Lors du forage de pétrole et de gaz, le fluide de forage circule en continu entre le puits et le système de boue en surface. Il évacue les déblais du trou, refroidit et lubrifie le trépan, soutient la stabilité du puits et aide à contrôler la pression de la formation. Au fur et à mesure que le forage progresse, des déblais, du sable et des solides fins de faible gravité entrent dans le système de boue. Si ces solides ne sont pas éliminés à temps, la viscosité de la boue, la densité, la pression de la pompe et l'usure de l'équipement peuvent augmenter.
Un système de contrôle des solides est conçu pour maintenir les propriétés du fluide de forage dans une plage gérable grâce à une séparation solide-liquide continue et étagée. Le tamis vibrant est généralement la première unité de séparation majeure. Il élimine les déblais de forage plus gros et réduit la charge sur l'équipement en aval. La sélection des tamis, la distribution de l'alimentation, le schéma de vibration et la maintenance régulière affectent tous les performances globales du système.
Après le criblage primaire, la boue de forage contient encore des solides moyens et fins. Les dessableurs et les dessilteurs utilisent des hydrocyclones pour éliminer les particules plus petites du fluide. Un dessableur traite normalement les particules de taille de sable plus grosses, tandis qu'un dessilteur est utilisé pour les solides plus fins. Dans certains systèmes, un nettoyeur de boue combine la séparation par hydrocyclone avec un criblage secondaire pour améliorer l'élimination des solides moyens et fins.
La centrifugeuse décanteuse est normalement installée dans la dernière étape du processus de contrôle des solides. Elle élimine les solides fins que les tamis et les hydrocyclones ont du mal à séparer efficacement. Sous une force centrifuge élevée, les solides plus lourds se déposent contre la paroi du bol, tandis que le convoyeur à vis évacue les solides en continu et le liquide clarifié retourne au système de boue. Pour les boues de haute densité, les puits horizontaux, les puits profonds et les systèmes de boue en boucle fermée, la centrifugeuse aide à contrôler les solides de faible gravité et à réduire la dilution inutile.
Un système complet de contrôle des solides comprend également des réservoirs de boue, des agitateurs de boue, des canons à boue, des pompes centrifuges, des équipements de convoyage et des unités de contrôle électrique. Les réservoirs de boue fournissent un espace de stockage et de traitement, les agitateurs et les canons à boue maintiennent le fluide uniforme, et les pompes délivrent la boue de manière constante entre chaque étape de traitement. Ces composants doivent être adaptés comme un seul système plutôt que sélectionnés comme des machines isolées.
Pour les entrepreneurs de forage et les opérateurs de champs pétrolifères, la valeur du contrôle des solides ne se limite pas à l'élimination des déblais. Un système bien conçu aide à maintenir les performances du fluide de forage, à réduire la consommation de boue fraîche, à diminuer les coûts chimiques, à réduire le volume des déchets de forage et à protéger les pompes, les trépans et les outils de fond contre l'usure excessive. Dans les projets aux exigences environnementales plus élevées, le contrôle des solides fournit également la base pour la réutilisation de la boue et la minimisation des déchets de forage.
Lors de la sélection d'un système de contrôle des solides, les acheteurs doivent tenir compte du type de puits, du type de fluide de forage, du débit, du poids de la boue, de la distribution granulométrique, de la disposition du site, du niveau d'automatisation et des conditions de maintenance. Une configuration pratique devrait permettre au tamis vibrant, au dessableur, au dessilteur, à la centrifugeuse, aux réservoirs et aux pompes de travailler ensemble comme un processus de traitement continu.
