Вибрационные сита для очистки бурового раствора

В процессе буровых работ промывочные жидкости (буровые растворы) неизбежно насыщаются частицами выбуренной породы, которые оказывают негативное влияние на основные показатели технологических свойств буровых растворов, следовательно, технико-экономические показатели буровых работ будут напрямую зависеть от качества и эффективности процессов очистки растворов от частиц загрязнителя.

Как известно, для очистки буровых растворов от бурильного шлама используют в определенной последовательности ряд физико-механических методов очистки и соответствующее им очистное оборудование. Таким образом, речь идет об обязательной комплексной очистке растворов, которая подразумевает поэтапный процесс с использованием различного рода механических устройств:

• вибрационные сита;
• гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители);
• сепараторы;
• центрифуги.

Помимо этого, в случае особо высокой степени насыщения буровых растворов твердой породой, перед началом цикла механической очистки растворы обрабатывают так называемыми реагентами-флокулянтами, обеспечивающими повышение эффективности очистных операций.

Заметим, что применение вышеотмеченной комплексной системы очистки буровых растворов, не смотря на всю ее сложность и сравнительно высокую стоимость, является достаточно рентабельной и быстро окупаемой, благодаря ряду очевидных преимуществ:

• существенное повышение производительности бурильных работ (за счет увеличения скорости бурения);
• значительное снижение затрат на регулирование и стабилизацию свойств буровых растворов;
• сокращение числа случаев осложнений ствола скважины;
• соответствие нормам и требованиям защиты окружающей среды.

Каждый тип очистного оборудования подбирается таким образом, чтобы он пропускал такое количество очищаемого раствора, которое превышает граничную производительность процесса промывки скважины.

Таким образом, в циркуляционной системе очистки бурового раствора аппараты механической очистки должны располагаться в строгой очередности, при этом принципиальная схема прохождения раствора должна соответствовать следующей технологической цепочке:

• буровая скважина;
• газовый сепаратор;
• блок грубой механической очистки от крупных частиц шлама (вибрационные сита);
• блок тонкой механической очистки от сравнительно мелких частиц шлама (песко- и илоотделители, сепараторы);
• блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклонный глиноотделитель).

Очевидно, что каждый вид оборудования предназначен для решения определенных технологических задач и не является взаимозаменяемым. Поэтому выбор оборудования и технологии очистки промывочных жидкостей от шламового загрязнителя определяется конкретными условиями буровых работ. Для осуществления правильного подбора оборудования следует знать как его технологические возможности, так и основной функционал.

Как правило, в буровом растворе всегда присутствуют твердые частицы разных размерных фракций, в том числе и сравнительно крупные включения с размерами более 150 мкм. Для эффективной очистки растворов от таких крупных частиц широко применяются лучшие мировые образцы вибрационных сит, например, двухсеточное одноярусное вибросито фирмы «Swaco», двухъярусное вибросито Derrick и пр.

Вибросита, как ключевой фактор экономической эффективности буровых работ

В настоящее время вибросита остаются наиболее эффективным и высокопроизводительным средством механической очистки буровых растворов на углеводородной и синтетической основах от частиц твердой выбуренной породы. На виброситах применяются в качестве расходных материалов сетки с минимальным размером ячеек, обеспечивающим беспрепятственное прохождение жидкой составляющей раствора с сохранением в ней избыточного утяжеляющего материала. Из этого следует, что раствор должен проходить от ⅔ до ¾ длины ситовых панелей.

В современных высокоэффективных виброситах размер ячеек ограничивается с учетом количества утяжеляющего вещества (барита), удаляемого на них. Например, 3% свежеприготовленного барита могут быть удалены из бурового раствора на вибросите с размером ячейки ситовой панели 200 меш. Значительно дешевле удалять сравнительно небольшие объемы барита, чем разбавлять раствор, загрязненный твердой фазой при использовании более крупных сеток. Также следует учитывать, что увеличение содержания более крупных частиц в растворе будет снижать эффективность очистных операций и соответствующего оборудования на последующих стадиях подготовки бурового раствора.

Таким образом, вибросита являются ключевым фактором, обеспечивающим экономическую эффективность буровых растворов на основе углеводородной и синтетической составляющих. Для интенсивных буровых работ, проводимых с высокими скоростями и большим расходом промывочных жидкостей рациональней всего использовать специальные вибросита для грубой очистки с целью удаления частиц сравнительно крупных размеров. Слив с вибросит для грубой очистки должен далее направляться на вибросита с мелкоячеистыми ситовыми панелями, для которых пропускная способность уже рассчитана на максимальное прохождение бурового раствора. Практикой бурильных работ установлено, что оптимальный размер сеток для вибросит, применяемых на втором этапе механической очистки, должен составлять не более 200 меш.

Главным рабочим компонентом вибрационных сит являются ситовые панели – это главный расходный материал вибросита, имеющий определенный ресурс эксплуатации, по истечении которого в следствие износа отработанные ситовые панели подлежат замене на новые. Сегодня ряд всемирно известных компаний (Derrick, Brandt, SWACO, Scomi, Kemtron, FSI и др.), специализирующихся на производстве и поставках вибросит, также предлагают и ситовые панели к ним. Однако это не означает, что не существует альтернативы ситовым панелям оригинального производства от именитых брендов. В наши дни аналоги оригинальных панелей, совместимые на 100% с популярными моделями вибросит прекрасно зарекомендовали себя в отечественной сфере буровых работ. Их главное преимущество – более доступная стоимость для отечественных потребителей с сохранением технико-экономических показателей процессов бурения на стабильно высоком уровне.