Гидроциклоны и ситогидроциклонные установки: вторая ступень очистки бурового раствора

После механического перемешивания буровой раствор требует высокоточной сепарации твердых частиц. Если вибросита выполняют первичную грубую очистку, то гидроциклонное оборудование — пескоотделители и илоотделители — обеспечивает тонкую очистку на основе центробежной силы. Это второй и третий этапы циркуляционной системы, критически важные для сохранения утяжелителя и удаления абразивных частиц.

 

Принцип работы гидроциклона: центробежная сепарация

Гидроциклон — это коническая сепарационная камера. Под давлением 0.25–0.4 МПа буровой раствор тангенциально подается внутрь, создавая вращающийся вихревой поток. За счет разницы плотностей тяжелые и крупные частицы отбрасываются к стенкам и выводятся через нижнее разгрузочное отверстие, а очищенная жидкость с мелкими фракциями образует обратный поток и выходит через верхний слив. Ключевой параметр эффективности — точка разделения (d50). Например, пескоотделитель (диаметром 150–300 мм) удаляет частицы крупнее 74 мкм, а илоотделитель (100–150 мм) — частицы крупнее 40 мкм.

 
Критическая настройка: «зонтичный» режим разряда

Эффективность гидроциклона зависит от правильной регулировки нижнего разгрузочного отверстия. Оптимальный режим работы — «зонтичный разряд», когда концентрат выходит в виде раскрытого конуса с подсосом воздуха. Это свидетельствует о корректном разделении фаз. Режим «веревочного разряда» (плотная струя без воздуха) указывает на перегрузку и резкое снижение эффективности сепарации. Регулировка осуществляется заменой сменных насадок. Практическое правило: предпочтительнее небольшой «мокрый низ» с минимальным выходом жидкости, чем «сухой низ», ведущий к забиванию.
 

Ситогидроциклонная установка для утяжеленных растворов

При очистке утяжеленных буровых растворов использование обычных гидроциклонов приводит к потере ценного утяжелителя (барита). Решением является ситогидроциклонная установка (мэш-клинер). Это комбинация батареи гидроциклонов и тонкого вибросита (100–325 меш). Концентрат из циклонов поступает на сито, где происходит разделение: барит и мелкие частицы просеиваются и возвращаются в систему, а крупный шлам сбрасывается. Это ключевое оборудование для рекуперации утяжелителя и глубокой очистки раствора.
 

Итог: выстроенная технологическая цепочка

Грамотно настроенная последовательность Вибросито → Пескоотделитель → Илоотделитель/Ситогидроциклонная установка обеспечивает:
 

• Стабильные реологические свойства бурового раствора
• Минимальный абразивный износ бурового оборудования
• Сохранение дорогостоящего утяжелителя (барита)
• Снижение нагрузки на заключительную ступень — центрифуги

 
Нужна помощь в подборе или настройке оборудования для тонкой очистки? Наши специалисты готовы предложить решение под ваши задачи.