КП Оборудование для очистки бурового раствора 21.06.20. Регламентом наименование междисциплинарного курса Технология бурения нефтяных и газовых скважин тема курсового проекта Оборудование для очистки бурового раствора
 Скачать 1.57 Mb.
|
2.7. Циркуляционые системы очистки бурового раствораЦиркуляционные системы (ЦС) предназначены для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы, сброса их в амбар (при амбарном бурении), или на шнековый транспортер с последующей вывозкой на автотранспорте (при без амбарном бурении), химической обработки, хранения, транспортирования раствора от устья скважины до приема буровых растворов в блоке очистки при бурении нефтяных и газовых скважин в условиях умеренного макроклиматического района по ГОСТ16350-80. Наземная часть циркуляционной системы может быть разбита на подсистему нагнетания и регулирования подачи бурового раствора и подсистему приготовления, очистки, регенерации и регулирования свойств бурового раствора. Первая подсистема включает в себя буровые насосы, подпорные центробежные насосы, приемную емкость и обвязку всасывающих и нагнетательных линий насосов. Для хранения раствора в циркуляционной системе предусматривается несколько емкостей прямоугольного сечения, в том числе приемная емкость со средним полезным объемом 30–40 м3, которые соединены между собой трубопроводами, по которым раствор перепускается из одной емкости в другую. Каждая из подобных емкостей имеет люки для очистки от осадка и секцию растворопровода в виде желоба. Все емкости разделены на два, иногда на три отсека. Для поддержания подвижности бурового раствора используют гидравлические и механические перемешиватели. Применяют обычно механические перемешиватели пропеллерного типа с электроприводом. Гидравлические перемешиватели работают от центробежных или поршневых насосов и представляют собой погруженные под уровень насадки, направленные под различными углами друг к другу. Вторая подсистема предназначена для осуществления следующих технологических операций: приготовления основы бурового раствора в виде водоглинистой суспензии, соляробитумной смеси или водонефтяной эмульсии; утяжеления бурового раствора; регулирования и стабилизации свойств раствора с помощью химических реагентов; очистки бурового раствора от выбуренной породы и газа. В связи с повсеместным использованием порошкообразных материалов широко применяются при приготовлении водоглинистых суспензий и утяжелении блоки приготовления буровых растворов типа БПР. Основные функции, выполняемые ЦС: транспортирование раствора от устья скважины до очистного оборудования; очистка бурового раствора от частиц выбуренной породы и сброса их в амбар (или в автомобиль при без амбарном бурении); дегазация бурового раствора; регулирование содержания твердой фазы в буровом растворе с помощью центрифуги; химическая обработка и хранение раствора; подвод раствора к буровым насосам; подача раствора в емкость для долива; приготовление бурового раствора; сбор стоков с приямков шламовых насосов; сбор конденсата с паровых регистров емкостей и с отопительных агрегатов. Электрооборудование и трассировка – выполнены с соблюдением взрывобезопасности. В модулях циркуляционной системы предусмотрена естественная и принудительная вентиляция. Для очистки от выбуренной породы утяжеленных буровых растворов используют специальные установки. Для удаления газа из бурового раствора применяют вакуумный дегазатор. В зависимости от класса буровой установки, определяемого ее грузоподъемностью и глубиной скважин, а также от сложности технологического процесса бурения буровые установки комплектуются циркуляционными системами (ЦС), включающими набор блоков, оснащенных различным оборудованием для приготовления очистки и циркуляции бурового раствора. Расположение блоков циркуляционной системы определяется размещением основного бурового оборудования. Эти комплекты включают: блок очистки, промежуточный блок, приёмный блок, блок химреагентов, блок дегазатора, блок приготовления буровых растворов, блок долива скважины, блок подпорных насосов, ёмкость для воды и другое оборудования. Принцип работы циркуляционной системы. Готовый буровой раствор через напорный рукав, присоединенный к неподвижной части вертлюга, закачивается в бурильную колонну буровыми насосами. Пройдя по бурильным трубам вниз, он с большой скоростью проходит через отверстия в долоте к забою скважины, захватывает частички породы, а затем поднимается между стенками скважины и бурильными трубами. Отказываться от его повторного использования экономически нецелесообразно, а использовать без очистки вновь нельзя, т.к. в противном случае происходит интенсивный абразивный износ оборудования и бурильного инструмента, снижается удерживающая способность бурового раствора, уменьшаются возможности выноса новых крупных обломков породы. Через систему очистки необходимо пропускать и вновь приготовленные глинистые растворы, т.к. в них могут быть комочки нераспустившейся глины, не прореагировавших химических реагентов и других материалов. Очистка промывочной жидкости осуществляется как за счет естественного выпадения частиц породы в желобах и емкостях, так и принудительно в механических устройствах (виброситах, гидроциклонах и т.п.). Использованный буровой раствор (рис. 12) из устья скважины 1 через систему желобов 2 поступает на расположенную наклонно и вибрирующую сетку вибросита 3. При этом жидкая часть раствора свободно проходит через ячейки сетки, а частицы шлама удерживаются на стенке и под воздействием вибрации скатываются под уклон. Для дальнейшей очистки буровой раствор с помощью шламового насоса 7 прокачивается через гидроциклоны 4, в которых удается отделить частицы породы размером до 10...20 мкм. Окончательная очистка раствора от мельчайших взвешенных частиц породы производится в емкости 6 с помощью химических реагентов, под действием которых очень мелкие частицы как бы слипаются, после чего выпадают в осадок. При отстаивании в емкостях 6 и 8 одновременно происходит выделение растворенных газов из раствора. Очищенный буровой раствор насосом 9 по нагнетательному трубопроводу 10 вновь подается в скважину. По мере необходимости в систему вводится дополнительное количество свежеприготовленного раствора из блока 5.  Рис. 12. Циркуляционная система бурового раствора 1 - устье скважины; 2 - желоб; 3 - вибросито; 4 - гидроциклон; 5 - блок приготовления бурового раствора; 6 - ёмкость; 7 – шламовый насос; 8 - приёмная ёмкость; 9 - буровой насос; 10 - нагнетательный трубопровод. Механизмы циркуляционных системы обеспечивают трёхступенчатую очистку бурового раствора. Из скважины раствор поступает на вибросито в первую ступень грубой очистки и собирается в отстойнике ёмкости, где осаждается грубодисперсный песок. Из отстойника раствор проходит в отсек циркуляционной системы и подаётся центробежным шламовым насосом в дегазатор при необходимости дегазации раствора, а затем – в пескоотделитель, где проходит вторую ступень очистки от породы размером до 0,074-0,08 мм. После этого раствор подаётся в илоотделитель – третью ступень очистки, где удаляются частицы породы до 0,03 мм. Песок и ил сбрасываются в ёмкость, откуда подаётся в центрифугу для дополнительного отделения раствора от породы. Очищенный раствор из третьей ступени поступает в приёмные ёмкости – в приёмный блок буровых насосов для подачи его в скважину. |