石油钻采设备及工艺李振林泥浆净化装置.pptx
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1、二、泥浆振动筛二、泥浆振动筛 泥浆振动筛是固控系统中的关键设备,自井筒中返回的泥浆首先进入筛中,清除掉较大的固体颗粒。单轴惯性振动筛普通振动筛:激振器在筛架上方;自定中心振动筛:激振器在筛架重心;易损件、重要技术参数第1页/共32页三、水力旋流器三、水力旋流器1.概述2.工作原理3.高效水力旋流器第2页/共32页四、泥浆清洁器四、泥浆清洁器振动筛处理过的泥浆水力旋流器细目振动筛筛网底流清洁泥浆 返回循环系统排出的固体颗粒振动筛来自井筒的泥浆沉砂罐除气器搅拌器泥浆枪除砂器泥浆清洁器或除泥器筛网泥浆漏斗加重罐至泥浆泵固控部分配浆部分吸浆部分泥浆清洁器由旋流器和振动筛组合而成,上部是45英寸的水力旋
2、流器,下部是150200目的振动筛。泥浆自井口中返出,经双层振动筛(上层40目,下层60目)处理后流入泥浆罐,再由砂泵从罐中泵入清洁器。清洁器将泥浆中74105um的固相颗粒清除掉,小于74um的固相(包括260um的重晶石粉)及液相则汇入在用的泥浆之中。因此,清洁器一般只用在加重泥浆系统中。用途是清除比重晶石颗粒大的固相颗粒,回收重晶石及液相。(所在位置及其工作流程)第3页/共32页五、离心分离机五、离心分离机离心分离机主要用于回收加重泥浆中的重晶石,及非加重泥浆中的液体或化学药剂,清除08um左右的细粉砂,主要有三类:转筒式离心分离机:处理泥浆量较大,一般可回收重晶石8296沉淀(倾析)式
3、离心分离机离心机滚筒有圆锥形和圆锥圆柱形两种,其输送器有双头和单头螺旋的;在结构和尺寸一定时,离心机的分离效果与沉降时间、离心力和进口泥浆量等因素有关,而沉降时间又取决于滚筒的大小、形状及液层厚度。泥浆在离心机中的时间通常为3050秒,时间越长,进口量越小,分离效果越好水力涡轮式分离机第4页/共32页六、泥浆除气器六、泥浆除气器在油、气井钻井过程中,泥浆容易被空气或井中的天然气侵入,造成密度下降,井筒内泥浆静液柱压力减少,可能引起井喷的危险;此外,气体还使泥浆的粘度和静剪切力增大,使钻井条件恶化。因此,应该设法除去泥浆中的气体,恢复泥浆密度。对于气侵泥浆或含有微小气泡的泥浆,一般利用除气器除气
4、。气侵泥浆除气器有两类,一类是真空除气器,另一类是大气(常压)式除气器。1.真空除气器2.大气式除气器3.离心式除气器第5页/共32页第6页/共32页传动装置电机上筒排气区挡泥板排出腔主轴叶轮主筒滤清器工作时,将除气器插入泥浆中,电机通过胶带传动装置驱动主轴、叶轮旋转,气侵泥浆从主筒下端经虑清器进入除气器,在叶轮的驱动下作旋转运动,主筒内产生离心力场形成涡流。由于离心力的作用,泥浆中的固相和液相被甩向主筒内壁,而气体则向中心扩散,在主筒中心区形成一个气柱。分离后的泥浆,在涡流的作用下,沿主筒内旋转向上运动,以约25mm厚度的环形螺旋状进入排出腔。排出腔过流面积大,液体进入后流速降低,压力增大,
5、从排出腔内排出;而气体则沿主筒中心区旋转向上运动,进入排出腔的上部,从排气口排出。在排出腔和排气区之间有一块挡泥板,防止泥浆窜入排气区。第7页/共32页离心式除气器离心式除气器是利用离心分离的原理驱除气侵泥浆中的气体,主要由胶带传动装置、电机、主轴、轴承、叶轮、主筒、排出腔和排气嘴等组成。工作原理:相当于离心泵和分离器的组合体。离心式除气器的特点是,泥浆处理量大(最大可达3m2/min),除气效率高,结构简单,尺寸小,维护简便。注意事项:由于泥浆中含有氧气、硫化氢及二氧化碳等气体,溶有这些气体的泥浆对金属有严重的腐蚀作用,故与泥浆接触的部位必须有较强的抗腐蚀性能。这些气体中有些具有可燃性,浓度
6、较大时,还可能引起爆炸,故应备有防爆装置。使用过程中,除气器必须垂直安装在泥浆罐上,防止叶轮偏心旋转产生振动;其底部距罐底不小于300mm,以防沉砂等堵住吸入口;插入泥浆深度不得小于370mm,否则泥浆在除气器内流动不规则,引起振动。第8页/共32页除气器安装在泥浆池上方的滑轨上,马达、传动胶带和喷射室等在液面以上,泵座和泵壳淹没在泥浆池液面以下。工作时,含气泥浆从泵壳上部的螺旋形进口被吸入叶轮。由于泥浆在叶轮中旋流,其中一部分大气泡被分离,沿泵轴与泵座间的空间上升,散入大气或引入抽风机的吸管中;而泥浆则通过立管和可调节的盘形阀被泵送到喷射室。由于泥浆通过盘形阀时流速增大,形成薄膜,并撞击喷射
7、室侧壁,从而使溶解于液体的小气泡升至表面并自行破裂,从喷射室顶部逸出,脱过气的泥浆在重力作用下经排出槽流向脱气泥浆池。1胶带传动;2电动机;3轴承;4轴;5泥浆池顶缘;6泵座;7筛网;8泵的螺旋形进口15喷射室14盘阀;13盘阀开度;12支架;11立管;10泵壳;9叶轮;第9页/共32页大气式除气器大气式除气器是在真空式基础上发展起来的,主要特点是取消了真空泵和厚壁的真空处理室,只由特制的离心泵和喷射挡板等组成。工作原理 该除气器的处理能力与泵进口下入液体深度有关,下入深度大,泵的流量增大,处理量增加。除气效果与盘状阀的开度有关,调在最佳开度时,泥浆呈水平薄膜状由中心向四周剧烈喷射,除气效果好
8、。大气式除气器的特点:除气器部分沉没在泥浆罐或泥浆池内,无需附加输送泥浆管线;旋转机构径向尺寸小,无多级挡板,可以最小的功率实现有效的脱气;既除气,又除砂;重量轻,易于安装和移运;只有一个运动部件,维修工作量小;不适用于处理严重气泡的泥浆,处理溶解气能力差,一般只用于非加重泥浆系统除气。第10页/共32页储存在罐16内经过除气室1处理的脱气泥浆,绝大部分由钻井泵进行再循环,小部分借助泵17提供一股诱导液流,通过缩颈管5时,在双喷射器4的入口处形成真空,于是,除气室底部的脱气泥浆被吸入第一喷射器的入口8,除气室顶部的气体通过导管9被吸入第二喷射器的入口,二者在导管6内混合后,流入旋流分离器13,
9、气体经出口15排至大气,脱气泥浆则经漏斗14流入罐16。由于除气室顶部的气体经导管9被吸入喷射器,再经旋流分离器排出,故除气室顶部形成真空,罐18内的含气泥浆在压差作用下进入除气室,并在挡板上扩散成薄膜层,泥浆中的游离气体及大气泡气体先行逸出,泥浆则顺着挡板流向除气室底部,再经过上述循环,分离出溶解气体。脱气泥浆罐16和含气泥浆储罐18处于同一水平面上,下部由联通管19连通。这样布置是为了保持罐18内液体压头不受井内返出的含气泥浆流速变化的影响,即当罐18内的液面降到容许高度以下时,脱气泥浆就经过平衡管流入罐18。脱气泥浆因比重较大而存留罐底,同时为管2提供足够的压头。第11页/共32页除气室
10、内的真空度取决于通过喷射器的诱导液流,诱导液流越大,真空度越高。进入除气室的含气泥浆流量由入口管线上的比重泥浆阀3控制,含气泥浆比重降低时,阀下降,流量减小;反之,则流量增加。导管9上的阀10为气量控制阀,通过控制流到第二喷射器入口的气量,以调节含气泥浆被吸入除气室1的速度和气体从泥浆中排出的速度。阀10还可以包括一个通大气的孔,以便在某种情况下完全消除除气室的真空,此时进入除气室内的泥浆液流实际上完全停止。第12页/共32页真空除气器主要是采用喷射器或真空泵从真空罐(室)中抽出气体,使罐内保持真空,以便吸入气侵泥浆,尔后进行除气。n这类除气器通常具有以下设备:喷射器或真空泵:用以保持真空罐适
11、当的真空度,将待处理的泥浆吸入,并排出分离气;特定的锥形挡板:泥浆流经挡板时扩散成薄膜状,从而易于气体逸出;特定型式的离心泵或射流泵:将脱气泥浆从真空室中排出;必要的液面控制装置:调节进入真空除气器的泥浆量,保证除气室不会溢流,也不会抽空。n双喷射器除气器的工作原理n特点:1.真空除气器能除去泥浆中的游离气和溶解气,并且由于抽吸能力较强,密封性好,可将有毒或可燃性气体排送到井场以外,因此,在深井或加重泥浆系统中,特别是二氧化碳和硫化氢较多的井场,多选用真空除气器。2.但其中的真空泵、喷射泵等运动部件和易磨损件较多,维修工作量大,安装困难,且体积大、笨重、消耗功率多。第13页/共32页漏斗涡轮室
12、清砂室稀浆腔室上底孔板短管旋流器泥浆稀释水回收加重剂稀浆短管涡轮室周壁孔眼水力涡轮式分离机:待处理的泥浆和稀释水经漏斗流入装有若干个带有筛孔涡轮的涡轮室;当涡轮旋转时,大颗粒的固相携同一部分液体被甩向涡轮室的周壁,并穿过其上的孔眼进入清砂室,聚积到底部;在离心压头的作用下,这一部分浓稠的泥浆再经短管进入旋流器;通过旋流分离,加重剂等从回收品出口排出,而轻质泥浆则通过管线返入涡轮室;与此同时,涡轮室内的轻质泥浆,则通过涡轮上的筛孔、上底板的孔和短管排出。第14页/共32页沉淀(倾析)式离心分离机1.该机核心部件是由锥形滚筒、输送器和变速器所组成的旋转总成。输送器通过变速器与锥形滚筒相连,二者转速
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