Ο οριζόντιος κεντριφούγος με κοχλία είναι εξοπλισμός ειδικού σκοπού για τον διαχωρισμό στερεού-υγρού, ο οποίος προορίζεται για τα υγρά γεώτρησης πετρελαίου. Αποτελείται από έναν κύλινδρο, έναν κοχλία, ένα σύστημα διαφορικής κίνησης, μια προστατευτική πλάκα ρύθμισης επιπέδου υγρού, ένα σύστημα κίνησης και ένα σύστημα ελέγχου. Ο εξοπλισμός αυτός μπορεί να εκτελέσει την τροφοδοσία, την κεντριφούγη ιζηματοποίηση και την απόφορτωση με πλήρη ταχύτητα. Οι κύριες λειτουργίες του είναι η ανάκτηση του βαρύτη, η αφαίρεση λεπτών στερεών, η μείωση του περιεχομένου στερεών στο υγρό γεώτρησης, καθώς και ο έλεγχος της πυκνότητας και της ιξώδους. Συνοπτικά, διατηρεί το υγρό γεώτρησης σε καλή λειτουργική κατάσταση και συμβάλλει στην επίτευξη γρήγορης γεώτρησης.
Η αρχή λειτουργίας είναι η κεντροφύγια ιζηματοποίηση. Η διασπορά εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω του σωλήνα τροφοδοσίας. Υπό την επίδραση της κεντροφύγου δύναμης, τα στερεά σωματίδια ωθούνται προς το εσωτερικό τοίχωμα του κυλίνδρου και αποβάλλονται μέσω της οπής απόρριψης ιζημάτων στο μικρό άκρο από τις λεπίδες του κοχλιοειδούς μεταφορέα. Η υγρή φάση υπερχειλίζει μέσω της οπής υπερχείλισης στο μεγάλο άκρο. Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς, επιτυγχάνοντας συνεχή διαχωρισμό.
Οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση των οριζόντιων κεντριφούγων με κοχλιοειδή μεταφορέα κατατάσσονται σε τρεις κατηγορίες: μη ρυθμιζόμενοι μηχανικοί παράγοντες, ρυθμιζόμενοι μηχανικοί παράγοντες και παράγοντες διαδικασίας.
Οι μη ρυθμιζόμενοι μηχανικοί παράγοντες ξεκινούν από τη διάμετρο και το αποτελεσματικό μήκος του τυμπάνου. Αυτοί επηρεάζουν άμεσα την επιφάνεια καθίζησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος και το μήκος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα επεξεργασίας. Στη συνέχεια ακολουθεί η γωνία ημικώνου του τυμπάνου. Η αύξηση της γωνίας του κώνου βοηθά στη βελτίωση του αποτελέσματος διαύγασης, αλλά μειώνει την αποδοτικότητα μεταφοράς της σκόνης και αποστράγγισης. Ένας άλλος παράγοντας είναι η βήμα (pitch). Εάν το βήμα είναι πολύ μεγάλο, αυξάνει τον κίνδυνο φρακώματος του υλικού και μπορεί να προκαλέσει ταλαντώσεις. Για υλικά που είναι δύσκολο να διαχωριστούν, συνιστάται μικρότερο βήμα. Τέλος, έχει σημασία και ο τύπος της σπειροειδούς κατασκευής — οι τύποι με αντίρροπη και ομόρροπη ροή λειτουργούν διαφορετικά, με τον αντίρροπο τύπο να μπορεί να παρεμποδίσει τον διαχωρισμό, προκαλώντας εκ νέου την ανύψωση των καθιζημένων σωματιδίων.
Οι ρυθμιζόμενοι μηχανικοί παράγοντες παρέχουν στους χειριστές ελευθερία για βελτιστοποίηση. Η ταχύτητα περιστροφής του κυλίνδρου επηρεάζει το μέγεθος της φυγόκεντρου δύναμης. Η αύξηση της ταχύτητας ενισχύει τη συμπίεση της στερεάς φάσης, αλλά υπερβολική ταχύτητα καταστρέφει τη δομή των συσσωματωμάτων (flocs), μειώνει το αποτέλεσμα αποστράγγισης και αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και τη φθορά του εξοπλισμού. Ο διαφορικός αριθμός περιστροφής (διαφορικός λόγος) αποτελεί έναν άλλο κρίσιμο παράγοντα ρύθμισης. Η αύξηση του διαφορικού αριθμού περιστροφής ενισχύει την ικανότητα απομάκρυνσης της λάσπης, αλλά συντομεύει τον χρόνο αποστράγγισης, με αποτέλεσμα υψηλότερη υγρασία στην πίτα λάσπης και χαμηλότερη ποιότητα του φιλτραρίσματος. Το πάχος του υγρού δακτυλίου ρυθμίζεται με την αλλαγή του ύψους της μπαριέρας ελέγχου του υψόμετρου του υγρού. Η αύξηση του πάχους επεκτείνει την περιοχή καθίζησης και βελτιώνει την ποιότητα του φιλτραρίσματος, αλλά συρρικνώνει τη ζώνη στέγνωσης και μειώνει το περιεχόμενο στερεών στην πίτα λάσπης. Η μείωση του πάχους έχει το αντίθετο αποτέλεσμα. Η διατήρηση σταθερού ύψους των μπαριέρων συμβάλλει στην πρόληψη της δόνησης του εξοπλισμού.
Οι παράγοντες διαδικασίας διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο. Πριν από την αποστράγγιση της λάσπης, οι χειριστές συνήθως προσθέτουν έναν οργανικό υψηλού μοριακού βάρους συσσωματωτικό, όπως το PAM, για να βελτιωθεί η απόδοση της αποστράγγισης. Η επιλογή του χημικού πρέπει να λαμβάνει υπόψη τόσο τα χαρακτηριστικά της λάσπης όσο και τις συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού. Ορισμένοι συσσωματωτικοί που εμφανίζουν καλά αποτελέσματα σε εργαστηριακές δοκιμές εμφανίζουν κακή απόδοση στο πεδίο απλώς και μόνο επειδή δεν είναι συμβατοί με τις συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού.
Η κατανόηση αυτών των τριών κατηγοριών — μη ρυθμιζόμενων μηχανικών, ρυθμιζόμενων μηχανικών και παραγόντων διαδικασίας — βοηθά τους χειριστές να εκμεταλλευτούν στο έπακρο τον οριζόντιο κεντριφούγο με κοχλία. Η σωστή ρύθμιση σημαίνει καλύτερη ανάκτηση βαρύτη, αποτελεσματικότερη αφαίρεση λεπτών στερεών, χαμηλότερο κόστος υγρών και λιγότερα προβλήματα κατά τη διάνοιξη τρύπας.
EN
