Четырех ступенчатые системы сепарации низкого давления, применяемым при испытании скважин
В большинстве серийно выпускаемых установок использовались 4-ступенчатые системы сепарации низкого давления. По своей конструкции эти системы аналогичны системам, применяемым при испытании скважин. Изменения заключались в увеличении размеров самого сепаратора и его модификация для возможности отделения твердой фазы. В системе сепарации, применяемой при испытании скважины, перепад давления в системе регулируется посредством соответствующего регулирования давления на штуцерном манифольде (дросселе). Затем производится очистка бурового раствора от твердой фазы для возможности обеспечения расчетного расхода и отбора проб для проведения анализа по методике "давление-объем-температура" перед сбросом в отвал. При наличии газа в потоке бурового раствора скорость потока значительно увеличивается при каждом падении давления. Если в буровом растворе содержится твердая фаза или механические взвеси, то это может привести к значительному износу трубной обвязки. Эрозионный износ может быть уменьшен за счет пропускания потока раствора (газ, жидкость, твердая фаза) через штуцер (дроссель). При этом будет происходить быстрый размыв самого штуцера, поэтому его необходимо периодически заменять. Скорость потока раствора после штуцера будет еще выше, что приведет к эрозионному износу трубной обвязки. Для снижения степени эрозионного износа необходимо уменьшить скорость потока за счет использования труб с большим проходным сечением.
Регулирование давления на устье скважины с целью обеспечения стабильных условий в скважине трудно осуществимо, так как состав бурового раствора на регуляторе давления постоянно изменяется. Это требует постоянного регулирования штуцера (или нескольких последовательно расположенных штуцеров) для обеспечения нужного давления на устье скважины при поддержании заданного забойного давления:
Сепарация бурового раствора в большинстве существующих систем обычно происходит в пределах одного сепараторного резервуара, где газ отделяется от потока жидкости при помощи разделительных перегородок или встроенных гидроциклонов. Затем происходит гравитационное отделение твердой фазы от жидкости. Метод гравитационной сепарации требует дополнительного времени для качественного разделения фаз. Это время зависит от размера зерен (гранулометрического состава) твердой фазы и вязкости жидкости (рис. 1).
1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Время осаждения, мин.
Рис.1 Определение гранулометрического состава твердой фазы по времени ее осаждения при различных значениях вязкости бурового раствора.