Замена и модернизация вакуумного дегазатора «Каскад - 40» на аналогичное оборудование BD «Highlight» американского производства-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Модернизация дегазатора и струйного насоса буровой установки позволит увеличить КПД и производительность работы оборудования, а также улучшить качество промываемой жидкости, сократить расходы на потребление электроэнергии, топлива, транспортные затраты.
В проекте предлагается замена вакуумного дегазатора «Каскад - 40» на аналогичное оборудование BD «Highlight» американского производства. Предлагаемый дегазатор BD «Highlight» является оборудованием нового поколения, позволяющий тщательно выводить газы из эмульсии бурового раствора. Он может быть использован в процессе проведения буровых работ или при неустойчивых режимах проходки. Также дегазатор оснащен циркуляционным вакуумным насосом, поддерживающим постоянную температуру при работе с легковоспламеняющимися и взрывоопасными газами, позволяющий возвращать во вспомогательный резервуар газ, что препятствует образованию горючих смесей.
Дополнительной экономией средств является то, что дегазатор BD «Highlight» потребляет смесь воды с азотом вместо дизельного топлива.

Газирование бурового раствора препятствует ведению нормального процесса бурения. Во-первых, вследствие снижения эффективной гидравлической мощности уменьшается скорость бурения, особенно в мягких породах; во-вторых, возникают осыпи, обвале и флюидопроявления в результате снижения эффективной плотности бурового раствора (а следовательно, и гидравлического давления на пласты); в-третьих, возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пластовыми газами (например, сероводородом). Пузырьки газа препятствуют удалению шлама из раствора, поэтому оборудование для очистки от шлама работает неэффективно. Кислоте газы, такие как двуокись углерода, могут привести к понижению рН раствора и вызвать его флокуляцию.
Снижение гидравлической мощности вследствие присутствия в растворе газа отрицательно сказывается на всем процессе бурения.
Газ в буровом растворе может находиться в свободном, жидком и растворенном состоянии. По мере перемещения потока раствора к устью пузырьки свободного газа увеличиваются в объеме в результате снижения давления, сливаются друг с другом, образуя газовые пробки, которые прорываются в атмосферу. Свободный газ легко удаляется из раствора в поверхностной циркуляционной системе путем перемешивания в желобах, на виброситах, в емкостях. При устойчивом газировании, например во время бурения при несбалансированном давлении, свободный газ удаляют из бурового раствора с помощью газового сепаратора. Пузырьки газа, которые не извлекаются из бурового раствора при перепаде давления между ними и атмосферой, оказываются вовлеченными в буровой раствор и для их удаления требуется дополнительная энергия. Полнота дегазации бурового раствора зависит от его плотности, количества твердой фазы, вязкости и прочности структуры. Существенную роль играют также поверхностное натяжение жидкости, размер пузырьков и сил1 взаимного притяжения. В связи с высоким поверхностным натяжением трудно поддаются дегазации буровые растворы на углеводородной основе, а также растворы, содержащие в качестве регулятора водоотдачи крахмал. Растворы, газированные сероводородом, создают особенные трудности при дегазации: система дегазации должна быть весьма эффективной, так как при объемной концентрации 0,1 % сероводород - опасный яд; сероводород взрывоопасен даже при объемной концентрации 4,3 % (для сравнения, нижний предел взрываемости метана 5 %); сероводород растворим в буровых растворах, его растворимость в воде приблизительно пропорциональна давлению; сероводород обладает высокой коррозирующей способностью.
Различная степень газирования бурового раствора требует применения разного оборудования для дегазации. Свободный газ удаляется достаточно просто. Поток раствора из межтрубного пространства поступает в сепаратор, где газ отделяется от раствора и направляется по отводной линии на факел. Оставшийся в растворе свободный газ удаляется в атмосферу окончательно на виброситах или в емкости для сбора очищенного от шлама раствора. Жидкие и растворимые газы удалить из раствора трудно, так как газ входит в межмолекулярную структуру нефтяной фазы бурового раствора. Легкие углеводороды (С1 - С5) можно извлечь с помощью вакуумного дегазатора, а тяжелите почти невозможно. Выходя из раствора в виде пара, эти газы причиняют много неприятностей.