드릴링 작업을 수행하는 경우 깨끗한 드릴링 머드가 있으면 좋은 것이 아니라 침투 속도, 구멍 안정성 및 장비 수명에 필수적이라는 것을 이미 알고 있습니다. 그러나 여기에 문제가 있습니다. 셰일 셰이커는 거친 절단 부분을 제거하지만 미세한 모래와 미사는 시스템을 통해 계속 순환합니다. 이러한 미세한 고형물은 진흙 무게를 증가시키고, 펌프를 마모시키며, 드릴링 속도를 늦춥니다. 원심형 하이드로사이클론 탈수기는 하류 손상을 일으키기 전에 대부분의 모래 크기 입자를 제거하여 이 문제를 해결합니다. 이 가이드에서는 탈수기가 무엇인지, 고형물을 분리하는 방법, 선택 방법, 작동 방법 및 분리 효율성을 조용히 감소시키는 실수를 피하는 방법에 대해 설명합니다.

 

• 에이원심형 하이드로사이클론 탈수기원심력을 사용하여 일반적으로 40~74미크론 범위의 드릴링 머드에서 모래와 미세한 고형물을 제거합니다.
• 올바른 공급 압력(보통 30~45psi)은 분리 효율성과 콘 수명에 매우 중요합니다.
• 콘 크기는 절단 지점과 용량을 직접적으로 제어합니다. 콘이 작을수록 더 미세한 입자를 제거하지만 더 적은 흐름을 처리합니다.
• 완전히 건조한 언더플로우를 쫓지 마십시오. 습하거나 스프레이 패턴의 언더플로우는 일반적으로 분리가 더 좋고 막힘 문제가 적다는 것을 나타냅니다.
• 콘, 정점 개구부 및 공급 라인의 일일 마모 검사를 통해 계획되지 않은 가동 중단 시간이 시작되기 전에 가장 많이 포착합니다.

원심력 하이드로사이클론 탈수기란 무엇입니까?

원심형 하이드로사이클론 탈수기는 굴착 이수에서 미세한 모래와 연마 입자를 제거하는 고형물 제어 장치입니다. 이는 적절하게 배열된 시스템에서 셰일 셰이커 다음으로 찾을 수 있는 기계적 분리 장비의 주요 부품 중 하나입니다. 셰일 셰이커는 거친 절단을 처리하는 반면, 디샌더는 셰이커가 제거할 수 없는 작은 입자를 대상으로 합니다.

원심 수력사이클론 탈수기라고 불리는 이유는 무엇입니까?

이름은 그것이 어떻게 작동하는지 정확하게 알려줍니다. 이 장치는 액체 또는 유압 흐름을 사용하여 원뿔 내부에서 사이클론과 같은 회전 운동을 생성하므로 하이드로사이클론입니다. 회전 운동이 원심력을 발생시키기 때문에 원심력이라고 합니다. 이 힘은 더 무거운 고체 입자를 원뿔 벽 바깥쪽으로 밀어내는 반면, 깨끗한 액체는 중앙을 향해 이동합니다. 물통을 원 모양으로 회전시켜서 더 무거운 입자가 외부에 모이는 것을 본 적이 있다면 이미 핵심 원리를 이해하고 있는 것입니다.

이것이 현장에서 중요한 이유는 다음과 같습니다. 작동 중인 디샌더 콘 내부의 원심력은 중력만 사용한 것보다 몇 배 더 강할 수 있습니다. 이는 구덩이에 정착하는 데 몇 분이 걸리는 모래 입자가 몇 분의 1초 만에 원뿔 벽으로 당겨진다는 것을 의미합니다. 이것이 바로 탈수기가 작은 공간에서 분당 수백 갤런을 처리할 수 있는 이유입니다. 원뿔의 내부 스핀은 훨씬 더 큰 침전 탱크가 필요한 작업을 수행합니다. 디샌더 콘이 펄스를 일으키거나 스프레이를 잃는 것을 보면 원심력이 실시간으로 무너지는 것을 볼 수 있습니다.

고체 제어 시스템에 적합한 위치

일반적인 배열에서 탈수기는 셰일 셰이커 뒤와 탈수기 앞에 위치합니다. 셰일 셰이커는 일반적으로 74미크론 이상의 가장 큰 절단물을 제거합니다. 그런 다음 탈수기는 40~74 마이크론 범위의 대부분의 모래를 제거합니다. 그 후, 탈수기는 더 미세한 미사 또는 점토 크기의 입자를 제거합니다. 탈수기를 고형물 제어의 두 번째 또는 세 번째 단계로 처리하면 낮은 단계를 보호하고 진흙 특성을 보다 일관되게 유지하는 데 도움이 됩니다.

원심력 하이드로사이클론 탈수기가 고형물을 분리하는 방법

탈수기 내부의 분리 과정은 기계적이고 일관됩니다. 화학물질이나 스크린에 의존하지 않습니다. 흐름 경로를 이해하면 작동 및 문제 해결에 관한 모든 것이 더 명확해집니다.

접선 입구에서 원심 회전까지

드릴링 머드는 상단 근처의 접선 입구를 통해 디샌더 콘으로 들어갑니다. 이것이 주요 디자인 특징입니다. 진흙은 아래로 바로 들어가지 않고 측면에서 들어가기 때문에 즉시 원뿔 내부 주위로 소용돌이치기 시작합니다. 원뿔이 아래쪽으로 좁아질수록 소용돌이 속도는 중심에 가까워질수록 증가합니다. 이로 인해 강력한 원심력이 생성됩니다. 더 무거운 고체 입자는 원뿔 벽을 향해 바깥쪽으로 이동하는 반면, 더 가벼운 액체는 계속 나선형을 그리며 결국 방향을 바꾸어 중심을 통해 상승합니다.

접선 유입구는 단순한 편의성이 아니라 실제 높은 G 분리와 단순 침강의 차이입니다. 진흙이 수직으로 아래로 들어간다면 고체와 액체의 하향 속도는 거의 같고 분리는 중력에만 의존하게 되어 너무 느립니다. 측면 입구는 유체를 즉시 회전 경로로 강제합니다. 이러한 회전으로 인해 콘은 깔때기가 아닌 진정한 하이드로사이클론이 됩니다. 숙련된 승무원이 입구 마모에 주의를 기울이는 이유도 같은 원리입니다. 일단 입구 가장자리가 둥글게 되면 흐름의 날카로운 접선 방향이 일부 사라지고 다른 모든 것이 괜찮아 보이더라도 분리 효율성이 저하됩니다.

소용돌이치는 움직임은 혼란스럽지 않습니다. 안정된 소용돌이를 형성합니다. 외부 나선은 고체를 아래쪽으로 운반합니다. 내부 나선형은 깨끗한 액체를 위쪽으로 운반합니다. 이 2흐름 구조는 작은 설치 공간에서도 하이드로사이클론 설계를 효율적으로 만들어줍니다.

오버플로 및 언더플로: 깨끗한 진흙과 고형물이 가는 곳

구분 기호에는 두 개의 출구가 있습니다. 깨끗한 진흙은 원뿔 상단의 오버플로를 통해 빠져나갑니다. 이 스트림은 재사용을 위해 활성 머드 시스템으로 돌아갑니다. 고형물이 풍부한 흐름은 원뿔 바닥의 언더플로우 또는 정점 개구부를 통해 빠져나갑니다. 언더플로우에는 분리된 모래와 소량의 액체가 포함되어 있습니다.

목표는 언더플로우에서 뼈처럼 건조한 고형물을 생성하는 것이 아닙니다. 실제로는 대부분의 깨끗한 액체가 오버플로되도록 유지하면서 제어된 배출(일반적으로 스프레이 또는 재료의 실선)을 원합니다. 언더플로우가 너무 건조해지면 콘이 막힐 수 있고 분리 효율이 급격히 떨어질 수 있습니다.

이것을 구체적으로 만드는 실제 장면은 다음과 같습니다. 탈수기 매니폴드로 걸어가서 방전이 전혀 없는 하나의 원뿔을 본다고 상상해 보십시오. 원뿔 꼭대기는 여전히 진흙이 들어가 있기 때문에 따뜻한 느낌이 들지만 꼭대기는 조용합니다. 그 콘은 거의 확실하게 내부적으로 연결되어 있습니다. 이를 무시하면 언더플로우를 통해 빠져나가야 했던 고형물이 이제 소용돌이에 갇히게 되며, 더 나쁘게는 오버플로우로 다시 재순환됩니다. 일상 언어로 말하면, 그 하나의 데드콘은 분리 작업을 수행하지 않고 있으며, 그것이 운반해야 했던 모래 하중은 활성 진흙 속으로 다시 밀려나고 있습니다. 나중에 셰이커만으로는 설명할 수 없는 조기 펌프 마모 또는 진흙 무게 변형 등의 효과를 느낄 수 있습니다. 6~8개의 뱅크에 꽂혀 있는 원뿔 하나는 특별히 찾지 않으면 놓치기 쉽습니다.

귀하의 작업에 적합한 원심력 하이드로사이클론 탈수기를 선택하는 방법

디샌더를 선택하는 것은 단순히 원뿔 크기를 선택하고 효과가 있기를 바라는 것이 아닙니다. 콘 직경, 콘 수 및 펌프 용량은 모두 드릴링 유체 유량 및 목표 절단 지점과 일치해야 합니다. 이것을 잘못하면 분리가 잘 안되거나 진흙이 과도하게 손실됩니다.

콘 크기 및 절단점

원뿔 직경이 작을수록 더 미세한 절단 지점이 생성됩니다. 10인치 콘은 대부분 더 큰 모래 입자를 제거합니다. 4인치 콘은 일부 응용 분야에서 20~40미크론 범위까지 더 미세한 입자를 제거합니다. 그러나 더 작은 콘은 콘당 더 적은 유량을 처리합니다. 이것이 바로 탈수기가 매니폴드에 장착된 여러 개의 작은 원뿔을 사용하는 이유입니다. 그룹은 함께 작업하여 필요한 전체 흐름을 처리하는 동시에 각 원뿔이 관리 가능한 볼륨을 처리합니다.

더 작은 원뿔이 더 미세한 절단 지점을 생성하는 이유는 원심장의 시간 때문입니다. 더 작은 원뿔에서는 벽이 서로 더 가까워지므로 고체 입자가 벽에 더 빨리 도달합니다. 이는 더 작고 가벼운 입자가 역류로 인해 위쪽으로 이동하기 전에 포착된다는 것을 의미합니다. 단점은 각 작은 원뿔의 내부 부피가 적기 때문에 전체 흐름을 따라잡기 위해 많은 원뿔을 병렬로 실행해야 한다는 것입니다. 넓고 느린 차선 하나가 아닌 좁고 빠른 차선으로 구성된 팀이라고 생각하세요. 대용량 시스템에서 미세한 입자 제거가 필요한 경우 유지 관리가 더 복잡해 보이지만 4인치 콘 매니폴드가 10인치 콘 한두 개보다 더 나은 경우가 많습니다.

이를 매우 실용적으로 만들기 위해 분당 500갤런의 순환 속도로 드릴링하고 40미크론 이상의 대부분의 모래를 제거하려는 경우 10인치 콘 한 쌍보다는 4인치 콘 뱅크를 볼 수 있습니다. 정확한 숫자는 제조업체의 콘당 정격 용량에 따라 다르지만 추론은 항상 동일합니다. 전체 흐름과 절단 지점을 함께 일치시킵니다. 전체 흐름을 처리하기 때문에 두 개의 큰 원뿔만 구입하면 더 미세한 모래를 놓칠 것입니다. 작은 콘으로 이루어진 전체 뱅크를 구입했지만 펌프가 30~45psi로 공급할 수 없다면 성능도 마찬가지로 저하됩니다.

목표 절단점은 제거해야 하는 입자 크기와 보호하려는 진흙 특성을 기반으로 해야 합니다. 거친 모래 제거만 필요한 경우 더 큰 원뿔이 작동할 수 있습니다. 진흙이 미세한 고체 축적에 민감한 경우 병렬로 구성된 더 작은 원뿔이 더 나은 선택일 수 있습니다.

원심력 수력사이클론 탈수기 설정 및 작동

잘 선택된 탈수기는 올바르게 설치 및 작동되지 않으면 여전히 성능을 발휘하지 못합니다. 가장 큰 두 가지 요인은 시스템 내 위치와 공급 압력입니다. 이것을 고정하면 장비가 훨씬 적은 문제로 작동합니다.

설치 위치 및 배관

탈수기는 일반적으로 셰일 셰이커 뒤에 설치됩니다. 이렇게 하면 거친 절단으로 인해 원뿔에 부하가 걸려 언더플로우가 막히는 것을 방지할 수 있습니다. 일부 작업에서는 가스가 존재하는 경우 논리적 순서에 따라 탈기기를 설치하여 탈수기 전에 탈수기를 실행합니다. 정확한 순서는 유정 조건과 고형물 제어 레이아웃에 따라 다릅니다.

다음은 설정을 기반으로 하는 실제 시나리오 중 하나입니다. 하나의 긴 수평 공급 라인과 두 개의 엘보우가 있고, 셰일 셰이커에서 약 20피트 떨어진 곳에 탈선 매니폴드가 설치된 500gpm 시추 스프레드를 상상해 보십시오. 승무원은 매니폴드에서 35psi를 표시하도록 펌프를 설정했지만 콘이 약해 보입니다. 일부는 얇은 팬을 방출하고 다른 일부는 드리블합니다. 문제는 콘이 아닙니다. 배관입니다. 각 팔꿈치와 추가 수평 이동의 모든 발은 마찰 손실을 추가합니다. 펌프 토출 압력은 정확할 수 있지만 실제로 콘 입구에 도달하는 압력은 더 낮습니다. 공급 라인을 줄이거나 펌프 속도를 약간 높이면 매니폴드가 적절한 범위로 돌아갈 수 있습니다. 탈수기를 비난하기 전에 펌프 배출구나 긴 파이프의 끝 부분이 아닌 가능한 한 원뿔에 가까운 압력을 측정하십시오.

배관은 많은 승무원이 인식하는 것보다 더 중요합니다. 공급 라인을 가능한 한 곧고 짧게 유지하십시오. 압력 강하 또는 에어 포켓을 생성하는 불필요한 엘보우, 리듀서 및 긴 수평 연장을 피하십시오. 오버플로 라인에 원치 않는 배압이 있으면 흐름이 원뿔 내부에서 분할되는 방식이 변경됩니다. 언더플로우가 제한 없이 자유롭게 배출될 수 있는 높이에 탈수기를 장착합니다.

자주 묻는 질문

시추 작업에 사용되는 원심형 하이드로사이클론 탈수기는 무엇입니까?

셰일 셰이커 후 드릴링 머드에서 미세한 모래와 연마성 고형물을 제거하며 일반적으로 40-74 미크론 범위의 입자를 대상으로 합니다. 이는 진흙 펌프와 같은 다운스트림 장비를 보호하고 진흙 특성을 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.

원심력 하이드로사이클론 탈수기의 올바른 공급 압력 범위는 무엇입니까?

대부분의 콘은 매니폴드에서 30-45psi에서 작동하도록 설계되었지만 제조업체의 사양을 확인해야 합니다. 압력이 너무 낮으면 원심력이 약해지고 분리가 손상되는 반면, 압력이 너무 높으면 콘 마모 및 진흙 손실이 가속화됩니다.

원심형 하이드로사이클론 탈수장치 언더플로우는 습식이어야 합니까, 아니면 건식이어야 합니까?

일반적으로 꾸준한 스프레이 또는 로프 패턴으로 제어되고 약간 젖은 배출이 가장 좋습니다. 완전히 건조한 언더플로우는 종종 내부 브리징을 나타내며 안정적인 고형물 제거 대신 슬러깅 또는 막힘을 유발할 수 있습니다.

원심력 하이드로사이클론 디샌더 콘이 막히는 원인은 무엇이며 어떻게 해결합니까?

막힘은 일반적으로 콘에 유입되는 대형 잔해, 고장난 업스트림 스크린에서 과도한 고형물 로딩 또는 작동 범위를 벗어난 공급 압력으로 인해 발생합니다. 정점 개구부와 입구 스크린을 먼저 지운 다음 동일한 콘이 다시 막히면 업스트림 원인을 해결하십시오.

원심력 하이드로사이클론 디샌더 콘과 라이너를 얼마나 자주 검사하고 교체해야 합니까?

콘, 라이너 및 정점 개구부의 마모, 균열, 누출 및 배출 패턴 변화를 매일 검사해야 합니다. 고장을 기다리지 말고 홈, 핀홀, 얇은 점, 길쭉한 끝 부분이 보이면 교체하십시오.