میکسر آلتراسونیک برای حفاری و پرکردن سیالات
سیال حفاری (گل حفاری) برای کمک به حفاری چاه های نفت، چاه های گاز طبیعی، چاه های اکتشافی (چاه های گربه وحشی) یا چاه های آب استفاده می شود. راکتورهای اولتراسونیک یک فناوری موثر برای مخلوط کردن، پراکنده، امولسیون و گاز زدایی گل مبتنی بر آب (WBM، آبی)، گل مبتنی بر روغن (OBM، غیر آبی) یا گل مصنوعی (SBM) هستند.
فرمولاسیون و کیفیت ثابت گل حفاری یک عامل کلیدی در عملیات حفاری امروزی است. ترکیب گل و ویژگی ها در پایداری چاه، روانکاری، خنک کننده و سرعت حفاری نفوذ تأثیر می گذارد. حتی مشکلات کوچک با مایع حفاری می تواند کل عملیات حفاری را متوقف کند. فشار بیش از حد ناشی از گل حفاری بیش از حد متراکم یا خیلی سنگین ممکن است باعث از دست دادن قابل توجه گردش خون شود.
WBM ها به طور کلی از آب شیرین ، آب دریا یا آب نمک (اشباع یا فرمت) و رس و پلیمرهای طبیعی ساخته می شوند. OBM و SBM سیستم های امولسیون معکوس هستند که دارای یک پایه نفتی (گازوئیل، روغن معدنی) یا پایه مصنوعی (الفین ها و پارافین ها) به عنوان فاز پیوسته (خارجی) و آب نمک به عنوان فاز پراکنده (داخلی) هستند. امولسیون باید به اندازه کافی پایدار باشد تا در برابر جریان آب چاه مقاومت کند. کمتر از آب در روغن (گل های امولسیون روغن معکوس) روغن موجود در آب (گل های امولسیون روغن) است. امولسیون اولتراسونیک برای هر دو نوع امولسیون کار می کند و به ثبات الکتریکی خوبی از آب نمک داخلی یا فاز آب دست می یابد.
راکتورهای مافوق صوت Hielscher میکسرهای برشی حفره ای بسیار موثر و شدید برای استفاده در تولید هستند. به طور کلی، راکتورهای اولتراسونیک به صورت درون خطی برای پردازش تک پاس با توان بالا یا پردازش دسته ای بازگردش استفاده می شود.
می توانید از اختلاط اولتراسونیک برای استفاده کنید
- تولید مواد افزودنی
- مستربچ های با غلظت بالا را آماده کنید
- سیالات حفاری آماده برای استفاده یا سیالات بسته بندی را مخلوط کنید
- گل های حفاری دگاز
- گل های حفاری بهتر را توسعه و فرموله کنید
MultiSonoReactor MSR-4 یک هموژنایزر درون خطی صنعتی مناسب برای تولید صنعتی گل های حفاری است. فراصوت برای پراکندگی و گاززدایی سیالات حفاری استفاده می شود.
ساخت افزودنی های گل حفاری
ساخت مواد شیمیایی و مواد افزودنی، مانند دوغاب پلیمری مایع از ظرفیت پردازش بالا و انعطاف پذیری مخلوط کردن برشی اولتراسونیک بهره می برد. مخلوط کردن اولتراسونیک آزاد پتانسیل کامل مواد افزودنی، مانند ویسکوزیفایر ها، کاهنده فیلتر و یا مواد افزودنی پلیمری. حفره اولتراسونیک پودر را به سرعت و به طور کامل در طول مخلوط کردن گل حفاری هیدراته می کند.
برای مخلوط کردن امولسیون های مایع / مایع، Hielscher MultiPhaseCavitator مخلوط کردن درون خطی دو فاز در منطقه برشی حفره ای شدید را بهبود می بخشد. برای اطلاعات بیشتر در مورد MultiPhaseCavitator، لطفا اینجا را کلیک کنید!
اختلاط اولتراسونیک باعث بهبود انتقال جرم در لایه های مرزی یا ذرات در مایعات می شود. این امر زمان مورد نیاز برای تهیه آب نمک یا آب نمک اشباع شده را کاهش می دهد، به عنوان مثال آب نمک کلرید کلسیم، آب نمک بروماید کلسیم، آب نمک بروماید روی، یا آب نمک پتاسیم و فرمت سزیم.
مستربچ های خاک رس یا مواد افزودنی
شما می توانید مخلوط کردن برشی اولتراسونیک برای ساخت دسته های اصلی با غلظت بالا یا چگالی بالا (به عنوان مثال کربنات کلسیم (گچ) ، دفلوکولنت ها یا لاشخورها) قبل از افزودن این موارد به فرمولاسیون گل حفاری نهایی استفاده کنید.
تولید سیالات حفاری و سیالات بسته بندی
عملکرد گل حفاری، مانند پایداری شیل، ویسکوزیته، خنک کننده یا روانکاری به عوامل زیادی بستگی دارد. یکنواختی و ثبات در کیفیت از اهمیت بالایی برخوردار است. اختلاط برش اولتراسونیک در ساخت توزیع اندازه ذرات یکنواخت و در نتیجه پراکندگی بهتر و ثبات امولسیون بسیار موثر است. این از جداسازی فاز یا ته نشینی در حین ذخیره سازی، حمل و نقل یا در گودال های گلی جلوگیری می کند.
امروزه مشخصات گل حفاری به طور مکرر تغییر می کند. راکتورهای مافوق صوت Hielscher بسیار سازگار با تغییرات فرمول مایع حفاری هستند. با تغییر از اختلاط دسته ای سنتی به مخلوط کردن تک عبور درون خطی اولتراسونیک، می توانید انواع مختلف گل حفاری را در همان دستگاه اولتراسونیک ایجاد کنید. این به کاهش زمان ذخیره موجودی و قفسه کمک می کند.
پراکندگی رس های معمولی (به عنوان مثال بنتونیت) و رس های ارگانوفیل که به طور خاص در مایعات درمان می شوند، ژل ها و دوغاب های بسیار چسبناک، تیکسوتروپیک یا نازک کننده برشی تولید می کند. هنگامی که در معرض برش اولتراسونیک بالا قرار می گیرد، ویسکوزیته به حالت جریان آزاد می رسد. این امر پراکندگی و جابجایی را تسهیل می کند. به این دلیل، فراصوت برای مخلوط کردن دوغاب thixotropic و برش نازک بسیار موثر است. فراصوت منجر به پراکندگی بهتر ذرات بنتونیت / پلاکت ها و بهبود ویژگی های ژل شدن. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پراکندگی اولتراسونیک بنتونیت، لطفا اینجا را کلیک کنید!
پراکندگی التراسونیک بنتونیت (انجام شده با میکسر اولتراسونیک UIP2000hdT)
اصلاح کننده های رئولوژیکی، غلیظ کننده ها و تثبیت کننده ها (مانند صمغ، گلیکول، کربوکسی متیل سلولز، سلولز پلی آنیونی (PAC) یا نشاسته) برای حداکثر اثربخشی نیاز به پراکندگی خوب دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پراکندگی اولتراسونیک غلیظ کننده ها، مانند صمغ زانتان و صمغ گوار، لطفا اینجا را کلیک کنید!
عوامل توزین، مانند سولفیت باریم (باریت) نباید در طول ذخیره سازی، حمل و نقل یا حفاری از گل جدا شوند. مطابق با قانون استوکس، ذرات کوچکتر کندتر رسوب می کنند یا اصلا رسوب نمی کنند. پراکندگی اولتراسونیک از آگلومراهای بزرگتر جلوگیری می کند که می تواند باعث بی ثباتی پراکندگی شود. پراکنده کردن یک سیستم می تواند تحمل آن را برای مواد جامد افزایش دهد و وزن آن را تا 20 پوند / گالن (ایالات متحده) یا 2.4 گرم در سانتی متر امکان پذیر می کند3.
گاز زدایی از گل حفاری
هنگام تهیه گل های حفاری، پودر خاک رس بنتونیت و سایر پودرهای افزودنی هوای زیادی را به گل حفاری وارد می کنند. این گاز در سیستم های مایع به دام می افتد و ممکن است باعث جداسازی و از دست دادن عملکرد امولسیفایر یا تثبیت کننده شود. فشرده سازی مکرر (چرخه فشار بالا) و نادر (چرخه کم فشار) در طول فراصوت اجازه می دهد گازهای محلول مهاجرت و تشکیل microbubbles کوچک. امواج اولتراسونیک سپس میکروحباب های گاز را مجبور به ادغام می کنند. برش حفره ای بالا اولتراسونیک ویسکوزیته نازک شدن برشی و سیالات حفاری تیکسوتروپیک را کاهش می دهد. این اجازه می دهد تا حباب های هوا سریعتر بالا بیایند. این امر منجر به جداسازی بهتر گاز در مخازن جداکننده پایین دست یا گاز زدایی خلاء می شود. گاززدایی وزن گل را افزایش می دهد، ویسکوزیته و مسائل مربوط به جداسازی را کاهش می دهد. حباب های گاز کمتر استفاده از امولسیون کننده ها، تثبیت کننده ها، سورفکتانت ها یا عوامل پراکنده کننده را کاهش می دهد. این باعث کاهش هزینه هر بشکه می شود. کاهش محتوای گاز می تواند رشد میکروبی هوازی را نیز مهار کند.
گل حفاری مبتنی بر آب قبل و بعد از گاز زدایی اولتراسونیک با UIP1000hd
مطالعه و تصویر توسط امانی و همکاران 2016
توسعه و انطباق فرمولاسیون گل حفاری
مقررات جدید مقدار مواد شیمیایی خاصی را که باید در گل و لای استفاده شود محدود می کند تا اثرات زیست محیطی را به حداقل برساند. این امر مستلزم انطباق فرمولاسیون ها با چارچوب نظارتی جدید است. فراصوت می تواند به شما کمک کند تا عملکرد اجزای گل حفاری را به حداکثر برسانید، بنابراین می توانید از مواد کمتر و کم هزینه استفاده کنید. Hielscher ارائه می دهد حفاری تست فرمول گل در آزمایشگاه ما. شامل اندازه گیری ویسکوزیته سینماتیکی در دماهای مختلف با و بدون برش.
طراحی سنگین برای مصارف صنعتی
راکتورهای اولتراسونیک Hielscher می توانند ذرات بزرگتر و ساینده و یا آگلومراها را اداره کنند. بنابراین می توانید با یک دوغاب قابل پمپاژ آگلومره یا اجزای گل حفاری شروع کنید. هنگام مخلوط کردن پودر و ذرات به مایع پروب های اولتراسونیک سایش سایش بسیار کمتری نسبت به میکسرهای روتور استاتور یا هموژنایزرهای فشار بالا نشان می دهند. پروب مافوق صوت Hielscher از تیتانیوم درجه 5 برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، به عنوان مثال زمانی که آب دریا در WBM به جای آب شیرین استفاده می شود. راکتورهای اولتراسونیک هیچ مهر و موم یا یاتاقان چرخشی ندارند. میکسرهای اولتراسونیک Hielscher درجه صنعتی برای استفاده سنگین هستند – خشکی و دریایی (دکل). به طور کلی، راکتورهای اولتراسونیک به صورت عمودی برای یک ردپای کوچک جهت گیری می شوند.
استفاده از اختلاط اولتراسونیک در صنعت نفت و گاز فراتر از گل حفاری است.
- گاززدایی پساب ها و سیالات فرآیندی
- اختلاط با لاشخورها (به عنوان مثال لاشخور های H2S) یا مواد شیمیایی محافظ مانند رسوب گیری و بازدارنده های خوردگی
- کاهش زمان تنظیم سیمان برای سیمان کاری سریعتر
- آماده سازی اولتراسونیک آب نمک اشباع یا آب نمک فرمت
- کاهش فعالیت باکتریایی در گل های حفاری
- فرآوری پایین دستی نفت، به عنوان مثال گوگردزدایی
- تهیه نمونه نفت و رسوب
ادبیات / منابع
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Wavesfor Degassing of Drilling Fluids and Crude OilsApplication of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.