Вибросита и гидроциклонные устройства для очистки буровых растворов

Вибросита и гидроциклонные устройства для очистки буровых растворов

В.И. МИЩЕНКО, генеральный директор ООО «Компания «Техномехсервис»
А.В. КОРТУНОВ, генеральный директор ЗАО «Промкомплектсервис»

Компания «Техномехсервис» является разработчиком и производителем средств очистки и приготовления буровых растворов и полнокомплектных циркуляционных систем всех классов.
Основной подход к проектированию и изготовлению циркуляционных систем и средств очистки и приготовления буровых растворов изложен нами в журнале «Бурение и нефть», №3, 2007 г.
Цель этой публикации — проинформировать специалистов буровых компаний о типоразмерном ряде и характеристиках вибросит, песко- и илоотделителей и помочь сориентироваться в их выборе в зависимости от условий бурения.


Вибросито является первой ступенью очистки, удаляет 10 — 20% шлама размером 100 мкм и выше. Очистная и пропускная способность вибросит определяется площадью ситовой поверхности, размером ячейки ситовой кассеты и виброускорением. Эти показатели для отечественных и импортных вибросит различаются незначительно и определяющими при их выборе являются надежность, качество и стоимость оборудования.
Все технические характеристики вибросит, производимых компанией, представлены в табл. 1.
Этот типоразмерный ряд полностью перекрывает потребности по технологическим и эксплуатационным параметрам всех классов циркуляционных систем — от мобильных до ЦС для глубокого многолитражного бурения.
Вибросито СВ1ЛМ (рис. 1) с линейными колебаниями используется для комплектации стационарных и эшелонных ЦС, оснащается двумя вибраторами CDX 18/5950 итальянского производства или ЭВВ-25.0-1500 ярославского завода «Красный маяк».
Отметим, что по настоянию компании ярославский завод перешел на выпуск вибраторов ЭВВ-25.0-1500 с роликовыми подшипниками, что увеличило многократно их ресурс до уровня вибраторов CDX 18/5950. Подключение вибраторов производят так, чтобы дебалансы вращались в противоположные стороны. После того, как будут достигнуты номинальные частоты вращения валов вибраторов, происходит самосинхронизация вращения и дебалансы вращаются в противофазе. Синхронное вращение дебалансов приводит к возникновению линейных поступательных колебаний виброрамы. Виброрама, а вместе с ней и кассеты находятся в вибрационном движении, жидкость интенсивно фильтруется сквозь сетку, а мехпримеси размером крупнее размеров ячеек сетки остаются на поверхности сетки и транспортируются под действием вибрации к нижней кассете. На нижней кассете происходит дополнительная осушка твердой фазы, и далее она в виде шлама сбрасывается в отвал.
Вибросито СВ1ЛМ имеет регулируемые угол наклона и амплитуду колебаний, что характерно для всех вибросит, выпускаемых компанией «Техномехсервис». Наша компания перешла на комплектацию виброрам натяжными болтами и гайками из нержавеющей стали, а также заделку электропроводки от вибраторов во взрывозащищенную клемную коробку, установленную на вибросите. Потребителю только необходимо подвести силовой кабель от пускателей в клеммную коробку.
Вибросито СВ1ЛМ-02 аналогично виброситу СВ1ЛМ и разработано для модульных ЦС с возможностью транспортировки блоков очистки без демонтажа. Его длина 2400 мм. Приемный отсек вибросита был усовершенствован и оснащен со стороны устьевого желоба встроенным дополнительным отсекателем, что существенно сократило время монтажа-демонтажа коллектора вибросит (нет шиберной заслонки) и уменьшило размеры площадки обслуживания. При необходимости это реализуется и на других моделях вибросит.
На выставке «Нефть и газ — 2007» компания представила свою новую разработку — вибросито с линейно-эллиптическими колебаниями СВ1ЛЭМ (рис. 2), прошедшее предварительные испытания на буровой «Кубаньбургаза». Вибросито имеет несколько вариантов траекторий колебаний виброрамы (рис. 3), повышенную величину виброускорения и может быть особенно рекомендовано к использованию при разбуривании глинистых пластов. Испытания показали пониженную склонность к закупориванию ячеек ситовых кассет при работе с глинистым шламом и повышенную транспортирующую способность глинизированной пульпы.
Для капитального ремонта скважин и бурения вторых стволов при малолитражной промывке хорошо зарекомендовало себя вибросито ВСМ-01 и ВСЛМ-01 (рис. 4, 5), выпускаемое с 2006 г. взамен вибросита ВСМ. Оно удобно монтируется в закрытых модулях с транспортным габаритом по ширине 2,5 м и рекомендуется при производительности промывки до15 — 20 л/с.
Компания комплектует все вибросита трехслойными или однослойными ситовыми кассетами с размером ячейки от 50 до 800 мкм (20 — 300 меш.). Стойкость кассет зависит от качества виброрамы и степени натяжки кассет на вибросите. Буровик должен знать, что кассета натягивается до уровня барабанного полотна. Только тогда при вибрации она не бьет по резиновой опоре и будет служить не менее 300 — 400 часов.
При правильно подобранной кассете буровой раствор должен заполнять 70% площади ситовых кассет, а на оставшейся площади происходит осушка шлама. Это также исключает перелив бурового раствора в отвал.
Второй и третьей ступенью очистки являются пескоотделители и илоотделители. Учитывая то, что потери бурового раствора на сливе из пековых насадок могут достигать 5% от производительности, гидроциклоны устанавливаются для осушки шлама над виброситами (ситогидроциклонный сепаратор) с размером ячейки сетки 50 — 70 мкм (рис. 6, 7).
Установку гидроциклонов можно произвести над любым из вышеперечисленных вибросит. Характеристики применяемых отечественных гидроциклонов приведены в табл. 2.
Отметим, что пескоотделитель ПГ60/300 работает при расходе 60 л/с и 30 л/с при отключении одного гидроциклона, ГЦК-360 — 42 л/с, ГЦК 250 — 65 л/с, 43 л/с, 22 л/с. Ориентируясь на эти данные, можно выбрать гидроциклон нужной производительности. Компания «Техномехсервис» предпочитает использовать разработанные ею пескоотделители ГЦК 65/250, наиболее ориентированные для различных производительностей буровых насосов (рис. 8).
Особенно успешно эти гидроциклоны встра иваются в ЦС, используемые при капитальном ремонте скважин и бурении вторых стволов. Их отличают небольшой вес и габариты, а также высокая износоустойчивость внутреннего покрытия из карбида кремния, наносимого по специальной технологии.
Надежным оборудованием является илоотделитель ИГ45М и его модификации. Компания «Техномехсервис» отказалась от собственного производства илоотделителей и считает рациональным использовать ИГ45М производства отрадненского завода «Нефтемаш». По всем показателям и качеству изготовления это оборудование соответствует зарубежным аналогам.
Имея все характеристики описанных средств очистки, можно определиться с выбором следующим образом:
1. При бурении под кондуктор с подачей насосов Q до 90 л/с — ГЦК 90/250 или 2 шт. ГЦК-360 и ИГ45М, при этом илоотделитель, как правило, не работает, а оба шламовых насоса задействованы только на пескоотделитель.
2. При бурении под кондуктор с подачей насосов до 65 л/с — ГЦК 65/250 или ПГ 60/300 или 2 шт. ГЦК-360 и ИГ45М, при этом шламовые насосы задействованы на пескоотделитель.
3. При бурении с Q до 45 л/с — ГЦК-45/250 или ГЦК-360, ИГ45М, при этом шламовые насосы можно задействовать на пескоотделитель и илоотделитель.
4. При малолитражном бурении менее 22 л/с — ГЦК-22/250, ИГ22М.
Для первых трех пунктов нами устанавливаются насосы 6Ш8-2М, для малолитражного бурения — ПРМ 85/30 или ПН 85/30 с безнапорными и бессальниковыми уплотнениями соответственно.
Авторы считают, что информация, изложенная в данной статье, может представлять интерес для буровиков, особенно для начинающих буровых компаний.

ООО «Компания «Техномехсервис»
тел./факс: (861) 211-76-78, 211-54-19
e-mail: tmc@tmc.su
www.tmc.su