Известны следующие основные способы повышения эффективности очистки жидкости от шлама в цилиндро-конических гидроциклонах (рис. 10.9).
Рис. 10.9. Классификация способов повышения эффективности гидроциклонов (по Н. Г. Егорову).
Соблюдение взаимозависимостей конструктивных и технологических параметров гидроциклонов
Соблюдение взаимозависимостей конструктивных и технологических параметров гидроциклонов является первым и необходимым условием обеспечения высокой эффективности очистки промывочной жидкости от шлама и предотвращения пробкообразования в песковой насадке. Выполнение этого условия в ряде случаев достаточно для решения поставленной задачи, что делает возможным применение простейшего варианта гидроциклона — классического. Однако очень часто достигаемая в классическом гидроциклоне эффективность классификации недостаточна, поэтому требуется применение специальных методов и приспособлений.
Снижение плотности исходного продукта
Плотность исходного продукта снижается путем добавления в исходный продукт части очищенной жидкости, при этом возрастает возможность получения более тонкого слива за счет улучшения выделения частиц шлама из менее плотной и вязкой среды.
Снижение турбулентности промывочной жидкости
Достижение высокой эффективности очистки промывочной жидкости от шлама невозможно без снижения крупномасштабной турбулентности вводимой очищаемой промывочной жидкости, нисходящего и восходящего потоков.
Снижение турбулентности вводимой очищаемой промывочной жидкости производится в подкрышечной части гидроциклона, где либо устанавливаются специальные приспособления в виде отсекателя с конусообразной наружной поверхностью от входного отверстия до отверстия сливного патрубка (рис. 10.10) или в виде гофрированного элемента, снабженного демпферной камерой, либо ось вводного тангенциального патрубка устанавливается под углом к оси цилиндрической части корпуса, либо сливной патрубок выполняется с лопатками на его наружной поверхности и устанавливается с возможностью вращения от вводимого через тангенциальный патрубок исходного продукта.
Снижение вредного влияния одностороннего ввода и неравномерности питания
За счет выполнения тангенциального ввода со спиральной направляющей (рис. 10.11) и за счет использования двух и более тангенциальных вводных патрубков снижается вредное влияние одностороннего ввода и неравномерности питания, вызывающих отклонение оси вращающегося восходящего потока от геометрической оси гидроциклона.
Регулирование разгрузочного отношения
Главной задачей очистки промывочной жидкости является удаление из нее всех посторонних частиц крупностью, превышающей размер частиц глины, или других материалов, являющихся основой бурового раствора. При этом требуется не допустить больших потерь промывочной жидкости со шламом, т. е. нужно обеспечить высокую степень сгущения твердой фазы, что сопровождается образованием пробок в песковой насадке. Решение двуединой задачи — обеспечить тонкую очистку промывочной жидкости при минимальных потерях ее со шламом — возможно путем поддержания технологического процесса работы гидроциклона в оптимальном режиме. Основным методом поддержания технологического процесса работы гидроциклона в оптимальном режиме является регулирование разгрузочного отношения.
