Vaakasuuntainen ruuvikeskifugi on erityisesti maakaasu- ja öljyn porausnesteiden kiinteän ja nestemäisen faasin erotukseen tarkoitettu laite. Se koostuu rummusta, ruuvista, differentiaalijärjestelmästä, nestetason esteestä, voimanvälitysjärjestelmästä ja ohjausjärjestelmästä. Tämä laite pystyy suorittamaan syöttö-, keskifugisaostumis- ja tyhjennystoiminnot täydellä kierrosluvulla. Sen päätehtäviin kuuluvat bariitin talteenotto, hienojen kiinteiden aineosien poisto, porausnesteen kiinteän aineksen määrän vähentäminen sekä tiukkuuden ja viskositeetin säätö. Lyhyesti sanottuna se varmistaa porausnesteen hyvän suorituskyvyn ja edistää nopeaa porausta.
Toimintaperiaate perustuu keskifugisaostumiseen. Suspensio tulee rummuun syöttöputken kautta. Keskipakovoiman vaikutuksesta kiinteät hiukkaset siirtyvät rummun sisäseinämälle ja poistuvat ruuvikuljettimeen kiinnitetyillä terillä pienemmästä päästä. Nestefaasi vuotaa yli suuremmasta päästä sijaitsevan ylivuotoreiän kautta. Tämä kierto toistuu jatkuvasti, mikä mahdollistaa jatkuvan erottelun.
Vaakasuuntaisten ruuvikeskittimien suorituskyvyn vaikutustekijät voidaan jakaa kolmeen luokkaan: säädettävät mekaaniset tekijät, säädettävät mekaaniset tekijät ja prosessitekijät.
Säädettävät mekaaniset tekijät alkavat rummun halkaisijalla ja tehollisella pituudella. Nämä vaikuttavat suoraan saostumisalueeseen. Mitä suurempi halkaisija ja pituus ovat, sitä voimakkaampi on käsittelykapasiteetti. Seuraavana on rummun puolikartio-kulma. Kartiokulman kasvattaminen parantaa selkeytysvaikutusta, mutta se heikentää saostumajätteen kuljetus- ja kuivatustehokkuutta. Askellus on toinen tekijä. Jos askellus on liian suuri, se lisää materiaalin tukkoitumisen riskiä ja voi aiheuttaa värähtelyjä. Vaikeasti erotettaville materiaaleille suositellaan pienempää askellusta. Lopuksi tärkeää on ruuvin tyyppi – vastavirta- ja myötävirtatyypit toimivat eri tavoin, ja vastavirtatyypin tapauksessa saostuneet hiukkaset voivat kellua uudelleen, mikä haittaa erotusprosessia.
Säädettävät mekaaniset tekijät antavat käyttäjille mahdollisuuden optimoida prosessia. Rummun kierrosnopeus vaikuttaa keskipakovoiman suuruuteen. Nopeuden lisääminen parantaa kiinteän faasin tiukentumista, mutta liian suuri nopeus vahingoittaa flokkeja, heikentää kuivatusvaikutusta ja lisää energiankulutusta sekä laitteiston kulumista. Toinen tärkeä säätöparametri on differentiaalinopeus (differentiaalisuhde). Differentiaalinopeuden lisääminen parantaa lietteen poistokykyä, mutta se lyhentää kuivatusaikaa, mikä johtaa korkeampaan kosteusprosenttiin lietekakussa ja huonompaan suodatinliuoksen laatuun. Nestekerroksen paksuutta säädellään muuttamalla nestetason esteen korkeutta. Paksuuden lisääminen laajentaa sedimentointialuetta ja parantaa suodatinliuoksen laatua, mutta se lyhentää kuivausvyötettä ja vähentää kiinteän aineen määrää lietekakussa. Paksuuden vähentäminen vaikuttaa päinvastaisesti. Esteiden korkeuden pitäminen yhtenäisenä auttaa estämään laitteiston värähtelyä.
Prosessitekijöillä on myös merkittävä vaikutus. Liuoksen kuivauksen ennen käyttäjät lisäävät yleensä liuokseen orgaanista korkeamolekyylistä suodatinaineiksi toimivaa polyelektrolyyttiä, kuten PAM:ia, jotta kuivausteho paranisi. Kemikaalin valinnassa on otettava huomioon sekä liuoksen ominaisuudet että laitteiston käyttöolosuhteet. Joitakin laboratoriotesteissä hyvin toimivia suodatinaineita ei saada kuitenkaan käytännössä toimimaan hyvin, koska ne eivät sovi laitteiston käyttöolosuhteisiin.
Näiden kolmen kategorian – säädettävät mekaaniset tekijät, säädettävät mekaaniset tekijät ja prosessitekijät – ymmärtäminen auttaa käyttäjiä saamaan parhaan mahdollisen hyödyn vaakasuorasta ruuvikeskuskierrosta. Oikea asennus tarkoittaa parempaa bariittisuodatusta, hienompaa kiinteän aineen poistoa, alhaisempia nesteiden kustannuksia ja vähemmän porausongelmia.
EN
