Bài giảng Dung dịch khoan – ximăng: Chương 5 - Đỗ Hữu Minh Triết - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DỊCH.. 1.1..[r]

(1)

LÀM SẠCH DUNG DỊCH

Dung dịch khoan & ximăng – ĐỗHữu Minh Triết

5-2

I TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DịCH

1.1 Phương pháp thủy lực 1.2 Phương pháp cơ học 1.3 Phương pháp ly tâm

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DịCH

2.1 Phương pháp cơ học 2.2 Phương pháp hóa lý

GEOPET

5-3

I TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DỊCH

Trong trình tuần hoàn, dung dịch khoan bịnhiễm chất như: mảnh cắt, khí, nước,… làm cho chất lượng dung dịch bị thay đổi

Đểphục hồi lại tính chất ban đầu dung dịch khoan, người ta tiến hành làm dung dịch khoan

Căn cứvào điều kiện cụthểvà đặc điểm nhiễm bẩn dung dịch mà người ta có thểsửdụng phương pháp thiết bịkhác nhau: thủy lực,

học, hóa lý,…

GEOPET

5-4

1.1 Phương pháp thủy lực

Dựa nguyên tắc trọng lực –vật thểcó trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng dung dịch sẽbịlắng xuống

Trong thực tế, tốc độlắng mùn khoan phụthuộc vào nhiều yếu tố như:

(2)

GEOPET

5-5

Máng lắng có thểlàm kim loại, bêtơng, gỗ, đào ởnền khu vực khoan Chiều dài máng lắng phụthuộc lượng dung dịch tuần hoàn

Độdốc máng khoảng 1,5 – 2o Dọc theo máng hố

lắng có đặt chắn để

phá hủy cấu trúc dung dịch, tách hạt mùn khoan

Máy khoan

Hố lắng

Bểchứa Lỗ

khoan

Máy bơm

Hình 5.1 Sơđồhệthống máng lắng

GEOPET

5-6

I TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DỊCH Nguyên tắc làm việc

Dung dịch từmiệng lỗkhoan sẽdi chuyển dọc theo máng lắng Tốc độdi chuyển dung dịch máng chậm, hạt mùn lớn có

thểlắng xuống

Khi tới chắn, tiết diện bịthu hẹp, tốc độdòng chảy tăng, dung dịch va đập vào chắn cấu trúc dung dịch yếu

Hạt mùn sẽlắng xuống đáy máng

Vùng phá hủy cấu trúc

Vùng lắng đọng mùn khoan

GEOPET

5-7

1.2 Phương pháp cơ học

Nguyên tắc làm việc: dùng lưới kim loại có kích thước mắt lưới phù hợp

đểlọc dung dịch.

Phương pháp áp dụng đểtách mùn dung dịch nặng mùn dung dịch nặng khó tách dung dịch thường phương pháp thủy lực lực đẩy Archimedes

Sàng rung (shale shaker):là thiết bịtách hạt mùn sửdụng phổ

biến Chuyển động rung sàng động truyền qua hệthống dây đai Trên sàng rung có hệthống lưới lọc Kích thước mắt lưới tùy thuộc tốc độ

khoan, lưu lượng bơm đặc điểm thành hệkhoan qua

GEOPET

5-8

Nói chung, mắt lưới sàng rung kích thước nhỏcàng tốt Tuy nhiên, mắt lưới nhỏsẽcó tượng bít kín mắt lưới, làm tổn hao dung dịch khơng lọc hồn tồn

(3)

5-9

Hình 5.2 Các loại sàng rung

5-10

Hình 5.3 Sàng rung tầng

GEOPET

5-11

1.3 Phương pháp ly tâm

Nguyên tắc làm việc: tạo dòng chảy dung dịch dạng xoáy, lực li tâm sẽ

tách hạt mùn khỏi dung dịch Phương pháp có thểtách hạt mùn kích thước nhỏ 0,1 mm

Máy tách cát – máy tách bùn: hoạt động theo nguyên tắc Dòng dung dịch bơm vào máy theo ống tiếp tuyến với thân máy bịthu hẹp tiết diện để tăng vận tốc dịng chảy xốy ốc Hạt mùn có khối lượng kích thước lớn sẽbịtách khỏi dung dịch

Máy tách cát, máy tách bùn thường dùng cho dung dịch khôngchứa chất làm nặng (barite) sẽtách chất làm nặng khỏi dung dịch

GEOPET

5-12

Hình 5.4 Máy tách cát

Dung dịch vào

Dung dịch

(4)

GEOPET

5-13

Lưu ý: Đểhiệu quảtách đạt tối ưu, dòng dung dịch phải chảy tia, có dạng nón rỗng với cột khíởgiữa Nếu dịng liên tục, dung dịch hạt rắn chuyển động xốy máy khơng tách hồn tồn

(*) – số lượng bình ly tâm cần chọn tổng lưu lượng thiết kếchia cho cơng suất bình.

150 125

Tổng lưu lượng thiết kếhoạt động hiệu quả, % lưu lượng tuần hoàn (*)

40 – 75 400 - 500

Lưu lượng làm việc, gal/min/cone

20 - 74 74 - 250

Kích thước hạt rắn tách, µm

4 - 10 - 12

Đường kính miệng, inches

Máy tách bùn (desilter) Máy tách cát

(desander)

Đặc tính

GEOPET

5-14

Hình 5.5 Máy tách bùn

GEOPET

5-15

Hình 5.6 Bùn khoan tách khỏi dung dịch

GEOPET

5-16

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DỊCH

2.1 Phương pháp cơ học

Khí dung dịch khoan có thểbịtách cách cho dịng dung dịch chảy mặt thống va đập vào vách ngăn

Trên giàn, người ta dùng thiết bịtách khí hoạt động theo nguyên tắc sau: Dung dịch chứa khí hút vào máy tách khí qua ống lồng hình trụbởi

áp suất chân không tạo máy bơm máy thổi

Các cánh quạt đẩy gắn ởcuối ống trụđể tăng tốc cho dung dịch, đẩy dung dịch va chạm với vách ngăn

Khí tách chuyển động hỗn loạn va chạm dung dịch sẽđược bơm chân khơng hút thải ngồi

(5)

5-17

Hình 5.7 Sơđồtách khí phương pháp học

Máy bơm

Dung dịch từlỗkhoan

Dung dịch sạch Tách khí

Vào lỗkhoan Tấm kim loại

Máy bơm

5-18

Hình 5.8 Máy tách khí

GEOPET

5-19

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DỊCH

2.2 Phương pháp hóa lý

Tách bọt khí phương pháp hóa lý có nghĩa cho vào dung dịch số

chất làm giảm độbền lớp bảo vệchung quanh bọt khí, làm cho bọt khí dính lại với nhau, lên mặt thoáng vỡra

Bọt khí kích thước lớn sức căng bềmặt nhỏ, bền vững

Phương pháp hóa lý sửdụng hạn chếvì giá thành cao

GEOPET

5-20

BỐTRÍ THIẾT BỊXỬLÝ DUNG DỊCH KHOAN

Hình 5.9 Sơđồbốtrí thiết bịlàm dung dịch

Máy tách bùn Máy ly tâm

Máy tách khí Sàng

rung

(6)

GEOPET

5-21

KẾT THÚC CHƯƠNG 5

GEOPET

5-22

CÂU HỎI

1 Nêu nguyên tắc phương pháp tách mùn khoan khỏi dung dịch

2 Trình bày phương pháp tách mùn khoan khỏi dung dịch học ly tâm