Den horisontella skruvcentrifugen är en specialiserad fast-vätska-separeringsutrustning som är utformad för petroleumborrningsvätska. Den består av en trumma, en skruv, ett differentiellt system, en vätskenivåspärr, ett drivsystem och ett kontrollsystem. Denna utrustning kan utföra matning, centrifugalavskiljning och urladdning i full hastighet. Dess huvudsakliga uppgifter är återvinning av baryt, borttagning av fina fasta partiklar, minskning av halt av fasta ämnen i borrningsvätskan samt reglering av densitet och viskositet. Kort sagt håller den borrningsvätskan i gott skick och bidrar till snabb borrning.
Arbetsprincipen är centrifugalavskiljning. En suspension kommer in i trumman genom matningsröret. Under påverkan av centrifugalkraften pressas de fasta partiklarna mot trummans insida och avlägsnas genom slaggutloppet vid den smala änden av skruvtransportören. Vätskefasen rinner över genom överskottsöppningen vid den breda änden. Denna cykel upprepas kontinuerligt, vilket möjliggör en kontinuerlig separation.
Faktorerna som påverkar prestandan hos horisontella skruvcentrifuger kan delas in i tre kategorier: icke-inställbara mekaniska faktorer, inställbara mekaniska faktorer och processfaktorer.
Icke-inställbara mekaniska faktorer omfattar först trummandiameter och effektiv längd. Dessa påverkar direkt avsättningsytan. Ju större diametern och längden är, desto högre är behandlingskapaciteten. Nästa faktor är trummans halvkonvinkel. En ökad konvinkel kan förbättra klargöringseffekten, men minskar samtidigt slaggtransportens och avvattningsverkningsgraden. Steglängden är en annan faktor. Om steglängden är för stor ökar risken för materialblockering och kan orsaka vibrationer. För svårt separerbara material rekommenderas en mindre steglängd. Slutligen spelar skruvtypen roll – motströms- och medströmsutformningar ger olika prestanda, där motströmsutformningen potentiellt kan störa separationen genom att orsaka att redan avsatta partiklar åter stiger upp.
Justerbara mekaniska faktorer ger operatörer möjlighet att optimera. Trommelns hastighet påverkar storleken på centrifugalkraften. Ökad hastighet förbättrar fastfasens kompaktning, men för hög hastighet skadar flockstrukturen, minskar avvattningsverkningen och ökar energiförbrukningen samt slitage på utrustningen. Differentialhastigheten (differentialförhållandet) är en annan nyckeljustering. Ökad differentialhastighet förbättrar slamutsläppskapaciteten, men förkortar avvattningstiden, vilket leder till högre fuktinnehåll i slamkakan och sämre filtratqualitet. Tjockleken på vätskeringslagret justeras genom att ändra höjden på vätskenivåspärren. Ökad tjocklek utvidgar avsättningsytan och förbättrar filtratqualiteten, men förkortar torkzonen och minskar fastämneshalten i slamkakan. Minskad tjocklek har motsatt effekt. Att hålla spärrens höjd konstant hjälper till att förhindra utrustningsvibrationer.
Processfaktorer spelar också en betydande roll. Innan slamavvattning tillför operatörer vanligtvis ett organiskt högmolekylärt flockmedel, såsom PAM, för att förbättra avvattningseffekten. Valet av kemikalier måste ta hänsyn till både slamets egenskaper och utrustningens driftförhållanden. Vissa flockmedel som fungerar väl i laboratorietester ger dålig prestanda i fältet endast på grund av att de inte är anpassade till utrustningens driftförhållanden.
Att förstå dessa tre kategorier – ickejusterbara mekaniska faktorer, justerbara mekaniska faktorer och processfaktorer – hjälper operatörer att få ut maximal prestanda ur sin horisontella skruvcentrifug. Rätt inställning innebär bättre baritåtervinning, finare faststofrånkoppling, lägre vätskekostnader och färre borrningsproblem.
EN
