Хоризонталната центрофуга с винт е специализирано оборудване за отделяне на твърди от течни фази, проектирано за бурови разтвори в нефтодобива. То се състои от барабан, винт, диференциална система, преграда за регулиране на нивото на течността, задвижваща система и система за управление. Това оборудване може да извършва подаване на материала, центрофугално утаяване и изхвърляне на отпадъците при пълна скорост. Основните му задачи са възстановяване на барит, отстраняване на фини твърди частици, намаляване на съдържанието на твърди вещества в буровия разтвор, както и контрол върху плътността и вискозитета му. Накратко, то осигурява оптималното функциониране на буровия разтвор и допринася за постигане на бързо бурене.
Работният принцип е центрофугалното утаяване. Суспензията влиза в барабана чрез тръбата за подаване. Под действието на центробежната сила твърдите частици се изтласкват към вътрешната стена на барабана и се извеждат през отвора за изхвърляне на отпадъците в малкия край чрез лопатките на винтовия транспортьор. Течната фаза прелива през отвора за преливане в голямия край. Този цикъл се повтаря непрекъснато, което осигурява непрекъснато отделяне.
Факторите, влияещи върху производителността на хоризонталните центрофуги с винт, се разделят на три категории: ненастройваеми механични фактори, настройваеми механични фактори и технологични фактори.
Ненастройваемите механични фактори започват с диаметъра и ефективната дължина на барабана. Те директно влияят върху площта за утаяване. Колкото по-големи са диаметърът и дължината, толкова по-висока е преработвателната мощност. Следва ъгълът на полу-conуса на барабана. Увеличаването на конусния ъгъл подобрява ефекта от проясняването, но намалява ефективността на транспортирането на шлама и извличането на вода. Друг фактор е стъпът на винта. Ако стъпът е твърде голям, това увеличава риска от запушване на материала и може да предизвика вибрации. За трудно разделящи се материали се препоръчва по-малък стъп. Накрая, има значение и типа на спиралата — противотоковите и същотоковите типове имат различни характеристики; при противотоковия тип утаяените частици могат да се откъснат от стената на барабана и отново да се вдигнат нагоре, което потенциално нарушава процеса на разделяне.
Регулируемите механични параметри предоставят на операторите възможност за оптимизация. Скоростта на барабана влияе върху големината на центробежната сила. Увеличаването на скоростта подобрява уплътняването на твърдата фаза, но прекалено висока скорост поврежда структурата на флокулите, намалява ефекта от дехидратацията и увеличава енергийното потребление и износа на оборудването. Друг ключов регулируем параметър е диференциалната скорост (диференциалното съотношение). Увеличаването на диференциалната скорост подобрява способността за отвеждане на утайката, но съкращава времето за дехидратация, което води до по-високо съдържание на влага в кейка от утайка и по-ниско качество на филтрат. Дебелината на течната пръстенова зона се регулира чрез промяна на височината на преградата за ниво на течност. Увеличаването на дебелината разширява зоната за утаяване и подобрява качеството на филтрат, но съкращава зоната за сушене и намалява съдържанието на твърди вещества в кейка от утайка. Намаляването на дебелината има обратен ефект. Поддържането на еднаква височина на преградите помага да се предотврати вибрацията на оборудването.
Факторите, свързани с процеса, също играят значителна роля. Преди дехидратацията на утайката операторите обикновено добавят органичен високомолекулярен флокулант, като например PAM, за подобряване на ефективността на дехидратацията. При избора на химикали трябва да се вземат предвид както характеристиките на утайката, така и работните условия на оборудването. Някои флокуланти, които показват добри резултати в лабораторни изпитвания, имат слаба ефективност в практиката просто защото не отговарят на работните условия на оборудването.
Разбирането на тези три категории — нерегулируеми механични, регулируеми механични и технологични фактори — помага на операторите да използват максимално ефективно хоризонталната центрофуга с винтова спирала. Правилната настройка означава по-добра рекуперация на барит, по-финото отделяне на твърди частици, по-ниски разходи за течности и по-малко проблеми при буренето.
EN
