

 

Рисунок 1.1 - Общий вид ЛВС-1М

Сито состоит из станины (1) (рисунок 1.1), рамы вибрирующей (2), виброузла (3). Станина (1) предназначена для крепления сита на блоке очистки циркуляционной системы и служит в качестве сборника и распределителя очищенного бурового раствора. Станина состоит из полозов (4), соединенных между собой двумя трубами (5), и поддона. На полозах установлена приемная емкость (6), в которую вварен приемный патрубок (7) с фланцем, служащим для подвода бурового раствора к виброситу. Приемная емкость оснащена полкой (8), предназначенной для равномерного распределения бурового раствора по поверхности ситовой кассеты. В приемной емкости имеется также шибер (9), степень открытия, которого регулируется вручную рычагом и фиксируется цепью.

С обеих сторон станины имеются  отверстия закрываемые заслонками (11), позволяющими производить выпуск очищенного бурового раствора в желоб циркуляционной системы как вправо, так и влево от вибросита.

Для предотвращения разбрызгивания бурового раствора к полозам станины приварены ограждения (12). На станине, на четырех цилиндрических пружинах (13) установлена рама вибрирующая. Две пружины расположенные вблизи приемной емкости установлены на станине посредством неподвижных опор (14). Другие две пружины установлены на станине посредством подвижных опор (15).

Подвижные опоры установлены в направляющих (16) с возможностью вертикального перемещения. Регулирование высоты каждой опоры осуществляется посредством винта подъемного (17) путем ввинчивания или вывинчивания его из гайки, закрепленной на опоре. После установки опоры на заданную высоту, она фиксируется на направляющих с помощью болтов (24).

Рама вибрирующая состоит из основания сетки (19) и двух боковин (18), скрепленных между собой. Необходимая жесткость рамы обеспечивается распоркой (20) и корпусом вибратора. Основание сетки (19) имеет продольные (21) и поперечные (22) ребра, которые оснащены накладками из резины. Ребра служат опорой для устанавливаемой на раме верхней и нижней ситовых кассет. Кассета закреплена на раме вибрирующей с помощью двух прижимов, опор  и болтов с гайками. Отверстие для болта в боковине закрыто резиновой втулкой.

 

Виброузел состоит из двух электровибраторов, корпуса и плиты. Электровибраторы предназначены для возбуждения вынужденных колебаний активных систем вибросита.                                      

 

1.1.1.2 Анализ СГУ на  базе ЛВС-1М

 

Сито-гидроциклонная установка  представляет собой наборы гидроциклонов  песко- и илоотделителя, смонтированные на базе линейного вибросита ЛВС-1М. Размер ячейки сетки вибросита имеет меньший размер, чем частицы раствора, очищенного в илоотделителе, что обеспечивает более тонкую очистку бурового раствора до размера частиц 15-20 мкм.

Конструкция вибросита  аналогична конструкции ЛВС-1М, рассмотренной  выше.

Песко- и илоотделители  гидроциклонные ИПС и ИИС (Ижевские песко- и илоотделительные системы)  предназначены для удаления из растворов, подвергаемых очистке, твёрдых частиц размером не более 1,5 мм и 0,08 мм соответственно, в частности при бурении нефтяных и газовых скважин. Рассчитаны на работу в условиях макроклиматических условий с тропическим, умеренным и холодным климатом при температуре окружающего воздуха -45 до +50 градусов Цельсия.

Основные характеристики бурового раствора, подвергаемого очистке  должны соответствовать показателям, указанным в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Основные характеристики бурового раствора

№ пп	Наименование показателя	Значение показателя
1	Плотность,	0,8-1,7
2	Температура,	2-90
3	Состава твёрдой фазы	Глина, известняк, песчаник
4	Объёмная доля твёрдых  частиц, не более %	6
5	Размер твёрдых частиц,мм, не более	1,5
6	Водородный показатель, рН	5-12

 

Технические параметры  пескоотделителей различного исполнения приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Технические параметры ИПС различного исполнения

№ пп	Наименование показателя	Значение показателя
		1/300	2/300	3/300
1	Пропускная способность, л/с	37,5	62	94,5
2	Минимальный размер удаляемых  частиц, мм	0,04
3	Расход пульпы через  песковые отверстия, %пропускной способности	2…4
4	Рабочее давление перед  гидроциклонами	0,29
5	Количество гидроциклонов, шт.	1	2	3
6	Габаритные размеры, мм, не более — длина — ширина — высота Присоединительные размеры, мм — диаметр питающего  коллектора — диаметр сливного коллектора	1990 5020 900   114 168	1990 1020 900   219 273	2110 1750 1060   273 325
7	Масса, кг, не более	220	340	430

 

Технические параметры  илоотделителей различного исполнения приведены в таблице 1.4

Таблица 1.4 - Технические параметры ИИС различного исполнения

№ пп	Наименование показателя	Значение показателя
		4x2/100	6x2/100	8x2/100
1	Пропускная способность, л/с	38,5	51,3	77,0
2	Минимальный размер удаляемых частиц, мм	0,025
3	Расход пульпы через  песковые отверстия, %пропускной способности	1…2
4	Рабочее давление перед  гидроциклонами	0,32
5	Количество гидроциклонов, шт.	8	12	16
6	Габаритные размеры, мм, не более — длина — ширина — высота Присоединительные размеры, мм — диаметр питающего  коллектора — диаметр сливного коллектора	1320 770 1400   168 168	1990 1020 900   168 219	2110 1750 1060   168 219
7	Масса, кг, не более	290	370	450

 

Песко- и илоотделитель состоят из следующих основных частей:

- гидроциклоны являются основной частью песко- и илоотделителя, в них происходит разделение потока жидкости. Сборка гидроциклона представлена на

- питающий коллектор предназначен для приема бурового раствора и распределения его между гидроциклонами. Он представляет собой трубу, затушенную с одного конца, с другой стороны при монтаже подводится линия по которой подается буровой раствор от центробежного насоса. На питающем коллекторе имеются патрубки (по количеству гидроциклонов) предназначенные для подачи раствора в гидроциклоны. На питающем коллекторе также размещен патрубок, в котором установлен манометр со средоразделителем.

- сливной коллектор предназначен для приема прошедшего очистку бурового раствора от гидроциклонов. Он представляет собой трубу, заглушённую с одного конца, с другой стороны при монтаже устанавливается линия! по которой сбрасывается очищенный буровой раствор. На коллекторе имеются патрубки (по количеству гидроциклонов) предназначенные для приема раствора от гидроциклонов.

- шламовый короб для шлама предназначен для сбора шлама сбрасываемого с гидроциклонов.

- рама предназначена для соединения составных частей. В зависимости от предполагаемого места установки пескоотделителя рамы могут иметь различную конструкцию.

- хомуты предназначены для соединения гидроциклонов с питающим и сливным коллекторами.

^{В основу   работы   песко- и илоотделителя    положен    принцип    использования центробежных сил, возникающих в аппарате при прокачке через него жидкости. Буровой раствор, содержащий твёрдые частицы, подаётся по питающему коллектору, распределяется по гидроциклонам и под некоторым давлением вводится по касательной в верхнюю цилиндрическую часть. Струя жидкости, двигаясь по внутренней стенке, приобретает вращательное движение. Крупные и тяжёлые частички породы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам и сползают в нижнюю коническую часть к отверстию выпуска шлама. Более мелкие частички и большая часть жидкости двигаются во внутреннем спиральном потоке, направленном снизу вверх и сбрасываются в сливной манифольд.}

^{Гидроциклоны  изготавливаются  из износостойкого полиуретанового  материала, что наряду с простотой конструкции  обеспечивает надёжную работу в течение  всего срока эксплуатации.}

1.1.1.3 Недостатки существующей  системы очистки бурового раствора

 

Многолетний опыт эксплуатации  выявил следующие недостатки данной системы очистки:

- средняя наработка одной ситовой панели вибросита составляет 120-150 ч;

- крепление одной ситовой кассеты осуществляется 4 болтовыми соединениями, что значительно увеличивает время замены сеток на вибросите и может привести к простоям в работе БУ;

- ненадёжная конструкция электродвигателей-вибраторов приводит к частым выходам их из строя и необходимости ремонта и замены;

- констукция вибросит не может обеспечить достаточно высокой степени герметизации сеток, что приводит к потерям раствора;

- вибросита и СГУ на их основе имеют относительно большие габариты и массу, что создаёт определённые трудности при транспортировке и монтаже.