Вибросито для бурового раствора: устройство, принцип работы и выбор оборудования

При бурении нефтяных и газовых скважин особое значение имеет качество бурового раствора. Он обеспечивает вынос разрушенной породы на поверхность, охлаждает буровой инструмент, помогает поддерживать устойчивость стенок скважины и участвует в формировании необходимого давления в стволе. Однако в процессе работы раствор постепенно загрязняется частицами выбуренной породы, поэтому нуждается в регулярной очистке.

Одним из основных элементов системы очистки является вибросито. Это специализированное промышленное оборудование, которое позволяет отделять твердые включения от жидкой фазы и возвращать очищенный раствор в циркуляционную систему. От эффективности его работы зависит стабильность технологического процесса, нагрузка на последующие ступени очистки и рациональное использование буровых реагентов.

Для чего необходимо вибросито при бурении скважин

Во время разрушения горных пород образуется большое количество твердых частиц различного размера. Вместе с буровым раствором они поднимаются на поверхность и поступают в систему очистки. Если своевременно не удалять шлам, его концентрация будет увеличиваться, что может привести к изменению свойств технологической жидкости и дополнительной нагрузке на оборудование.

Вибросито выполняет функцию первой ступени механической очистки. Оно отделяет сравнительно крупные частицы выбуренной породы, позволяя подготовить раствор к дальнейшей обработке.

Использование такого оборудования решает несколько важных задач:

• удаление твердых загрязнений из циркулирующего бурового раствора;
• снижение количества шлама, поступающего на последующие ступени очистки;
• сокращение потерь полезной жидкой фазы вместе с отходами;
• поддержание стабильности технологических характеристик раствора;
• повышение эффективности работы комплексной системы очистки.

Вибрационные сита применяются при строительстве нефтяных и газовых скважин, капитальном и текущем ремонте скважин, а также при горизонтально направленном бурении.

Принцип работы вибросита

Основной рабочий элемент оборудования — ситовая поверхность, через которую проходит поступающий буровой раствор. Ее колебания создаются специальными вибрационными двигателями, передающими механическое воздействие на подвижную раму.

Рабочий процесс можно разделить на несколько последовательных этапов.

1. Подача бурового раствора.

Загрязненная технологическая жидкость поступает в приемную часть оборудования и распределяется по рабочей поверхности. Важно обеспечить равномерную подачу, чтобы эффективно использовать площадь просеивания.

2. Вибрационное воздействие.

Вибродвигатели приводят раму с установленными ситовыми панелями в колебательное движение. За счет этого смесь перемещается по поверхности, а твердые частицы взаимодействуют с ячейками сетки.

3. Разделение фракций.

Жидкая составляющая вместе с частицами, размер которых позволяет им пройти через отверстия сетки, поступает в приемную емкость. Более крупные фрагменты породы остаются на поверхности.

4. Удаление шлама.

Под действием вибрации твердые включения перемещаются к разгрузочной части сита и выводятся из технологического процесса. При этом происходит частичное обезвоживание шлама.

5. Возврат очищенного раствора.

Прошедшая через ситовые панели жидкость направляется в циркуляционную систему для дальнейшего использования или последующей ступени очистки.

Таким образом, вибросито обеспечивает непрерывное разделение бурового раствора на жидкую и твердую составляющие. Качество сепарации зависит от характеристик сетки, интенсивности вибрации, угла наклона рабочей поверхности, состава раствора и объема поступающей смеси.

Какие характеристики важны при выборе оборудования

При подборе вибрационного сита недостаточно ориентироваться только на габариты или мощность установленных двигателей. Необходимо учитывать особенности буровой установки, свойства технологической жидкости, предполагаемую нагрузку и требования к степени очистки.

К основным параметрам относятся:

Площадь просеивания. Чем больше рабочая поверхность, тем больше возможностей для обработки поступающего потока при соответствующей конфигурации ситовых панелей.

Виброускорение. Этот показатель характеризует интенсивность механического воздействия на смесь. От него зависит перемещение твердых частиц по сетке и эффективность разделения.

Угол наклона деки. Регулировка наклона позволяет изменять скорость движения шлама и время его контакта с рабочей поверхностью.

Мощность вибропривода. Двигатели должны обеспечивать необходимый режим колебаний при расчетной эксплуатационной нагрузке.

Тип ситовых панелей. Размер ячеек определяет фракционный состав частиц, которые могут пройти через рабочую поверхность.

Также следует учитывать климатическое исполнение, стойкость материалов к абразивному воздействию и совместимость оборудования с существующей системой очистки.

Вибросито СВЛК-1: особенности конструкции и эксплуатации

При оснащении буровых комплексов важно выбирать оборудование, которое соответствует реальным условиям эксплуатации и позволяет поддерживать необходимую производительность технологической линии.

Одним из решений для механической очистки бурового раствора является модель СВЛК-1 производства компании «КубаньБурМаш».

Оборудование предназначено для удаления выбуренной породы с размером частиц от 45 до 2000 мкм и может использоваться в составе буровых установок различных классов.

Среди особенностей конструкции стоит выделить увеличенную рабочую поверхность площадью не менее 2,7 м² и два вибрационных двигателя мощностью по 2,3 кВт. Заявленное виброускорение составляет не менее 7,5 g.

Предусмотрена регулировка угла наклона вибрирующей рамы в диапазоне от -3 до +5 градусов. Это позволяет адаптировать движение шлама по ситовым панелям к условиям конкретного технологического процесса.

Еще одна особенность — возможность использования двух режимов колебаний:

• Линейный режим обеспечивает интенсивное перемещение шлама по рабочей поверхности и подходит для условий высокой подачи.
• Линейно-эллиптический режим увеличивает траекторию движения частиц по ситу, что способствует более продолжительному отделению жидкой фазы и обезвоживанию шлама.

Дополнительное преимущество конструкции — использование нержавеющей стали марки 316L в наиболее подверженных абразивному износу зонах виброрамы. Для герметизации ситовых панелей предусмотрены варианты уплотнений Р-образного и П-образного профиля.

Ознакомиться с конструктивными особенностями, техническими параметрами и возможностями оборудования подробнее можно в материале СВЛК-1 принцип работы.

Технические характеристики СВЛК-1

При выборе оборудования для очистки бурового раствора важно учитывать основные технические параметры вибросита. Модель СВЛК-1 имеет рабочую поверхность площадью не менее 2,7 м². Размеры ситовых кассет составляют 1165 × 584 мм.

В конструкции используются два вибрационных двигателя мощностью по 2,3 кВт каждый. Виброускорение составляет не менее 7,5 g, а амплитуда колебаний рамы — не менее 2,8 мм. Угол наклона вибрирующей рамы регулируется в диапазоне от -3 до +5 градусов, что позволяет адаптировать работу оборудования к условиям конкретного технологического процесса.

Габаритные размеры вибросита (длина × ширина × высота) составляют до 3176 × 1750 × 1440 мм. Масса оборудования без комплекта запасных частей и принадлежностей (ЗИП) — до 1750 кг. Назначенный срок эксплуатации составляет 10 лет.

Максимальная пропускная способность при бурении на воде с использованием сетки с размером ячеек 0,2 × 0,2 мм составляет 0,038 м³/с. Данный показатель приведен для конкретных условий испытаний, поэтому фактическая производительность зависит от характеристик бурового раствора и режима эксплуатации.

Оборудование рассчитано на работу в различных макроклиматических районах, в том числе при температуре до -45 °C. Заявлено соответствие требованиям технических регламентов ТР ТС 010/2011 и ТР ТС 012/2011.

Особое внимание следует уделять равномерности распределения поступающего раствора. Перегрузка отдельных участков рабочей поверхности может снижать эффективность сепарации и ускорять износ сеток.

Также важно своевременно очищать панели от накопившихся загрязнений, проверять настройки виброускорения и контролировать угол наклона деки. Конкретные режимы работы следует подбирать с учетом характеристик бурового раствора и требований технологического процесса.

Заключение

Вибросито является важным элементом системы очистки бурового раствора. От правильного выбора и настройки оборудования зависит эффективность удаления выбуренной породы, стабильность циркуляции технологической жидкости и нагрузка на последующие ступени сепарации.

При подборе модели необходимо учитывать не только производительность, но и площадь просеивания, характеристики вибропривода, возможности регулировки, материалы конструкции и условия эксплуатации.

СВЛК-1 представляет собой один из вариантов оборудования для решения задач механической очистки при нефтегазовом бурении. Окончательный выбор модели и комплектации следует осуществлять на основании параметров бурового раствора, расчетной нагрузки и конфигурации существующей системы очистки.