Horizontálny odstredivý separátor s vývrtovou skrutkou je špeciálne zariadenie na separáciu tuhých látok a kvapalín určené pre vŕtací fluid v ropy. Skladá sa z bubna, vývrtového skrutkového dopravníka, diferenciálneho systému, prekážky na úpravu hladiny kvapaliny, pohonného systému a riadiaceho systému. Toto zariadenie dokáže vykonávať prívod materiálu, odstredivé usadzovanie a vykládanie pri plnej rýchlosti. Jeho hlavné úlohy sú obnovovanie barytu, odstraňovanie jemných tuhých častíc, zníženie obsahu tuhých látok vo vŕtacom produkte a regulácia hustoty a viskozity. Stručne povedané, zabezpečuje optimálny výkon vŕtacieho fluidu a prispieva k rýchlemu vŕtaniu.
Princíp činnosti je odstredivé usadzovanie. Suspenzia vstupuje do bubna cez prívodnú rúru. V dôsledku odstredivej sily sa tuhé častice posúvajú k vnútornému stenu bubna a odvádzajú sa cez vývodu pre odpad na malom konci pomocou čeľustí na skrutkovom dopravníku. Kvapalná fáza pretečie cez pretečné otvor na veľkom konci. Tento cyklus sa neustále opakuje a umožňuje spojitú separáciu.
Faktory ovplyvňujúce výkon horizontálnych odstreďovacích zariadení so skrutkovým dopravníkom sa delia do troch kategórií: mechanické faktory, ktoré nie je možné nastaviť, mechanické faktory, ktoré je možné nastaviť, a technologické faktory.
Mechanické faktory, ktoré nie je možné nastaviť, začínajú priemerom bubna a jeho efektívnou dĺžkou. Tieto parametre priamo ovplyvňujú plochu usadzovania. Čím je priemer a dĺžka väčšie, tým je vyššia spracovateľná kapacita. Ďalším faktorom je polovičný uhol kužeľa bubna. Zväčšenie kužeľového uhla prispieva k zlepšeniu účinku čistenia, avšak zníži účinnosť odvádzania šlaku a odvodňovania. Ďalším faktorom je stúpanie (závitová vzdialenosť). Ak je stúpanie príliš veľké, zvyšuje sa riziko upchatia materiálu a môže spôsobiť vibrácie. Pre ťažko oddeliteľné materiály sa odporúča menšie stúpanie. Nakoniec je dôležitý aj typ skrutky – protiprúdový a súprúdový typ majú rozdielne vlastnosti; protiprúdový typ môže oddelenie narušiť tým, že usadené častice znovu vynáša nahor.
Nastaviteľné mechanické faktory poskytujú prevádzkovateľom priestor na optimalizáciu. Rýchlosť bubna ovplyvňuje veľkosť odstredivej sily. Zvýšenie rýchlosti zvyšuje zhutnenie pevnej fázy, avšak príliš vysoká rýchlosť poškodzuje štruktúru flokulantov, zníži účinok odvodňovania a zvyšuje spotrebu energie a opotrebovanie zariadenia. Ďalším kľúčovým nastavením je rozdielová rýchlosť (rozdielový pomer). Zvýšenie rozdielovej rýchlosti zvyšuje kapacitu odvádzania kalu, avšak skracuje dobu odvodňovania, čo vedie k vyššiemu obsahu vlhkosti v kalovom koláči a nižšej kvalite filtrátu. Hrúbka vrstvy kvapalného kruhu sa nastavuje zmenou výšky prekážky na úrovni kvapaliny. Zvýšenie hrúbky rozširuje usadzovaciu plochu a zlepšuje kvalitu filtrátu, avšak skracuje sušiacu zónu a zníži obsah pevných látok v kalovom koláči. Zníženie hrúbky má opačný účinok. Udržiavanie rovnakej výšky prekážok pomáha predchádzať vibráciám zariadenia.
Procesné faktory tiež zohrávajú významnú úlohu. Pred odvodňovaním kalu operátori zvyčajne pridávajú organický vysokomolekulárny flokulant, napríklad PAM, aby sa zlepšila účinnosť odvodňovania. Pri výbere chemikálií je potrebné zohľadniť nielen charakteristiky kalu, ale aj prevádzkové podmienky zariadenia. Niektoré flokulanty, ktoré sa v laboratórnych testoch preukázali ako účinné, v praxi fungujú zle len preto, lebo nie sú vhodné pre prevádzkové podmienky konkrétneho zariadenia.
Porozumenie týmto trom kategóriám – mechanickým faktorom, ktoré sa nedajú nastaviť, mechanickým faktorom, ktoré sa dajú nastaviť, a procesným faktorom – pomáha operátorom dosiahnuť čo najvyšší výkon horizontálneho odstreďovacieho zariadenia so skrutkovým dopravníkom. Správne nastavenie znamená lepšiu regeneráciu barytu, odstránenie jemnejších tuhých látok, nižšie náklady na tekutiny a menej problémov počas vŕtania.
EN
