เครื่องผสมอัลตราโซนิกสําหรับการเจาะโคลนและของเหลวบรรจุหีบห่อ
น้ํามันขุดเจาะ (โคลนเจาะ) ใช้เพื่อช่วยในการขุดเจาะบ่อน้ํามัน บ่อก๊าซธรรมชาติ บ่อสํารวจ (บ่อแมวป่า) หรือบ่อน้ํา เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสําหรับการผสมการกระจายอิมัลชันและการขจัดแก๊สของโคลนสูตรน้ํา (WBM, aqueous), โคลนน้ํามัน (OBM, non-aqueous) หรือโคลนสังเคราะห์ (SBM)
สูตรและคุณภาพที่สม่ําเสมอของโคลนขุดเจาะเป็นปัจจัยสําคัญในการขุดเจาะในปัจจุบัน องค์ประกอบและลักษณะของโคลนมีอิทธิพลต่อความมั่นคงของหลุม การหล่อลื่น การระบายความร้อน และอัตราการเจาะ แม้แต่ปัญหาเล็กๆ น้อยๆ กับน้ํามันขุดเจาะก็สามารถหยุดการขุดเจาะทั้งหมดได้ แรงดันที่มากเกินไปอันเป็นผลมาจากโคลนเจาะที่หนาแน่นหรือหนักเกินไปอาจทําให้สูญเสียการไหลเวียนอย่างมีนัยสําคัญ
โดยทั่วไป WBM ทําจากน้ําจืด น้ําทะเล หรือน้ําเกลือ (อิ่มตัวหรือฟอร์เมต) และดินเหนียวและโพลีเมอร์ธรรมชาติ OBM และ SBM เป็นระบบอิมัลชันกลับด้านที่มีฐานน้ํามัน (ดีเซล น้ํามันแร่) หรือฐานสังเคราะห์ (โอเลฟินส์และพาราฟิน) เป็นเฟสต่อเนื่อง (ภายนอก) และน้ําเกลือเป็นเฟสกระจาย (ภายใน) อิมัลชันควรมีความเสถียรเพียงพอที่จะทนต่อการไหลของน้ําในหลุมได้ พบได้น้อยกว่าน้ําในน้ํามัน (โคลนอิมัลชันน้ํามันกลับด้าน) คือน้ํามันในน้ํา (โคลนอิมัลชันน้ํามัน) อิมัลชันอัลตราโซนิกใช้ได้กับอิมัลชันทั้งสองประเภทและบรรลุเสถียรภาพทางไฟฟ้าที่ดีของน้ําเกลือภายในหรือเฟสน้ํา
เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher เป็นเครื่องผสมเฉือนโพรงอากาศที่มีประสิทธิภาพและเข้มข้นมากสําหรับการใช้งานในการผลิต โดยทั่วไปเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกจะใช้แบบอินไลน์สําหรับการประมวลผลแบบผ่านครั้งเดียวที่มีปริมาณงานสูงหรือการประมวลผลแบบแบทช์หมุนเวียน
คุณสามารถใช้การผสมอัลตราโซนิกเพื่อ
- ผลิตสารเติมแต่ง
- เตรียมมาสเตอร์แบทช์ที่มีความเข้มข้นสูง
- ผสมน้ํามันขุดเจาะหรือของเหลวบรรจุหีบห่อที่พร้อมใช้งาน
- โคลนขุดเจาะ Degas
- พัฒนาและกําหนดโคลนขุดเจาะที่ดีขึ้น
การผลิตสารเติมแต่งโคลนเจาะ
การผลิตสารเคมีและสารเติมแต่ง เช่น สารละลายโพลีเมอร์เหลว ได้รับประโยชน์จากความสามารถในการประมวลผลสูงและความยืดหยุ่นของการผสมเฉือนอัลตราโซนิก การผสมอัลตราโซนิกปลดปล่อยศักยภาพของสารเติมแต่งอย่างเต็มที่เช่นสารหนืดตัวลดสารกรองหรือสารเติมแต่งโพลีเมอร์ โพรงอากาศอัลตราโซนิกให้ความชุ่มชื้นแก่ผงอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ในระหว่างการผสมโคลนเจาะ
สําหรับการผสมอิมัลชันของเหลว / ของเหลว Hielscher MultiPhaseCavitator ช่วยเพิ่มการผสมแบบอินไลน์ของสองเฟสในโซนเฉือนโพรงอากาศที่เข้มข้น สําหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ MultiPhaseCavitator โปรดคลิกที่นี่!
การผสมอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลที่ชั้นขอบเขตหรืออนุภาคในของเหลว ซึ่งจะช่วยลดเวลาที่ต้องใช้ในการเตรียมน้ําเกลือหรือน้ําเกลืออิ่มตัว เช่น น้ําเกลือแคลเซียมคลอไรด์ น้ําเกลือแคลเซียมโบรไมด์ น้ําเกลือสังกะสีโบรไมด์ หรือน้ําเกลือโพแทสเซียมและซีเซียมฟอร์เมต
มาสเตอร์แบทช์ของดินเหนียวหรือสารเติมแต่ง
คุณสามารถใช้การผสมเฉือนอัลตราโซนิกเพื่อสร้างมาสเตอร์แบทช์ที่มีความเข้มข้นสูงหรือความหนาแน่นสูง (เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต (ชอล์ก) สารกําจัดหรือของเน่า) ก่อนที่จะเพิ่มสิ่งเหล่านี้ลงในสูตรโคลนเจาะขั้นสุดท้าย
การผลิตของเหลวเจาะและของเหลวบรรจุหีบห่อ
ประสิทธิภาพการขุดโคลนเช่นความเสถียรของหินดินดานความหนืดการระบายความร้อนหรือการหล่อลื่นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ความสม่ําเสมอและความสม่ําเสมอในคุณภาพเป็นสิ่งสําคัญที่สุด การผสมเฉือนอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากในการผลิตการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ําเสมอดังนั้นการกระจายตัวและความเสถียรของอิมัลชันที่ดีขึ้น สิ่งนี้จะป้องกันการแยกเฟสหรือการตกตะกอนระหว่างการจัดเก็บการขนส่งหรือขณะอยู่ในหลุมโคลน
วันนี้ข้อกําหนดการขุดเจาะโคลนมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher สามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสูตรของเหลวที่ขุดเจาะได้มาก โดยการเปลี่ยนจากการผสมแบทช์แบบดั้งเดิมเป็นการผสมแบบอินไลน์แบบอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ครั้งเดียวคุณสามารถสร้างโคลนเจาะประเภทต่างๆบนเครื่องอัลตราโซนิกเดียวกัน ซึ่งช่วยลดสินค้าคงคลังและเวลาในการจัดเก็บชั้นวาง
การกระจายตัวของดินเหนียวธรรมดา (เช่น เบนโทไนต์) และดินเหนียวออร์กาโนฟิลิกที่ผ่านการบําบัดเป็นพิเศษในของเหลวทําให้เกิดเจลและสารละลายที่มีความหนืดสูง เมื่อสัมผัสกับแรงเฉือนอัลตราโซนิกสูงความหนืดจะลดลงสู่สถานะไหลอย่างอิสระ สิ่งนี้ช่วยอํานวยความสะดวกในการกระจายตัวและการจัดการ ด้วยเหตุนี้ sonication จึงมีประสิทธิภาพมากสําหรับการผสมสารละลาย thixotropic และสารละลายแบบเฉือน Sonication ส่งผลให้การกระจายตัวของอนุภาคเบนโทไนท์ / เกล็ดเลือดดีขึ้นและปรับปรุงลักษณะการเกิดเจล สําหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายอัลตราโซนิกของเบนโทไนต์โปรดคลิกที่นี่!

การกระจายอัลตราโซนิกของเบนโทไนท์ (ดําเนินการด้วยเครื่องผสมอัลตราโซนิก UIP2000hdT)
สารดัดแปลงรีโอโลยี สารเพิ่มความข้น และสารทําให้คงตัว (เช่น หมากฝรั่ง ไกลคอล คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส โพลีอะนิออนิกเซลลูโลส (PAC) หรือแป้ง) ต้องการการกระจายตัวที่ดีเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด สําหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายตัวของสารเพิ่มความข้นด้วยอัลตราโซนิกเช่นแซนแทนกัมและกัวร์กัมโปรดคลิกที่นี่!
สารถ่วงน้ําหนัก เช่น แบเรียมซัลไฟต์ (แบไรต์) ต้องไม่แยกออกจากโคลนระหว่างการเก็บรักษา การขนส่ง หรือการขุดเจาะ ตามกฎของสโตกส์อนุภาคขนาดเล็กจะตกตะกอนช้าลงหรือไม่เลย การกระจายตัวของอัลตราโซนิกหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ซึ่งอาจทําให้เกิดความไม่เสถียรของการกระจายตัว การกระจายระบบสามารถเพิ่มความทนทานต่อของแข็ง ทําให้สามารถรับน้ําหนักได้ถึง 20 ปอนด์/แกลลอน (สหรัฐฯ) หรือ 2.4 กรัม/ซม.3.
การไล่แก๊สของโคลนขุดเจาะ
เมื่อเตรียมโคลนเจาะผงดินเบนโทไนท์และผงสารเติมแต่งอื่น ๆ จะนําอากาศจํานวนมากเข้าไปในโคลนเจาะ ก๊าซนี้ติดอยู่ในระบบของเหลวและอาจทําให้เกิดการแยกตัวและสูญเสียประสิทธิภาพของอิมัลซิไฟเออร์หรือสารทําให้คงตัว การบีบอัดซ้ํา (รอบความดันสูง) และการระเหย (รอบความดันต่ํา) ในระหว่างการอัลตราโซนิกปล่อยให้ก๊าซที่ละลายน้ําเคลื่อนย้ายและสร้างไมโครบับเบิ้ลขนาดเล็ก คลื่นอัลตราโซนิกจะบังคับให้ไมโครบับเบิ้ลของก๊าซรวมกัน แรงเฉือนโพรงอากาศสูงอัลตราโซนิกช่วยลดความหนืดของของเหลวขุดเจาะแบบผอมบางและทิกโซทรอปิก สิ่งนี้ทําให้ฟองอากาศลอยตัวเร็วขึ้น สิ่งนี้นําไปสู่การแยกก๊าซที่ดีขึ้นในถังแยกปลายน้ําหรือการขจัดแก๊สด้วยสุญญากาศ การขจัดแก๊สจะเพิ่มน้ําหนักโคลนลดความหนืดและปัญหาการแยก ฟองก๊าซน้อยลงช่วยลดการใช้อิมัลซิไฟเออร์ สารทําให้คงตัว สารลดแรงตึงผิว หรือสารกระจายตัว สิ่งนี้ช่วยลดต้นทุนต่อบาร์เรล การลดปริมาณก๊าซสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์แอโรบิกได้เช่นกัน
การพัฒนาและการปรับสูตรโคลนขุดเจาะ
กฎระเบียบใหม่จํากัดปริมาณสารเคมีบางชนิดที่จะใช้ในโคลนเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้ต้องมีการปรับสูตรให้เข้ากับกรอบการกํากับดูแลใหม่ Ultrasonication สามารถช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของการขุดเจาะส่วนประกอบโคลนดังนั้นคุณจึงสามารถใช้วัสดุที่น้อยลงและต้นทุนต่ําลง Hielscher เสนอการทดสอบสูตรโคลนเจาะในห้องปฏิบัติการของเรา รวมถึงการวัดความหนืดจลนศาสตร์ที่อุณหภูมิต่างๆ โดยมีและไม่มีแรงเฉือน
การออกแบบสําหรับงานหนักสําหรับใช้ในอุตสาหกรรม
เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher สามารถจัดการกับอนุภาคขนาดใหญ่และกัดกร่อนหรือการรวมตัวกันได้ ดังนั้นคุณสามารถเริ่มต้นด้วยสารละลายแบบสูบน้ําหรือส่วนประกอบโคลนเจาะได้ เมื่อผสมผงและอนุภาคลงในของเหลวโพรบอัลตราโซนิกแสดงการสึกหรอของการขัดถูน้อยกว่าเครื่องผสมโรเตอร์สเตเตอร์หรือโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง โพรบอัลตราโซนิก Hielscher ทําจากไทเทเนียมเกรด 5 เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน เช่น เมื่อใช้น้ําทะเลใน WBM แทนน้ําจืด เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกไม่มีซีลหรือตลับลูกปืนแบบหมุน เครื่องผสมอัลตราโซนิก Hielscher เป็นเกรดอุตสาหกรรมสําหรับการใช้งานหนัก – บนบกและนอกชายฝั่ง (แท่นขุดเจาะ) โดยทั่วไปเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกจะอยู่ในแนวตั้งสําหรับรอยเท้าขนาดเล็ก
การใช้การผสมอัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมน้ํามันและก๊าซขยายออกไปไกลกว่าการขุดเจาะโคลน
- การไล่แก๊สของน้ําทิ้งและของเหลวในกระบวนการ
- การผสมกับสารกําจัดขยะ (เช่น สารกําจัดขยะ H2S) หรือสารเคมีป้องกัน เช่น สารยับยั้งตะกรันและการกัดกร่อน
- ลดเวลาเซ็ตปูนซีเมนต์เพื่อการปูนซีเมนต์ที่เร็วขึ้น
- การเตรียมอัลตราโซนิกของน้ําเกลืออิ่มตัวหรือน้ําเกลือฟอร์เมต
- ลดกิจกรรมของแบคทีเรียในโคลนขุดเจาะ
- การแปรรูปน้ํามันปลายน้ํา เช่น การขจัดซัลเฟอร์
- การเตรียมตัวอย่างน้ํามันและตะกอน
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.