ड्रिलिंग फ्लुइड सॉलिड कंट्रोल सिस्टम की वर्तमान स्थिति और सुधार के उपाय

ड्रिलिंग प्रक्रिया में, ड्रिलिंग की गति में सुधार, ड्रिलिंग लागत को कम करने, डाउनहोल दुर्घटनाओं को रोकने और तेल और गैस उत्पादक संरचनाओं की सुरक्षा के लिए उत्कृष्ट ड्रिलिंग द्रव प्रदर्शन एक पूर्व शर्त है। ड्रिलिंग द्रव ठोस नियंत्रण प्रणाली ड्रिलिंग द्रव प्रदर्शन को बनाए रखने की गारंटी है।

पेट्रोलियम अन्वेषण उद्योग के विकास के साथ, ड्रिलिंग की गहराई लगातार बढ़ रही है, और सामना की जाने वाली संरचनाएं तेजी से जटिल होती जा रही हैं। गहरे कुएं, अति-गहरे कुएं, क्षैतिज कुएं और अंडरबैलेंस्ड कुएं जैसे विशेष कुएं अधिक आम होते जा रहे हैं, जो ड्रिलिंग द्रव ठोस नियंत्रण प्रणालियों पर उच्च मांगें रखते हैं।

हाल के वर्षों में, ठोस नियंत्रण प्रणालियों में प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण सुधार देखे गए हैं, ड्रिलिंग द्रव परिसंचरण टैंकों से लेकर ठोस नियंत्रण उपकरणों तक, और प्रक्रिया प्रवाह अधिक तर्कसंगत हो गया है। हालांकि, ठोस नियंत्रण प्रणालियों के मिलान के संबंध में अभी भी कई गलत धारणाएं मौजूद हैं।

1. ड्रिलिंग द्रव परिसंचरण टैंक।

ड्रिलिंग द्रव परिसंचरण टैंक के प्रभावी आयतन को ड्रिलिंग के दौरान ड्रिलिंग द्रव के अधिकतम परिसंचरण आयतन को समायोजित करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, और पर्याप्त आरक्षित क्षमता होनी चाहिए। आपात स्थिति में परिसंचरण और कुएं को नियंत्रित करने में आसानी से संलग्न होने में भी सक्षम होना चाहिए। हाल के वर्षों में, विदेशी बाजारों के निरंतर विस्तार और ड्रिलिंग द्रव ठोस नियंत्रण प्रणालियों पर ड्रिलिंग प्रौद्योगिकी की बढ़ती मांगों के साथ, ड्रिलिंग द्रव परिसंचरण टैंकों के आयतन का अंधाधुंध विस्तार की घटना रही है।

ठोस नियंत्रण प्रणाली के अत्यधिक आयतन से ड्रिलिंग रिग के स्थानांतरण की लागत और ड्रिलिंग द्रव की लागत बढ़ जाती है। इसलिए, एक तर्कसंगत आयतन उपयोगकर्ताओं द्वारा पीछा किया जाने वाला लक्ष्य है।

एक ठोस नियंत्रण प्रणाली में एकल टैंक का आकार और परिसंचरण टैंकों की संख्या आम तौर पर ड्रिलिंग रिग के आधार की ऊंचाई, स्थानीय परिवहन की स्थिति और ड्रिलिंग रिग द्वारा आवश्यक प्रभावी आयतन जैसे कारकों के आधार पर निर्धारित की जाती है। ठोस नियंत्रण उपकरणों, एजिटेटर्स और ड्रिलिंग द्रव हस्तांतरण पंपों को समायोजित करने के लिए परिसंचरण टैंक की सतह पर पर्याप्त जगह प्रदान की जानी चाहिए। इसके अतिरिक्त, पाइपलाइन, मड टैंक, सहायक उपकरण, पंप सक्शन और डिस्चार्ज पाइपलाइन, पानी की पाइपलाइन और अन्य उपकरणों को जोड़ने के लिए जगह पर विचार किया जाना चाहिए। प्रत्येक डिब्बे का आयतन मुख्य रूप से कंपन स्क्रीन, डेसैंडर, डेसिल्टर और सेंट्रीफ्यूज जैसे ठोस नियंत्रण उपकरणों के साथ-साथ उनके सहायक उपकरणों के लिए उपलब्ध स्थापना स्थान द्वारा निर्धारित किया जाता है।

2. ठोस नियंत्रण प्रणाली प्रक्रिया प्रवाह और उपकरण मिलान।

पूरी ठोस नियंत्रण प्रणाली के प्रक्रिया प्रवाह को ड्रिलिंग द्रव के पांच चरणों के ठोस नियंत्रण (स्क्रीनिंग - डीगैसिंग - डेसैंडिंग - डेसिल्टिंग - सेंट्रीफ्यूगेशन) और मड वेटिंग की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। ठोस नियंत्रण उपकरणों का अनुकूलित मिलान महत्वपूर्ण है। ठोस नियंत्रण उपकरणों के चरण 1-5 की प्रसंस्करण क्षमताएं पारस्परिक रूप से मेल खानी चाहिए, अलग किए गए कण आकारों के बीच उचित रिक्ति और ओवरलैप की एक निश्चित डिग्री के साथ, जिससे पिछले चरण द्वारा पूरी तरह से संसाधित नहीं किए गए छोटे कणों को अभी भी अगले चरण द्वारा संसाधित किया जा सके।

2.1 ड्रिलिंग द्रव शुद्धिकरण और परिसंचरण प्रक्रिया।

पाइपलाइन के माध्यम से हेड मड को विभिन्न कंपन स्क्रीन पर व्यक्तिगत रूप से या एक साथ ले जाया जा सकता है। कंपन स्क्रीन द्वारा संसाधित होने के बाद, यह रेत निपटान कक्ष में प्रवेश करता है। रेत निपटान कक्ष से बहने वाला मड मड टैंक के माध्यम से डेसैंडिंग कक्ष में प्रवेश करता है (यदि मड गैस घुसपैठ होती है, तो डीगैसिंग के लिए डीगैसिंग कक्ष से मड निकालने के लिए एक वैक्यूम डीएरेटर को सक्रिय किया जा सकता है इससे पहले कि यह डेसैंडिंग कक्ष में प्रवेश करे)।

डेसैंडर द्वारा संसाधित मड डेसिल्टिंग कक्ष में प्रवेश करता है। डेसिल्टर द्वारा संसाधित मड मड टैंक के माध्यम से सेंट्रीफ्यूज कक्ष में प्रवेश करता है। सेंट्रीफ्यूज द्वारा संसाधित मड मड टैंक के माध्यम से ड्रिलिंग द्रव सक्शन कक्ष में प्रवेश करता है। इसे फिर से उपयोग के लिए ड्रिलिंग पंप में बार-बार पंप किया जाता है। ड्रिलिंग द्रव ठोस नियंत्रण प्रणाली के लिए एक अधिक तर्कसंगत प्रवाह चार्ट नीचे चित्र में दिखाया गया है।

2.2 प्रक्रिया प्रवाह और कंपन स्क्रीन का चयन।

ड्रिलिंग के दौरान कुएं के तल पर उत्पन्न ड्रिल कतरनों को ड्रिलिंग द्रव द्वारा सतह पर ले जाया जाता है। कंपन स्क्रीन ड्रिल कतरनों को हटाने के लिए पहली, सबसे तेज और सबसे बड़ी मात्रा में ठोस नियंत्रण उपकरण हैं, और ड्रिलिंग के लिए एक आवश्यक प्रथम-चरण उपचार उपकरण हैं।

एक कंपन स्क्रीन का तकनीकी स्तर मुख्य रूप से इसकी प्रसंस्करण क्षमता (प्रसंस्करण मात्रा और अलग किए गए कण), परिचालन विश्वसनीयता, जीवनकाल और संचालन और रखरखाव में आसानी में परिलक्षित होता है। ड्रिलिंग द्रव के ठोस कणों के आकार, सामग्री और चिपचिपाहट को स्थिर रखते हुए, ठोस कणों पर गतिशील कतरनी तनाव जितना अधिक होगा, कणों की गति के लिए प्रारंभिक प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा, और कण परिवहन की गति उतनी ही कम होगी।

विदेशों में कंपन स्क्रीन पर सैद्धांतिक अनुसंधान ने इस बिंदु को पूरी तरह से मान्यता दी है। ड्रिलिंग द्रव के वितरक से कंपन स्क्रीन में प्रवाहित होने से पहले, कंपन स्क्रीन पर सीधे ड्रिलिंग द्रव द्वारा खरोंच से बचने के लिए एक ड्रिलिंग द्रव प्रभाव ट्रफ स्थापित किया जाता है, जिससे हेड से लौटने वाले ड्रिलिंग द्रव पर गतिशील कतरनी तनाव कम हो जाता है।

न केवल ठोस कणों की शक्ति और गति अधिक तर्कसंगत है, बल्कि यह ड्रिलिंग द्रव के रिसाव को भी कम करता है और ड्रिलिंग द्रव के थ्रूपुट को बढ़ाता है, जिससे स्क्रीन का सेवा जीवन बढ़ जाता है। हालांकि, निर्माताओं के बीच सामग्री, प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, प्रसंस्करण परिशुद्धता और संगत सामान्य उपकरणों में अंतर के कारण, उत्पादों के वास्तविक तकनीकी प्रदर्शन में काफी भिन्नता है।

इसलिए, एक कंपन स्क्रीन का चयन करते समय, केवल बताए गए तकनीकी मापदंडों पर भरोसा करने के बजाय, सामग्री, प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, प्रसंस्करण परिशुद्धता और संगत सामान्य उपकरणों को विस्तार से समझना महत्वपूर्ण है। ठोस कण आकार वितरण के आधार पर एक उपयुक्त स्क्रीन का चयन करने के अलावा, एक कंपन स्क्रीन चुनते समय विचार करने वाला एक और महत्वपूर्ण कारक इसकी स्वीकार्य थ्रूपुट है। कंपन स्क्रीन की थ्रूपुट क्षमता को ड्रिलिंग के दौरान अधिकतम निर्वहन दर को समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए।

कंपन स्क्रीन के थ्रूपुट को प्रभावित करने वाले कारकों में इसके अपने गति पैरामीटर, ड्रिलिंग द्रव प्रकार, घनत्व, चिपचिपाहट, ठोस कण आकार वितरण और सामग्री, और स्क्रीन का आकार शामिल हैं। बड़ी निर्वहन दरों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, कभी-कभी समानांतर में 2-3 कंपन स्क्रीन का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

2.3 हाइड्रोसाइक्लोन कार्य प्रक्रिया और उपकरण।

मेरे देश में अधिकांश ठोस नियंत्रण उपकरण निर्माता हाइड्रोसाइक्लोन का उत्पादन कर सकते हैं, अर्थात् डेसैंडर और डेसिल्टर। हाइड्रोसाइक्लोन के लिए मुख्य गुणवत्ता संकेतक पहनने का प्रतिरोध है, और उनके प्रदर्शन को मुख्य रूप से पृथक्करण कण आकार, D50 द्वारा निर्धारित किया जाता है। कम D50 बेहतर पृथक्करण दक्षता इंगित करता है।

डेसैंडर और डेसिल्टर को कॉन्फ़िगर करते समय, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि कण पृथक्करण श्रेणियों में पर्याप्त रिक्ति और ओवरलैप दोनों हों। हाइड्रोसाइक्लोन के वर्गीकरण मानकों और पृथक्करण कण आकारों के अनुसार, Φ150-300 मिमी के बेलनाकार वाल्यूट आंतरिक व्यास और 44-74 माइक्रोन के पृथक्करण कण आकार वाले हाइड्रोसाइक्लोन को डेसैंडर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

Φ100-125 मिमी के बेलनाकार वाल्यूट आंतरिक व्यास और 15-44 माइक्रोन के पृथक्करण कण आकार वाले हाइड्रोसाइक्लोन को डेसिल्टर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। हालांकि, क्षेत्र में वास्तव में उपयोग किए जाने वाले कई डेसैंडर और डेसिल्टर समान आकार के कणों को अलग करते हैं (20-50 माइक्रोन के लिए डेसैंडर और 15-45 माइक्रोन के लिए डेसिल्टर)। डेसैंडर द्वारा उपचारित ड्रिलिंग द्रव फिर डेसिल्टर द्वारा उपचारित किया जाता है, जिससे डेसिल्टर ठोस कणों को हटाने में अप्रभावी हो जाता है। इसका मुख्य कारण यह है कि कई हाइड्रोसाइक्लोन खराब निर्मित होते हैं और ड्रिलिंग प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। इसलिए, कई उपयोगकर्ता एकल डेसैंडर और डेसिल्टर के बजाय दो-डेसैंडर सेटअप का विकल्प चुनते हैं।

कुछ उपयोगकर्ता प्रक्रिया प्रवाह को बदले बिना मूल डेसिल्टर स्थान पर बस एक दूसरा डेसैंडर स्थापित करते हैं। इस दृष्टिकोण की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि दोनों डेसैंडर के समान प्रदर्शन पैरामीटर होते हैं। एक समानांतर प्रक्रिया प्रवाह का उपयोग किया जाना चाहिए, जो एक दूसरे के लिए बैकअप के रूप में काम करता है या तेजी से ड्रिलिंग के दौरान ड्रिलिंग द्रव थ्रूपुट को बढ़ाता है।

उच्च ड्रिलिंग द्रव प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले विशेष कुओं के लिए, एक तर्कसंगत सेटअप अभी भी श्रृंखला में एक डेसैंडर और एक डेसिल्टर है। हालांकि, डेसैंडर और डेसिल्टर का चयन करते समय, विभिन्न कण आकार श्रेणियों वाले उत्पादों को चुना जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 47-76 माइक्रोन के पृथक्करण कण आकार वाले डेसैंडर और 15-47 माइक्रोन के पृथक्करण कण आकार वाले डेस्लिमर बेहतर उपचार प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं।

2.4 सेंट्रीफ्यूज प्रक्रिया प्रवाह।

ड्रिलिंग उद्योग के विशेषज्ञ आम तौर पर ठोस नियंत्रण प्रणालियों में सेंट्रीफ्यूज की महत्वपूर्ण भूमिका पर सहमत होते हैं। चीन में अधिकांश ड्रिलिंग टीमों को मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज से सुसज्जित किया जाता है, जिनकी मुख्य इकाई शक्ति 18.5, 22, 37, या 45 किलोवाट और घूर्णन गति 1300-2200 आर/मिनट होती है। वर्तमान में, सेंट्रीफ्यूज मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित हैं: मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज और उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज।

मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज 1300-2200 आर/मिनट की घूर्णन गति वाले सेंट्रीफ्यूज को संदर्भित करते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण के लगभग 800 गुना सेंट्रीफ्यूगल बल उत्पन्न करते हैं, और 40-60 एम³/घंटा की प्रसंस्करण क्षमता रखते हैं। इन सेंट्रीफ्यूज का उपयोग 5-7 माइक्रोन के ठोस कणों को हटाने के लिए किया जाता है। उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज 2500-3300 आर/मिनट की घूर्णन गति वाले सेंट्रीफ्यूज को संदर्भित करते हैं, जो गुरुत्वाकर्षण के लगभग 1200-2100 गुना सेंट्रीफ्यूगल बल उत्पन्न करते हैं, और 2-5 माइक्रोन के कणों को अलग करने में सक्षम होते हैं।

उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: एक पूरी तरह से चर आवृत्ति नियंत्रण उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज है। इस सेंट्रीफ्यूज की प्रसंस्करण क्षमता को ड्रिलिंग द्रव गुणों के अनुसार स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है, और यह वास्तविक समय लोड निगरानी और पूर्ण आवृत्ति रूपांतरण स्वचालित बंद-लूप नियंत्रण तकनीक के माध्यम से ड्रिलिंग द्रव गुणों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है। यह विशेष प्रक्रिया आवश्यकताओं वाले गहरे कुओं और क्षैतिज कुओं की ड्रिलिंग के लिए एक आदर्श ठोस चरण शुद्धिकरण उपकरण है।

एक अन्य प्रकार फिक्स्ड-स्पीड हाई-स्पीड सेंट्रीफ्यूज है। इन सेंट्रीफ्यूज में आम तौर पर सामान्य सेंट्रीफ्यूज की तुलना में 2-3 गति अधिक होती है। ऑपरेटर ड्रिलिंग द्रव के गुणों का आकलन करते हैं और बेहतर ड्रिलिंग द्रव उपचार परिणाम प्राप्त करने के लिए सेंट्रीफ्यूज की गति को मैन्युअल रूप से समायोजित करते हैं। सेंट्रीफ्यूज ने ड्रिलिंग द्रव उपचार में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। कई ड्रिलिंग टीमों को दो सेंट्रीफ्यूज से सुसज्जित किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जब समान तकनीकी विनिर्देशों वाले दो सेंट्रीफ्यूज का उपयोग किया जाता है (आमतौर पर मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज, कभी-कभी विभिन्न प्रसंस्करण क्षमताओं के साथ), तो बैकअप के लिए या तेजी से ड्रिलिंग के दौरान ड्रिलिंग द्रव प्रसंस्करण क्षमता बढ़ाने के लिए एक समानांतर प्रक्रिया का उपयोग किया जाना चाहिए।

वर्तमान में, डेरिक और स्वाको जैसी विदेशी कंपनियों ने पूरी तरह से चर आवृत्ति नियंत्रित उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज का उत्पादन किया है। ये उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज महंगे हैं और अत्यधिक कुशल ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है, जिसके लिए विशेष विद्युत इंजीनियरों द्वारा संचालन और रखरखाव की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, केवल कुछ घरेलू ड्रिलिंग टीमें जो विदेशों में काम कर रही हैं, इस प्रकार के उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज से सुसज्जित हैं।

चीन में, उच्च ड्रिलिंग द्रव प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले विशेष कुओं के लिए, एक मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज और घरेलू स्तर पर उत्पादित उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज को श्रृंखला में जोड़कर एक प्रक्रिया का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। ड्रिलिंग द्रव, एक मध्यम-गति सेंट्रीफ्यूज द्वारा संसाधित होने के बाद, एक उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज के आपूर्ति टैंक में प्रवेश करता है। उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज द्वारा आगे प्रसंस्करण के बाद, यह पुन: उपयोग के लिए परिसंचरण प्रणाली में प्रवेश करता है।

इस बिंदु पर, ड्रिलिंग द्रव के ठोस चरण को प्रभावी ढंग से शुद्ध किया जाता है, जो डाउनस्ट्रीम उपकरणों (ड्रिलिंग पंप, ड्रिलिंग उपकरण, डाउनहोल उपकरण, आदि) के सेवा जीवन का विस्तार करने, मड सामग्री की खपत को बचाने और यांत्रिक ड्रिलिंग गति बढ़ाने के लिए फायदेमंद है।

3. निष्कर्ष।

1) अच्छी प्रदर्शन क्षमता और तर्कसंगत डिजाइन वाले कंपन स्क्रीन का चयन करें, और ड्रिलिंग द्रव के गुणों के अनुसार आवश्यक संख्या और कंपन स्क्रीन के आकार का चयन करें।

2) अच्छी प्रदर्शन क्षमता और तर्कसंगत मिलान मापदंडों वाले डेसैंडर और डेसिल्टर का चयन करें, और बेहतर डेसैंडर और डेसिल्टर हटाने के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए एक श्रृंखला प्रक्रिया प्रवाह अपनाएं।

3) डाउनस्ट्रीम उपकरणों (ड्रिलिंग पंप, ड्रिलिंग उपकरण, डाउनहोल उपकरण, आदि) के सेवा जीवन को बेहतर बनाने, मड सामग्री की खपत को बचाने और यांत्रिक ड्रिलिंग दर बढ़ाने के लिए मध्यम-गति और उच्च-गति सेंट्रीफ्यूज की एक श्रृंखला प्रक्रिया प्रवाह का उपयोग करें।

सांख्यिकीय विश्लेषण के परिणाम बताते हैं कि ड्रिलिंग के दौरान ड्रिलिंग द्रव की दैनिक रखरखाव लागत का लगभग 90% ठोस नियंत्रण से संबंधित है। ड्रिलिंग द्रव में एक वेटिंग एजेंट, बैराइट की लागत, ड्रिलिंग द्रव की कुल सामग्री लागत का लगभग 75% है।

इसलिए, ठोस नियंत्रण प्रणालियों और उपकरणों का सही ढंग से चयन और उपयोग ड्रिल कतरनों को महत्वपूर्ण रूप से हटा सकता है, ड्रिलिंग द्रव और इसकी संबंधित सामग्री और उपचार एजेंटों की खपत को कम कर सकता है, और इस प्रकार बेहतर आर्थिक लाभ प्राप्त कर सकता है।