Horizontální odstředivka se šnekem je specializované zařízení pro separaci pevné a kapalné fáze určené pro vrtací kapalinu používanou při petrolejovém vrtání. Skládá se z bubnu, šneku, diferenčního systému, přepážky pro úroveň kapaliny, pohonného systému a řídicího systému. Toto zařízení dokáže provádět přívod, odstředivé usazování a vykládku při plné rychlosti. Mezi jeho hlavní úkoly patří získávání barytu, odstraňování jemných tuhých částic, snižování obsahu tuhých látek ve vrtací kapalině a regulace její hustoty a viskozity. Stručně řečeno udržuje vrtací kapalinu v optimálním provozním stavu a přispívá k rychlému vrtání.
Princip činnosti je odstředivé usazování. Suspenze vstupuje do bubnu přes přívodní trubku. Působením odstředivé síly jsou tuhé částice tlačeny k vnitřní stěně bubnu a odváděny šnekovým dopravníkem prostřednictvím výtokového otvoru pro šlam na menším konci. Kapalná fáze přetéká přes přetékací otvor na větším konci. Tento cyklus se neustále opakuje, čímž je dosaženo spojité separace.
Faktory ovlivňující výkon horizontálních odstředivek se dělí do tří kategorií: mechanické faktory, které nelze nastavit, mechanické faktory, které lze nastavit, a provozní faktory.
Mezi mechanické faktory, které nelze nastavit, patří nejprve průměr bubnu a jeho účinná délka. Ty přímo ovlivňují usazovací plochu. Čím je průměr a délka větší, tím je zpracovatelská kapacita vyšší. Dále následuje poloviční kuželový úhel bubnu. Zvýšení kuželového úhlu pomáhá zlepšit účinek čištění, avšak snižuje účinnost dopravy šlamu a odvodnění. Dalším faktorem je závitový krok. Pokud je krok příliš velký, zvyšuje se riziko ucpaní materiálu a může dojít ke vibracím. U obtížně oddělitelných materiálů se doporučuje menší krok. Nakonec je důležitý typ šnekového dopravníku – protisměrný a souhlasný typ se liší ve svém chování; protisměrný typ může oddělování narušit tím, že již usazené částice znovu zvedne.
Nastavitelné mechanické parametry poskytují provozovatelům prostor pro optimalizaci. Rychlost bubnu ovlivňuje velikost odstředivé síly. Zvýšení rychlosti zlepšuje zhutnění pevné fáze, avšak příliš vysoká rychlost poškozuje strukturu floků, snižuje účinek odvodnění a zvyšuje spotřebu energie i opotřebení zařízení. Dalším klíčovým nastavitelným parametrem je diferenciální rychlost (diferenciální poměr). Zvýšení diferenciální rychlosti zvyšuje kapacitu odvádění kalu, avšak zkracuje dobu odvodnění, což vede ke vyššímu obsahu vlhkosti v kalovém koláči a k horší kvalitě filtrátu. Tloušťka kapalného kruhového vrstvy se nastavuje změnou výšky přepážky určující hladinu kapaliny. Zvýšení tloušťky rozšiřuje usazovací plochu a zlepšuje kvalitu filtrátu, avšak zkracuje sušicí zónu a snižuje obsah pevných látek v kalovém koláči. Snížení tloušťky má opačný účinek. Udržování stejné výšky přepážek pomáhá zabránit vibracím zařízení.
Procesní faktory také hrají významnou roli. Před odvodněním kalu provozovatelé obvykle přidávají organický vysokomolekulární flokulant, například PAM, za účelem zlepšení odvodňovacího výkonu. Výběr chemikálie musí brát v úvahu jak charakteristiky kalu, tak provozní podmínky zařízení. Některé flokulanty, které se v laboratorních testech jeví jako účinné, se v praxi ukazují jako neúčinné pouze proto, že nejsou vhodné pro provozní podmínky daného zařízení.
Porozumění těmto třem kategoriím – nepřizpůsobitelným mechanickým, přizpůsobitelným mechanickým a procesním faktorům – pomáhá provozovatelům dosáhnout maximálního výkonu jejich horizontálních šroubových odstředivek. Správné nastavení znamená lepší rekuperaci barytu, odstranění jemnějších pevných částic, nižší náklady na kapaliny a méně problémů při vrtání.
EN
