Während der Öl- und Gasförderung zirkuliert die Bohrspülung kontinuierlich zwischen dem Bohrloch und dem Oberflächenschlammsystem. Sie transportiert Bohrklein aus dem Loch, kühlt und schmiert den Bohrmei, unterstützt die Bohrlochstabilität und hilft bei der Kontrolle des Formationsdrucks. Während die Bohrung fortschreitet, gelangen Bohrklein, Sand und feine Feststoffe mit geringer Dichte in das Schlammsystem. Wenn diese Feststoffe nicht rechtzeitig entfernt werden, können die Viskosität, Dichte, der Pumpendruck und der Verschleiß der Ausrüstung zunehmen.
Ein Feststoffkontrollsystem ist darauf ausgelegt, die Eigenschaften der Bohrspülung durch kontinuierliche und gestufte Fest-Flüssig-Trennung in einem beherrschbaren Bereich zu halten. Der Schüttelsieb ist in der Regel die erste Haupttrenneinheit. Er entfernt größere Bohrkleine und reduziert die Belastung der nachgeschalteten Ausrüstung. Die Auswahl des Siebs, die Zuführungsverteilung, das Vibrationsmuster und die regelmäßige Wartung beeinflussen die Gesamtleistung des Systems.
Nach der primären Siebung enthält die Bohrspülung immer noch mittlere und feine Feststoffe. Sand- und Schlammabscheider verwenden Hydrozyklone, um kleinere Partikel aus der Flüssigkeit zu entfernen. Ein Sandabscheider verarbeitet normalerweise größere sandkorngroße Partikel, während ein Schlammabscheider für feinere Feststoffe verwendet wird. In einigen Systemen kombiniert ein Schlammreiniger die Hydrozyklontrennung mit einer sekundären Siebung, um die Entfernung von mittleren und feinen Feststoffen zu verbessern.
Die Dekanterzentrifuge wird normalerweise in der späteren Phase des Feststoffkontrollprozesses installiert. Sie entfernt feine Feststoffe, die von Sieben und Hydrozyklonen nur schwer effizient abgetrennt werden können. Unter hoher Zentrifugalkraft setzen sich schwerere Feststoffe gegen die Wand der Trommel ab, während die Schnecke die Feststoffe kontinuierlich austrägt und die geklärte Flüssigkeit in das Schlammsystem zurückführt. Bei hochdichten Spülungen, horizontalen Bohrungen, Tiefbohrungen und geschlossenen Spülkreislaufsystemen hilft die Zentrifuge bei der Kontrolle von Feststoffen mit geringer Dichte und reduziert unnötige Verdünnung.
Ein vollständiges Feststoffkontrollsystem umfasst auch Schlammtanks, Schlamm-Agitatoren, Schlammpistolen, Kreiselpumpen, Förderanlagen und elektrische Steuereinheiten. Schlammtanks bieten Lager- und Prozessraum, Agitatoren und Schlammpistolen halten die Flüssigkeit gleichmäßig, und Pumpen liefern den Schlamm stetig zwischen den einzelnen Behandlungsstufen. Diese Komponenten müssen als ein System abgestimmt werden und dürfen nicht als isolierte Maschinen ausgewählt werden.
Für Bohrunternehmen und Ölfeldbetreiber beschränkt sich der Wert der Feststoffkontrolle nicht nur auf die Entfernung von Bohrklein. Ein gut konzipiertes System hilft, die Leistung der Bohrspülung aufrechtzuerhalten, den Verbrauch an frischem Schlamm zu reduzieren, die Chemikalienkosten zu senken, das Volumen des Bohrabfalls zu verringern und Pumpen, Bohrmeißel und Bohrlochwerkzeuge vor übermäßigem Verschleiß zu schützen. Bei Projekten mit höheren Umweltanforderungen bildet die Feststoffkontrolle auch die Grundlage für die Wiederverwendung von Schlamm und die Minimierung von Bohrabfällen.
Bei der Auswahl eines Feststoffkontrollsystems sollten Käufer den Bohrlochtyp, den Bohrspülungstyp, die Durchflussrate, das Schlammgewicht, die Partikelgrößenverteilung, das Standortlayout, den Automatisierungsgrad und die Wartungsbedingungen berücksichtigen. Eine praktische Konfiguration sollte es dem Schüttelsieb, dem Sandabscheider, dem Schlammabscheider, der Zentrifuge, den Tanks und den Pumpen ermöglichen, als kontinuierlicher Behandlungsprozess zusammenzuarbeiten.
