[go: up one dir, main page]

RU2798551C1 - Hydrocyclone plant - Google Patents

Hydrocyclone plant Download PDF

Info

Publication number
RU2798551C1
RU2798551C1 RU2022112510A RU2022112510A RU2798551C1 RU 2798551 C1 RU2798551 C1 RU 2798551C1 RU 2022112510 A RU2022112510 A RU 2022112510A RU 2022112510 A RU2022112510 A RU 2022112510A RU 2798551 C1 RU2798551 C1 RU 2798551C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sand
filtration unit
pressure
drilling fluid
hydrocyclones
Prior art date
Application number
RU2022112510A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Котов
Артемий Андреевич Сморкалов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИНЕРТА"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИНЕРТА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИНЕРТА"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798551C1 publication Critical patent/RU2798551C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: treating drilling fluids outside a borehole.
SUBSTANCE: installation contains a portable frame on which a sand filtration unit and a sludge filtration unit are mounted. The sand filtration unit is made in form of the second stage of drilling fluid purification after the vibrating screen and consists of pressure head, receiving pipe collectors and sand separators in the form of hydrocyclones. The pressure header is configured to supply drilling fluid from it to sand separators, configured to separate the solution into liquid and solid phases, discharge the solid phase through the sand separator nozzle and drain the liquid phase into the intake manifold. The sludge filtration unit is made in form of the third stage of purification and consists of pressure, receiving pipe collectors and desilters in form of hydrocyclones. The desilters are made with the possibility of separating the solution into solid and liquid phases, discharging the solid phase through the desilter nozzle and draining the liquid phase into the intake manifold. The hydrocyclones are made with the possibility of dumping the solid phase into the receiving funnel, under the discharge window of which there is a capacity for pulp accumulation. A steam removal system in the form of an exhaust device for removing vapours is connected to the flange of the lid of the receiving funnel. The frame design has four slinging points to ensure the possibility of its transportation. To control the pressure in the pressure collectors of the sand and sludge filtration units, pressure gauges are installed.
EFFECT: compactness of the device, fast installation, simplification of the cleaning technology while maintaining its efficiency.
4 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к устройствам для обработки буровых растворов вне буровой скважины и может применяться для очистки растворов от твердых фракций, в частности от освобождения растворов от предметов, прихваченных в буровой скважине, например песка и ила, и может применяться в нефтегазодобывающей промышленности при осуществлении бурения скважин или при осуществлении интенсификации добычи нефти или газа из добывающих скважин.The invention relates to devices for processing drilling fluids outside a borehole and can be used to clean solutions from solid fractions, in particular, from the release of solutions from objects stuck in a borehole, such as sand and silt, and can be used in the oil and gas industry when drilling wells or in the implementation of the intensification of oil or gas production from production wells.

Из уровня техники известна гидроциклонная установка (RU 2244598 C1, МПК В04С 7/00, опубл. 20.01.2005). Устройство предназначено для разделения неоднородных дисперсных систем и относится к системам для центробежной сепарации жидкостей от механических примесей в гидроциклонных очистителях.A hydrocyclone installation is known from the prior art (RU 2244598 C1, IPC B04C 7/00, publ. 20.01.2005). The device is designed to separate heterogeneous dispersed systems and belongs to systems for centrifugal separation of liquids from mechanical impurities in hydrocyclone cleaners.

Недостатком гидроциклонной установки следует отнести то, что она предназначена, в первую очередь, для использования в металлургической и металлообрабатывающей промышленности и не может быть адаптирована при сепарации бурового раствора от пропанта, применяемого при бурении нефтяных или газовых скважин.The disadvantage of the hydrocyclone installation should be attributed to the fact that it is intended primarily for use in the metallurgical and metalworking industries and cannot be adapted when separating the drilling fluid from the proppant used in drilling oil or gas wells.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению признано устройство, применяющееся для осуществления способа очистки бурового раствора (RU 2258795 C2, МПК Е21В 21/06, опубл. 20.08.2005). Устройство по предложенному способу содержит желоб, связывающий устье скважины с виброситами, установленными последовательно, систему гидроциклонов, включающую гидроциклонные пескоотделитель и илоотделитель, центрифугу с технологическими емкостями приема бурового раствора, шламовые насосы, установленные последовательно по ступеням очистки, технологические емкости-накопители бурового раствора, соединенные в циркуляционную систему движения бурового раствора через скважину.The closest technical solution to the claimed invention is recognized as a device used to implement the drilling fluid cleaning method (RU 2258795 C2, IPC E21B 21/06, publ. 20.08.2005). The device according to the proposed method contains a chute connecting the wellhead with vibrating screens installed in series, a system of hydrocyclones, including a hydrocyclone sand separator and a desilter, a centrifuge with process tanks for receiving drilling fluid, slurry pumps installed in series in stages of cleaning, process tanks-accumulators of drilling fluid connected into the circulation system for the movement of drilling fluid through the well.

Недостатком известного технического решения следует признать его низкую технологичность, связанную с высокой конструктивной и технологической сложностью устройства, связанную с тем, что по предлагаемому изобретению используются до пяти ступеней очистки с применением большого числа фильтров, насосов и трубопроводов. Такая степень очистки не всегда целесообразна при повторном применении бурового раствора для его использования при бурении новых скважин и интенсификации извлечения нефти или газа из добывающих скважин.The disadvantage of the known technical solution should be recognized as its low manufacturability associated with the high design and technological complexity of the device, due to the fact that the proposed invention uses up to five stages of purification using a large number of filters, pumps and pipelines. Such a degree of purification is not always appropriate when reusing the drilling fluid for its use in drilling new wells and intensifying the extraction of oil or gas from production wells.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, совпадающей с положительным результатом от его применения, является разработка компактной гидроциклонной установки, совмещающей возможности быстрой установки устройства на промышленных площадках нефтегазодобывающих скважин с возможностью одновременного очищения отработанного бурового раствора от тяжелых фракций песка, пропанта, ила и других твердых включений.The technical problem to be solved by the claimed invention, coinciding with the positive result of its application, is the development of a compact hydrocyclone unit that combines the ability to quickly install the device on industrial sites of oil and gas wells with the possibility of simultaneous purification of the used drilling fluid from heavy fractions of sand, proppant, silt and other solid inclusions.

Указанная задача решена тем, что гидроциклонная установка содержит переносную раму, при этом на ней смонтированы первый и второй блоки фильтрации песка и ила; первый блок включает в себя первый напорный коллектор, с установленным на нем отделителем песка, снабженным тангенциальными патрубками для отделения песка; второй блок включает в себя второй напорный коллектор и фильтры для отделения ила; блоки фильтрации песка и ила выполнены с возможностью подачи на них бурового раствора, предварительно очищенного с помощью вибросита.This problem is solved by the fact that the hydrocyclone installation contains a portable frame, while the first and second sand and silt filtration units are mounted on it; the first block includes the first pressure manifold, with a sand separator installed thereon, provided with tangential nozzles for separating sand; the second block includes a second pressure manifold and filters for separating sludge; sand and silt filtration units are made with the possibility of supplying them with drilling fluid, previously cleaned with a vibrating screen.

Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре показан общий вид установки в изометрической проекции.The invention is illustrated by the drawing, where the figure shows a general view of the installation in isometric projection.

Гидроциклонная установка имеет следующую конструкцию.Hydrocyclone installation has the following design.

Ее основой является переносная рама 1, на которой смонтированы первый 2 и второй 3 блоки фильтрации песка и ила. Первый блок включает в себя напорный коллектор 4, с установленным на нем отделителем песка 5, снабженным тангенциальными патрубками 6 для отделения песка. Блоки 2 и 3 фильтрации песка и ила выполнены с возможностью подачи на них бурового раствора, предварительно очищенного с помощью вибросита.Its basis is a portable frame 1, on which the first 2 and second 3 blocks of sand and silt filtration are mounted. The first block includes a pressure collector 4, with a sand separator 5 installed on it, equipped with tangential nozzles 6 for separating sand. Blocks 2 and 3 for sand and silt filtration are made with the possibility of supplying them with drilling fluid, previously cleaned with a vibrating screen.

Установка гидроциклонная состоит из следующих основных узлов.The hydrocyclone installation consists of the following main units.

Основание установки представляет собой переносную раму 1 (несущую конструкцию), на которой смонтированы все части гидроциклонной установки. Конструкцией рамы предусмотрены четыре строповочных места, что обеспечивает возможность транспортировки гидроциклонной установки целиком (без необходимости демонтажа ее отдельных узлов).The base of the installation is a portable frame 1 (bearing structure), on which all parts of the hydrocyclone installation are mounted. The frame design provides for four sling points, which makes it possible to transport the entire hydrocyclone unit (without the need to dismantle its individual units).

Блок фильтрации песка 2 (блок пескоотделителей) является второй ступенью очистки бурового раствора после вибросита и осуществляет более тонкую по сравнению с ним очистку. Блок состоит из напорного 4 и приемного трубных коллекторов и подключенных к ним отделителей песка 5 (пескоотделителей), выполненных в виде гидроциклонов, при этом напорный коллектор имеет диаметр 200 мм (Ду-200), а приемный - 250 мм (Ду-250). Из напорного 4 коллектора буровой раствор через тангенциальные вводы подается в пескоотделители, где он под действием эффекта циклона разделяется на твердую и жидкую фазы. Твердая фаза сбрасывается через сопло пескоотделителя, а жидкая сливается в приемный коллектор и отправляется на дальнейшую переработку. Средний размер частиц, удаляемых пескоотделителей, составляет 40-70 мкм.The sand filtration unit 2 (sand separator unit) is the second stage of drilling fluid cleaning after the vibrating screen and performs finer cleaning compared to it. The block consists of a pressure head 4 and a receiving pipe manifold and sand separators 5 (sand separators) connected to them, made in the form of hydrocyclones, while the pressure manifold has a diameter of 200 mm (Du-200), and the intake one - 250 mm (Du-250). From the pressure head 4, the drilling fluid is fed through tangential inlets to the sand separators, where it is separated into solid and liquid phases under the action of a cyclone. The solid phase is discharged through the desander nozzle, and the liquid phase is drained into the intake manifold and sent for further processing. The average particle size removed by sand separators is 40-70 microns.

Блок фильтрации ила 3 (блок илоотделителей) является третьей ступенью очистки бурового раствора и осуществляет более тонкую по сравнению с блоком пескоотделителей очистку. Состоит из напорного (Ду 150) и приемного (Ду 200) трубных коллекторов и подключенных к ним илоотделителей, выполненных в виде гидроциклонов, при этом напорный коллектор имеет диаметр 150 мм (Ду-150), а приемный - 200 мм (Ду-200). В илоотделителях буровой раствор разделяется на твердую и жидкую фазы под действием принципа циклона. Твердая фаза сбрасывается через сопло илоотделителя, а жидкая сливается в приемный коллектор и отправляется на дальнейшую переработку. Средний размер частиц, удаляемых илоотделителей, составляет от 20 до 40 мкм.The sludge filtration unit 3 (silt separator unit) is the third stage of drilling fluid purification and performs finer cleaning compared to the desander unit. It consists of pressure (Dn 150) and inlet (Dn 200) pipe collectors and desilters connected to them, made in the form of hydrocyclones, while the pressure collector has a diameter of 150 mm (Dn-150), and the inlet - 200 mm (Dn-200) . In desilters, the drilling mud is separated into solid and liquid phases by the action of the cyclone principle. The solid phase is discharged through the desilter nozzle, and the liquid phase is drained into the intake manifold and sent for further processing. The average particle size removed by desilters is from 20 to 40 microns.

Для контроля за давлением в напорных коллекторах 4 первого 2 и второго 3 блоков фильтрации песка и ила на них установлены манометры.To control the pressure in the pressure collectors 4 of the first 2 and second 3 blocks of sand and sludge filtration, pressure gauges are installed on them.

Под разгрузочное окно приемной воронки 7 устанавливается емкость для накопления пульпы. К фланцу крышки приемной воронки, расположенной сбоку от конусов пескоотделителей, подключается система пароудаления, выполненная в виде вытяжного устройства для удаления паров. Воронка приемная 7 накрыта сверху крышками, снижающими проникновение паров бурового раствора сбрасываемого установкой в атмосферу блока очистки.Under the discharge window of the receiving funnel 7 is installed capacity for the accumulation of pulp. To the flange of the lid of the receiving funnel, located on the side of the cones of the sand separators, a steam removal system is connected, made in the form of an exhaust device for removing vapors. Receiving funnel 7 is covered from above with lids that reduce the penetration of vapors of the drilling fluid discharged by the unit into the atmosphere of the cleaning unit.

Установка гидроциклонная используется следующим образом.Installation hydrocyclone is used as follows.

На напорные коллекторы блоков гидроциклонов подается неочищенный буровой раствор. В гидроциклонах раствор очищается от твердой фракции и, накапливаясь в приемных коллекторах, покидает установку. Отделенная твердая фракция (пульпа) сбрасывается гидроциклонами в приемную воронку и покидает ее под действием гравитации через разгрузочное окно. Пар, образующийся во внутреннем объеме приемной воронки, удаляется через фланец в крышке системой пароудаления. В таблице 1 приведены основные технические характеристики гидроциклонной установки.Untreated drilling fluid is supplied to the pressure collectors of the hydrocyclone units. In hydrocyclones, the solution is cleared of the solid fraction and, accumulating in the receiving collectors, leaves the plant. The separated solid fraction (pulp) is discharged by hydrocyclones into the receiving funnel and leaves it under the action of gravity through the discharge window. The steam generated in the internal volume of the receiving funnel is removed through the flange in the lid by the steam removal system. Table 1 shows the main technical characteristics of the hydrocyclone unit.

Figure 00000001
Figure 00000001

Давление в напорном коллекторе, необходимое для эффективной работы песко- и илоотделителей, зависит от плотности подаваемого бурового раствора. Оптимальные соотношения этих величин приведены в таблице 2.The pressure in the pressure manifold required for the efficient operation of sand and silt separators depends on the density of the drilling fluid supplied. The optimal ratios of these values are shown in Table 2.

Гидроциклонная установка, рассмотренная в настоящей заявке, получила обозначение «ДЕЛЬТА-212SН».The hydrocyclone installation discussed in this application has received the designation "DELTA-212SH".

Для очистки отработанного бурового раствора от шлама гидроциклонная установка «ДЕЛЬТА-212SН» может комплектоваться вибрационным ситом с линейными колебаниями виброрамы, разработанным на основе вибросита «ДЕЛЬТА-4», отличительной особенностью которого является наличие изолирующего рабочий объем вибросита кожуха, пар из-под которого удаляется при помощи вытяжного вентилятора. Образованная данной компоновкой ситогидроциклонная установка «ДЕЛЬТА-4-212SН» может оснащаться общим вытяжным коллектором.To clean the used drilling fluid from cuttings, the DELTA-212SH hydrocyclone unit can be equipped with a vibrating sieve with linear oscillations of the vibrating frame, developed on the basis of the DELTA-4 vibrating screen, the distinguishing feature of which is the presence of a casing that isolates the working volume of the vibrating sieve, steam from which is removed with an exhaust fan. The DELTA-4-212SH sieve-hydrocyclone unit formed by this arrangement can be equipped with a common exhaust manifold.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (4)

1. Гидроциклонная установка, содержащая переносную раму, на которой смонтированы блок фильтрации песка и блок фильтрации ила, блок фильтрации песка выполнен в виде второй ступени очистки бурового раствора после вибросита, состоит из напорного, приемного трубных коллекторов и отделителей песка, выполненных в виде гидроциклонов, напорный коллектор выполнен с возможностью подачи бурового раствора из него в отделители песка, выполненные с возможностью разделения бурового раствора на жидкую и твердую фазы, сброса твердой фазы через сопло отделителя песка и слива жидкой фазы в приемный коллектор, блок фильтрации ила выполнен в виде третьей ступени очистки бурового раствора после блока фильтрации песка, состоит из напорного, приемного трубных коллекторов и илоотделителей, выполненных в виде гидроциклонов, при этом илоотделители выполнены с возможностью разделения бурового раствора на твердую и жидкую фазы, сброса твердой фазы через сопло илоотделителя и слива жидкой фазы в приемный коллектор, отличающаяся тем, что упомянутые гидроциклоны выполнены с возможностью сброса твердой фазы в приемную воронку, под разгрузочным окном которой установлена емкость для накопления пульпы, при этом к фланцу крышки приемной воронки подключена система пароудаления, выполненная в виде вытяжного устройства для удаления паров, дополнительно конструкцией рамы установки предусмотрены четыре строповочных места для обеспечения возможности ее транспортировки, а для контроля давления в напорных коллекторах блока фильтрации песка и блока фильтрации ила установлены манометры.1. Hydrocyclone installation containing a portable frame on which a sand filtration unit and a silt filtration unit are mounted, the sand filtration unit is made in the form of a second stage of drilling mud purification after a vibrating screen, consists of a pressure head, a receiving pipe manifold and sand separators made in the form of hydrocyclones, the pressure header is configured to supply the drilling fluid from it to the sand separators, configured to separate the drilling fluid into liquid and solid phases, discharge the solid phase through the nozzle of the sand separator and drain the liquid phase into the intake manifold, the sludge filtration unit is made in the form of the third stage of purification drilling fluid after the sand filtration unit, consists of a pressure head, a receiving pipe collectors and desilters made in the form of hydrocyclones, while the desilters are made with the ability to separate the drilling fluid into solid and liquid phases, discharge the solid phase through the desilter nozzle and drain the liquid phase into the intake manifold characterized in that said hydrocyclones are made with the possibility of discharging the solid phase into the receiving funnel, under the discharge window of which a pulp accumulation tank is installed, while a steam removal system is connected to the flange of the receiving funnel cover, made in the form of an exhaust device for removing vapors, additionally by the frame structure The unit is provided with four slinging points to enable its transportation, and pressure gauges are installed in the pressure collectors of the sand filtration unit and the sludge filtration unit. 2. Гидроциклонная установка по п. 1, отличающаяся тем, что напорные коллекторы блока фильтрации песка имеют диаметр 200 мм, а приемные коллекторы блока фильтрации песка - 250 мм, напорные коллекторы блока фильтрации ила имеют диаметр 150 мм, а приемные коллекторы блока фильтрации ила - 200 мм.2. The hydrocyclone plant according to claim 1, characterized in that the pressure collectors of the sand filtration unit have a diameter of 200 mm, and the intake manifolds of the sand filtration unit are 250 mm, the pressure manifolds of the silt filtration unit have a diameter of 150 mm, and the intake manifolds of the silt filtration unit are 200 mm. 3. Гидроциклонная установка по п. 1, отличающаяся тем, что отделители песка выполнены с возможностью удаления частиц, средний размер которых составляет от 40 до 70 мкм.3. Hydrocyclone plant according to claim 1, characterized in that the sand separators are designed to remove particles, the average size of which is from 40 to 70 microns. 4. Гидроциклонная установка по п. 1, отличающаяся тем, что илоотделители выполнены с возможностью удаления частиц, средний размер которых составляет от 20 до 40 мкм.4. Hydrocyclone plant according to claim. 1, characterized in that the desilters are designed to remove particles, the average size of which is from 20 to 40 microns.
RU2022112510A 2022-05-11 Hydrocyclone plant RU2798551C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798551C1 true RU2798551C1 (en) 2023-06-23

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU269868A1 (en) *
SU139266A1 (en) * 1959-02-09 1960-11-30 М.Ш. Вартапетов Sieve hydro cyclone unit for cleaning non-isolated washing solutions
DE2249671B2 (en) * 1971-12-20 1975-04-17 Esso Production Research Co., Houston, Tex. (V.St.A.) Method and apparatus for removing cuttings from drilling mud
SU977693A1 (en) * 1981-01-23 1982-11-30 За витель А.А.Канов,С.Ф.КЬротеев,Р.В.Сидоров и Д.С.Сквфцов Hydrocyclone slurry separator
SU978926A1 (en) * 1980-12-17 1982-12-07 За витель Hydraulic cyclone for cleaning drilling muds
SU1242599A1 (en) * 1981-10-08 1986-07-07 Karyakin Ivan A Circulation sw
FR2636669A1 (en) * 1988-09-19 1990-03-23 Guillaume Jean Paul Mobile regenerator unit for drilling muds.
RU2009307C1 (en) * 1990-09-25 1994-03-15 Государственное предприятие "Архангельскгеология" Method for screening of drilling mud
RU42574U1 (en) * 2004-05-27 2004-12-10 ЗАО "Оренбургбурнефть" MOBILE DRILLING MACHINE AND AUGER CONVEYOR FOR THIS RIG
RU2258795C2 (en) * 2003-08-26 2005-08-20 Ентальцев Игорь Николаевич Drilling mud cleaning method and device
RU2714749C1 (en) * 2015-07-22 2020-02-19 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Multiplatform complex for moving solid particles

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU269868A1 (en) *
SU139266A1 (en) * 1959-02-09 1960-11-30 М.Ш. Вартапетов Sieve hydro cyclone unit for cleaning non-isolated washing solutions
DE2249671B2 (en) * 1971-12-20 1975-04-17 Esso Production Research Co., Houston, Tex. (V.St.A.) Method and apparatus for removing cuttings from drilling mud
SU978926A1 (en) * 1980-12-17 1982-12-07 За витель Hydraulic cyclone for cleaning drilling muds
SU977693A1 (en) * 1981-01-23 1982-11-30 За витель А.А.Канов,С.Ф.КЬротеев,Р.В.Сидоров и Д.С.Сквфцов Hydrocyclone slurry separator
SU1242599A1 (en) * 1981-10-08 1986-07-07 Karyakin Ivan A Circulation sw
FR2636669A1 (en) * 1988-09-19 1990-03-23 Guillaume Jean Paul Mobile regenerator unit for drilling muds.
RU2009307C1 (en) * 1990-09-25 1994-03-15 Государственное предприятие "Архангельскгеология" Method for screening of drilling mud
RU2258795C2 (en) * 2003-08-26 2005-08-20 Ентальцев Игорь Николаевич Drilling mud cleaning method and device
RU42574U1 (en) * 2004-05-27 2004-12-10 ЗАО "Оренбургбурнефть" MOBILE DRILLING MACHINE AND AUGER CONVEYOR FOR THIS RIG
RU2714749C1 (en) * 2015-07-22 2020-02-19 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Multiplatform complex for moving solid particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11591866B2 (en) Shaker and degasser combination
CN1666005A (en) Centrifugal drill cuttings drying apparatus
US4571296A (en) Two stage desilter
CN109731868B (en) Tank body cleaning system and cleaning method
RU2798551C1 (en) Hydrocyclone plant
CN108946982A (en) Preprocess method and device before a kind of water-oil separating
CN101070199B (en) Oil-phase enrichment method and apparatus for oil-contained dirt water
CN107117763A (en) Oil, water, mud separator
EP0165223A1 (en) A self-purging separator
CN101139107B (en) Slag included lime cream slag removing method and device
CN1958114A (en) Rotational flow microporous filter
CN216171020U (en) Petrochemical waste gas purification device with suction and exhaust functions
CN114426345A (en) Suspended matter separation device
CN113025376A (en) Oil-water separation device and oil-water separation method
RU71657U1 (en) HARDWARE AND TECHNOLOGY COMPLEX FOR REFINING AND DISCONTINUING OIL SLUDGES
CN101811785A (en) Method and device for delaying coking unwatering cyclone decoking
JPH06262019A (en) Dust, oil and water separation and recovery device
UA54060A (en) Method and separator for purification of oily waters