Trong quá trình khoan dầu khí, dung dịch khoan lưu thông liên tục giữa lỗ khoan và hệ thống bùn mặt đất. Nó mang theo mùn khoan ra khỏi lỗ, làm mát và bôi trơn mũi khoan, hỗ trợ sự ổn định của lỗ khoan và giúp kiểm soát áp suất vỉa. Khi quá trình khoan tiếp tục, mùn khoan, cát và các hạt rắn nhỏ có trọng lực thấp sẽ đi vào hệ thống bùn. Nếu các hạt rắn này không được loại bỏ kịp thời, độ nhớt của bùn, mật độ, áp suất bơm và sự mài mòn thiết bị đều có thể tăng lên.
Hệ thống kiểm soát hạt rắn được thiết kế để giữ cho các đặc tính của dung dịch khoan trong phạm vi có thể quản lý được thông qua quá trình tách rắn-lỏng liên tục và theo giai đoạn. Máy sàng rung thường là đơn vị tách chính đầu tiên. Nó loại bỏ các mùn khoan lớn hơn và giảm tải cho thiết bị hạ nguồn. Lựa chọn lưới sàng, phân phối thức ăn, kiểu rung và bảo trì thường xuyên đều ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của hệ thống.
Sau khi sàng lọc sơ cấp, bùn khoan vẫn chứa các hạt rắn trung bình và nhỏ. Máy tách cát và máy tách bùn sử dụng bộ phân ly thủy lực để loại bỏ các hạt nhỏ hơn khỏi dung dịch. Máy tách cát thường xử lý các hạt có kích thước cát lớn hơn, trong khi máy tách bùn được sử dụng cho các hạt rắn nhỏ hơn. Trong một số hệ thống, máy làm sạch bùn kết hợp tách thủy lực với sàng lọc thứ cấp để cải thiện việc loại bỏ các hạt rắn trung bình và nhỏ.
Máy ly tâm decanter thường được lắp đặt ở giai đoạn sau của quy trình kiểm soát hạt rắn. Nó loại bỏ các hạt rắn nhỏ khó tách hiệu quả bằng máy sàng và bộ phân ly thủy lực. Dưới lực ly tâm cao, các hạt rắn nặng hơn lắng xuống thành vách máy ly tâm, trong khi vít tải liên tục xả các hạt rắn và chất lỏng đã làm sạch trở lại hệ thống bùn. Đối với bùn có mật độ cao, giếng ngang, giếng sâu và hệ thống bùn tuần hoàn kín, máy ly tâm giúp kiểm soát các hạt rắn có trọng lực thấp và giảm thiểu việc pha loãng không cần thiết.
Một hệ thống kiểm soát hạt rắn hoàn chỉnh cũng bao gồm các bể bùn, máy khuấy bùn, súng phun bùn, bơm ly tâm, thiết bị vận chuyển và các bộ điều khiển điện. Bể bùn cung cấp không gian lưu trữ và xử lý, máy khuấy và súng phun bùn giữ cho dung dịch đồng nhất, và bơm cung cấp bùn ổn định giữa mỗi giai đoạn xử lý. Các thành phần này phải được kết hợp thành một hệ thống thay vì lựa chọn như các máy riêng lẻ.
Đối với các nhà thầu khoan và nhà điều hành mỏ dầu, giá trị của việc kiểm soát hạt rắn không chỉ giới hạn ở việc loại bỏ mùn khoan. Một hệ thống được thiết kế tốt giúp duy trì hiệu suất của dung dịch khoan, giảm tiêu thụ bùn mới, giảm chi phí hóa chất, giảm khối lượng chất thải khoan và bảo vệ bơm, mũi khoan và dụng cụ dưới đáy giếng khỏi bị mài mòn quá mức. Trong các dự án có yêu cầu môi trường cao hơn, kiểm soát hạt rắn cũng cung cấp nền tảng cho việc tái sử dụng bùn và giảm thiểu chất thải khoan.
Khi lựa chọn hệ thống kiểm soát hạt rắn, người mua nên xem xét loại giếng, loại dung dịch khoan, lưu lượng, trọng lượng bùn, phân bố kích thước hạt, bố trí mặt bằng, mức độ tự động hóa và điều kiện bảo trì. Một cấu hình thực tế nên cho phép máy sàng rung, máy tách cát, máy tách bùn, máy ly tâm, bể chứa và bơm hoạt động cùng nhau như một quy trình xử lý liên tục.
