Control de fase sólida

8.3.1 Equipo de control de sólidos (Figura 8.12 a Figura 8.14; Tabla 8.1)

Figura 8.12 Bomba de lodo F-1600HL

Figura 8.13 Equipo de control de sólidos de American DERRICK Company Sistema de control (criba vibratoria, desarenador, desarenador)

Figura 8.14 Centrífuga

Tabla 8.1 Parámetros técnicos de la bomba de lodo FL-1600

8.3 .2 Diseño de control de contenido de fase sólida

(1) Criba vibratoria de fluido de perforación La criba vibratoria de fluido de perforación serie GNZS es un equipo de control de sólidos de primer nivel utilizado en sistemas de purificación de lodo de perforación. La criba vibratoria se basa en el diseño de similares. Productos en el país y en el extranjero. Experiencia y tecnología avanzada, utilizando motores de vibración importados. La criba vibratoria para fluido de perforación se puede transformar en una unidad doble o triple según las necesidades. Al mismo tiempo, el equipo también se puede utilizar como criba vibratoria de flujo inferior para limpiadores de lodo. Esta criba vibratoria para fluido de perforación tiene las ventajas de alta intensidad de vibración, gran área de cribado, ángulo de caja de criba ajustable, estructura compacta, excelente rendimiento y alto costo. Como se muestra en la Figura 8.15.

Figura 8.15 Criba vibratoria de fluido de perforación

Los parámetros de la criba vibratoria de fluido de perforación se muestran en la Tabla 8.2.

Tabla 8.2 Parámetros técnicos de la criba vibratoria para fluido de perforación

La criba vibratoria lineal de la serie GNZS se utiliza ampliamente en la perforación de petróleo, metalurgia, materiales de construcción, industria química, refractarios, cemento, cerámica y granos. , alimentos y otras industrias En diversas industrias, se utiliza para clasificar diversos materiales en diversos grados. Se puede utilizar en operaciones de líneas de montaje para lograr la automatización.

La criba vibratoria lineal serie GNZS tiene las siguientes características en comparación con otros tipos de cribas vibratorias:

1) Tamaño pequeño, peso ligero, estructura simple, fácil instalación y fácil mantenimiento.

2) Bajo nivel de ruido, bajo consumo energético, alta eficiencia y bajo coste.

3) Alta precisión de detección, sin contaminación por polvo y propicio para la protección del medio ambiente.

4) Se pueden reemplazar una variedad de mallas de cribas vibratorias y tienen una larga vida útil.

(2) Desarenador de fluido de perforación

El desarenador ciclónico serie ZQJ es un equipo de control de sólidos de segundo y tercer nivel para procesar fluido de perforación. Varía según el diámetro del ciclón. , dividido en desarenador y desarenador. Generalmente se llama desarenador a una combinación de ciclón de menos de 6 pulgadas, que es un equipo de control de sólidos de tres niveles en operaciones de perforación. Los ciclones comúnmente utilizados son de 5 pulgadas y 4 pulgadas, que se utilizan principalmente para separar fases sólidas con una partícula. tamaño de 15 a 47 μm en fluidos de perforación. Según la capacidad de procesamiento requerida, seleccionar varios grupos de ciclones para formar un desarenador. Los desarenadores ciclónicos de GN Solids Control se utilizan ampliamente en la perforación petrolera y la perforación direccional horizontal para la separación y desazolvación mediante ciclones. Como se muestra en la Figura 8.16.

Los parámetros del desarenador ciclónico se muestran en la Tabla 8.3.

El desarenador de fluido de perforación está compuesto por un tubo de entrada de líquido, un cono de descarga de arena y un puerto de descarga de arena. El cono de descarga de arena está equipado con un componente giratorio. Hay una ventana de separación en la pared del. Componente giratorio. El componente giratorio La pared superior del cilindro, un conjunto de ranuras cónicas y el tubo de entrada de líquido constituyen el miembro ascendente del fluido de perforación. Las palas del desarenador están dispuestas en la parte inferior interna del miembro giratorio y el regulador de descarga de arena. la cantidad de arena descargada. El fluido de perforación ingresa al componente giratorio desde la tubería de entrada de líquido y las palas lo hacen girar centrífugamente. Cuando el líquido sube a la ventana de separación, las partículas de arena se separan del fluido de perforación y se descargan en el cono de descarga de arena. la ventana de separación. El fluido de perforación separado ingresa al componente ascendente. El fluido de perforación ingresa al tanque de fluido de perforación a través del puerto de drenaje del tanque cónico. La arena en el cono de descarga de arena se descarga a través del puerto de descarga de arena controlado por el regulador de descarga de arena.

Figura 8.16 Desarenador ciclónico

Tabla 8.3 Parámetros técnicos del desarenador ciclón

(3) Desarenador de fluido de perforación

El desarenador ciclón es un segundo - y equipo de control de sólidos de tercer nivel para el procesamiento de fluidos de perforación. Según el diámetro del ciclón, se divide en desarenador y desarenador. Generalmente se llama desarenador a una combinación de ciclón de menos de 6 pulgadas, que es un equipo de control de sólidos de tres niveles en operaciones de perforación. Los ciclones comúnmente utilizados son de 5 pulgadas y 4 pulgadas, que se utilizan principalmente para separar la fase sólida con un. tamaño de partícula de 15 a 47 μm en las partículas del fluido de perforación. De acuerdo a la capacidad de procesamiento requerida por el cliente, se seleccionan varios grupos de ciclones para formar un destilador. Los desarenadores ciclónicos de GN Solids Control se utilizan ampliamente en la perforación petrolera y la perforación direccional horizontal para la separación y desazolvación mediante ciclones. Como se muestra en la Figura 8.17.

Los parámetros del desarenador ciclónico se muestran en la Tabla 8.4.

El destilador de fluido de perforación tiene una alta capacidad de separación y una amplia gama de tamaños de partículas de separación; el puerto de flujo inferior del ciclón tiene la forma de una descarga de arena presurizada de "fondo húmedo", lo que permite las partículas en el área de separación se descargarán rápidamente, lo que reducirá la probabilidad de obstrucción del puerto de flujo inferior; la criba vibratoria de lodo pequeña y avanzada de dos cribas tiene una gran capacidad de procesamiento, bajo nivel de ruido y una larga vida útil de la criba; la distribución del remolino es razonable y el trabajo es estable.

(4) Centrífuga de fluido de perforación

La centrífuga decantadora en espiral horizontal de fluido de perforación (centrífuga decantadora) serie LW está diseñada para la separación sólido-líquido en función de las características de los fluidos de perforación de petróleo especiales. El equipo puede completar varios procesos, como alimentación, sedimentación centrífuga y descarga a máxima velocidad. Se utiliza principalmente para recuperar barita, eliminar sólidos finos, reducir el contenido sólido del fluido de perforación y controlar la densidad y viscosidad del fluido de perforación para garantizar. El rendimiento de los fluidos de perforación juega un papel importante en la perforación rápida. La centrífuga de sedimentación y descarga en espiral horizontal de fluido de perforación utiliza el principio de sedimentación centrífuga para separar la suspensión de perforación que ingresa al tambor desde la tubería de alimentación a través del orificio de salida del empujador en espiral. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, las partículas sólidas son. Se empuja hacia la pared interior del tambor, se empuja hacia el puerto de descarga de escoria en el extremo pequeño del tambor a través de las paletas del empujador de tornillo y la fase líquida se desborda a través del orificio de desbordamiento en el extremo grande del tambor. Este ciclo continúa para lograr el propósito de la separación continua. La centrífuga decantadora pertenece a la categoría de centrífuga de espiral horizontal y su nombre completo es centrífuga decantadora de espiral horizontal. Como se muestra en la Figura 8.18.

Figura 8.17 Desarenador Ciclón

Tabla 8.4 Parámetros del Desarenador Ciclón

Los parámetros de la centrífuga del fluido de perforación se muestran en la Tabla 8.5.

La centrífuga para yacimientos petrolíferos de la serie LW consta de tres partes principales: el motor principal, el sistema de suministro de líquido y el sistema de control. La centrífuga de gran capacidad se utiliza junto con la centrífuga de alta velocidad para realizar tres. -Solución de sistema de control de sólidos de dos máquinas con pantalla, lo que simplifica el sistema de control de sólidos, reduce el consumo de energía y mejora la eficiencia de la purificación. La centrífuga de espiral horizontal tiene ventajas incomparables con otras centrífugas:

1) Tiene mayor adaptabilidad a los materiales y puede separar una amplia gama de tamaños de partículas en fase sólida desde 0,005 a 2 mm.

Figura 8.18 Centrífuga de fluido de perforación

Tabla 8.5 Parámetros relevantes de la centrífuga de fluido de perforación

2) Puede funcionar de forma automática, continua y durante mucho tiempo, es fácil para mantener y puede cerrar la operación.

3) La máquina única tiene gran capacidad de producción, estructura compacta, tamaño reducido y bajo costo operativo.

4) Se puede lograr un control automatizado remoto.

8.3.3 Análisis de la deformación volumétrica de los recortes de perforación

8.3.3.1 Análisis de las condiciones del fondo del pozo

El área subterránea de 10.000 m es principalmente roca magmática, y el El área de 5.000 m es de roca sedimentaria. Las rocas magmáticas profundas incluyen principalmente granito, diorita, gabro, peridotita, etc. Las rocas sedimentarias profundas incluyen arenisca, piedra caliza, dolomita, piedra caliza, etc.

Según la hipótesis de Heim: la tensión vertical inicial en lo profundo del macizo rocoso es proporcional a la gravedad del macizo rocoso suprayacente, mientras que la tensión horizontal es aproximadamente igual a la tensión vertical. Para 5.000 m y 10.000 m, que son de profundidad, el cálculo de la tensión in situ debe seguir la hipótesis de Heim.

Sin considerar el estrés tectónico de la formación y solo considerando el estrés de autogravedad (la densidad de la roca es 2,6 g/cm3 (2,5~2,8 g/cm3), la densidad del fluido de perforación es 1,3 g/cm3 ) la tensión de la roca Para:

Informe de resultados especiales sobre la investigación previa sobre el plan científico de tecnología de perforación de pozos ultraprofundos (volumen medio)

La tensión del fluido de perforación es:

El estudio previo para el plan científico de tecnología de perforación de pozos ultraprofundos Informe de logros especiales de investigación (Volumen 2)

El cálculo de la temperatura del suelo muestra que el gradiente geotérmico promedio aproximado de la corteza terrestre es 25°C por kilómetro Aquí se toman 3°C por 100 metros y la superficie se toma como 0.

Informe de logros especiales previos a la investigación del plan tecnológico de perforación de pozos ultraprofundos científicos (segunda parte)

8.3.3.2 Efectos de la temperatura y la presión sobre el módulo elástico de la roca

( 1) La influencia de la tensión de autogravedad y la alta presión de la roca circundante en el módulo elástico de la roca

1) Resistencia a la compresión de la roca: resistencia isobárica triaxial gt; resistencia a la compresión desigual triaxial gt; La resistencia a la compresión de las rocas de formación profunda es mucho mayor que la del caso uniaxial.

2) Deformación de la roca: deformación bajo presión isobárica triaxial

Así que en condiciones de esfuerzos elevados en tres direcciones, la resistencia a la compresión es mucho mayor y la deformación es menor, por tanto. tres direcciones El módulo elástico bajo tensión alta puede ser de 2 a 3 veces mayor que bajo tensión uniaxial, consulte la Figura 8.19.

Figura 8.19 Esfuerzo y deformación de arenisca bajo diferentes rocas circundantes

(2) Efecto de la temperatura sobre el módulo elástico (Figura 8.20, Figura 8.21)

Figura 8.20 Efecto de la temperatura sobre el módulo elástico Efecto del módulo elástico de arenisca y caliza

Figura 8.21 Efecto de la temperatura sobre el módulo elástico del granito

Por lo tanto, se puede omitir el módulo elástico a 300° de los convencionales 80 y 150°. El límite inferior es 90 por debajo de lo normal.

8.3.3.3 Cálculo de la deformación de los cortes

(1) Seleccionar el módulo elástico de la roca, ver Tabla 8.6.

Tabla 8.6 Módulo de elasticidad de algunas rocas

Entonces, el módulo de elasticidad rugoso de la roca magmática se puede tomar como 80 GPa, y el módulo de elasticidad de la roca sedimentaria se puede tomar como 40 GPa.

(2) Determine el coeficiente elástico lineal de la roca, consulte la Tabla 8.7.

Tabla 8.7 Coeficiente de expansión lineal de algunas rocas

Por lo tanto, el coeficiente de expansión lineal general de una roca se puede tomar como 2×10-6/℃.

(3) Cálculo de la deformación volumétrica

La deformación incluye dos aspectos: la deformación causada por cambios de tensión y la deformación causada por cambios de temperatura. La deformación por tensión se puede dividir en dos partes: la primera parte es la deformación del volumen después de que la roca se perfora y se rompe. La segunda parte es la deformación del volumen causada por el cambio de tensión durante el proceso de flotación de los cortes de roca.

La primera parte:

Informe sobre los resultados previos a la investigación del plan científico de tecnología de perforación de pozos ultraprofundos (volumen medio)

Parte II, no importa si es En un fondo de pozo de 10.000 o 5.000 m, los cambios de presión durante el proceso de ascenso son de 130 MPa y 65 MPa respectivamente. Por lo tanto, la deformación total del volumen durante este proceso es la misma que en la primera parte, que también se calcula como 0,3

deformación por temperatura. Suponiendo que la temperatura del fluido de perforación después de alcanzar la superficie es de 70 ° y el coeficiente de expansión de volumen causado por la temperatura es 3 veces mayor, entonces

Logros especiales previos a la investigación del programa científico de tecnología de perforación de pozos ultraprofundos Informe (segunda parte)