Horyzontalna wirówkowa wirówka to specjalny sprzęt do separacji płynów i stałych przeznaczony do płynu do wiercenia ropy naftowej. Składa się z bębna, śruby, systemu różnicowego, odbiornika poziomu płynu, układu napędowego i układu sterowania. To urządzenie może wykonywać karmienie, odśrodkowe osadzenie i rozładunek przy pełnej prędkości. Jego głównymi zadaniami są odzyskiwanie barytu, usuwanie drobnych materiałów stałych, zmniejszanie zawartości stałych w płynie wiertniczym oraz kontrolowanie gęstości i lepkości. Krótko mówiąc, utrzymuje ona dobre działanie płynu wiertniczego i pomaga osiągnąć szybkie wiertnictwo.
Zasada działania to osadzenie odśrodkowe. Suspensja wchodzi do bębna przez rurę zasilającą. W wyniku siły odśrodkowej cząstki stałe są popychane do wewnętrznej ściany bębna i rozlaczane przez port rozładowania szkodników na małym końcu przez ostrza na przenośniku śrubowym. Faza ciekła przepływa przez otwór przepływowy na dużym końcu. Cykl ten powtarza się ciągle, osiągając ciągłe oddzielenie.
Czynniki wpływające na wydajność poziomych odśrodkowych separatorów śrubowych można podzielić na trzy kategorie: nieustawialne czynniki mechaniczne, ustawialne czynniki mechaniczne oraz czynniki procesowe.
Nieustawialne czynniki mechaniczne obejmują przede wszystkim średnicę bębna i jego skuteczną długość. Bezpośrednio wpływają one na powierzchnię osadzania. Im większa jest średnica i długość, tym wyższa jest zdolność przetwarzania. Następnym czynnikiem jest kąt półstożkowy bębna. Zwiększenie kąta stożkowego poprawia efekt klarowania, ale obniża skuteczność transportu osadu i odwadniania. Kolejnym czynnikiem jest skok śruby. Zbyt duży skok zwiększa ryzyko zablokowania materiału i może powodować drgania. W przypadku materiałów trudnych do rozdzielenia zaleca się mniejszy skok. Ostatnim czynnikiem jest typ śruby — typy przeciwbieżny i współbieżny różnią się wydajnością; w przypadku typu przeciwbieżnego może dojść do zakłócenia procesu separacji poprzez ponowne unoszenie się osadzonych cząstek.
Regulowane czynniki mechaniczne zapewniają operatorom możliwość optymalizacji. Prędkość bębna wpływa na wartość siły odśrodkowej. Zwiększenie prędkości poprawia zagęszczanie fazy stałej, ale zbyt duża prędkość uszkadza strukturę floków, zmniejsza skuteczność odwadniania oraz zwiększa zużycie energii i zużycie sprzętu. Innym kluczowym parametrem regulacyjnym jest prędkość różnicowa (stosunek różnicowy). Zwiększenie prędkości różnicowej poprawia zdolność do usuwania osadu, ale skraca czas odwadniania, co prowadzi do wyższej zawartości wilgoci w ciastku osadowym oraz niższej jakości filtratu. Grubość warstwy pierścienia cieczy reguluje się poprzez zmianę wysokości przesłony ustalającej poziom cieczy. Zwiększenie grubości powiększa powierzchnię sedymentacji i poprawia jakość filtratu, ale skraca strefę suszenia i zmniejsza zawartość substancji stałej w ciastku osadowym. Zmniejszenie grubości daje efekt odwrotny. Utrzymanie stałej wysokości przesłon pomaga zapobiegać wibracjom sprzętu.
Czynniki procesowe odgrywają również istotną rolę. Przed odwadnianiem osadu operatorzy zazwyczaj dodają organiczny, wysokocząsteczkowy koagulant, taki jak PAM, w celu poprawy wydajności odwadniania. Dobór chemiczny musi uwzględniać zarówno charakterystykę osadu, jak i warunki pracy sprzętu. Niektóre koagulanty, które dobrze sprawdzają się w testach laboratoryjnych, działają słabo w praktyce, po prostu dlatego, że nie są dostosowane do warunków pracy danego sprzętu.
Zrozumienie tych trzech kategorii — nieustawialnych czynników mechanicznych, ustawialnych czynników mechanicznych oraz czynników procesowych — pomaga operatorom maksymalnie wykorzystać możliwości poziomego wirówki śrubowej. Poprawna konfiguracja oznacza lepsze odzyskiwanie baritu, usuwanie drobniejszych frakcji stałych, niższe koszty cieczy roboczej oraz mniejszą liczbę problemów podczas wiercenia.
EN
