มุมมองเชิงประวัติศาสตร์ของระบบขุดเจาะ

ของเหลวในการขุดเจาะ uesd ในช่วงกลางปี 1800 ในการเจาะเครื่องมือเคเบิลเพื่อระงับการตัดจนกว่าจะประกันตัวจากหลุมเจาะ ด้วยการถือกำเนิดของการขุดเจาะแบบหมุนในอุตสาหกรรมการขุดเจาะที่ดีน้ำจึงเป็นที่เข้าใจกันดีว่าของเหลวในการขุดเจาะจะทำการหล่อเย็นดอกสว่านและหยุดการเจาะตัดเพื่อนำออกจากหลุมเจาะ

ดินถูกเพิ่มเข้ามาในการขุดเจาะน้ำมันในยุค 1890 และเมื่อเวลาพบ Spindletop 2444 มันก็จำเป็นต้องมีสารแขวนลอย (clays) ในของเหลวที่เจาะเพื่อรองรับผนังของหลุมเจาะ

ของแข็งเหล่านี้ (ดินเหนียว) เป็นผลมาจากการแยกตัวของการก่อตัวที่ถูกเจาะโดยดอกสว่าน หากการก่อตัวแบบแทรกซึมล้มเหลวในการให้ดินที่เพียงพอในกระบวนการขุดเจาะดินนั้นถูกขุดบนพื้นผิวจากแหล่งที่อยู่ใกล้เคียงและเติมลงในน้ำมันเจาะ เหล่านี้เป็นโคลนที่สร้างขึ้นโดย "โคลนก่อตัว" หรือตามที่กล่าวไว้โดยการเพิ่มวัสดุเฉพาะจากแหล่งพื้นผิว

น้ำมันเจาะถูกหมุนเวียนและเติมน้ำเพื่อรักษาน้ำหนักและความหนืดที่ดีที่สุดสำหรับเงื่อนไขการขุดเจาะเฉพาะ การปักชำหรือชิ้นส่วนของการก่อตัว (หินก้อนเล็ก ๆ ) ที่ไม่ละลายน้ำจำเป็นต้องถอนออกจากน้ำมันเจาะเพื่อดำเนินการขุดต่อไป ภายใต้ดุลยพินิจ แต่เพียงผู้เดียวของผู้เจาะหรือเครื่องมือเร่งเร้าระบบของหลุมและคูน้ำถูกขุดบนพื้นที่เพื่อแยกการตัดออกจากของเหลวที่ขุดเจาะโดยการตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วง ระบบนี้รวมถึงคูจากบ่อน้ำหรืออาจจะเป็นหัวนมกระดิ่งปักหลักหลุมและหลุมดูดที่ "สะอาด" โคลนถูกหยิบขึ้นมาโดยปั๊มโคลนและหมุนเวียน

โคลนไหลเวียนผ่านหลุมเหล่านี้และบางครั้งมีการวางพาร์ติชั่นไว้ในหลุมเพื่อชำระทรายและการปักชำที่ไม่ต้องการ พาร์ทิชันนี้ขยายไปถึงภายในหนึ่งหรือสองของด้านล่างของหลุมจึงบังคับให้โคลนทั้งหมดที่จะย้ายลงมาภายใต้พาร์ทิชันและขึ้นอีกครั้งเพื่อไหลเข้าไปในคูไปยังหลุมดูด วัสดุที่มีน้ำหนักมากส่วนใหญ่จะถูกตัดสินโดยแรงโน้มถ่วงที่ด้านล่างของหลุม เมื่อเวลาผ่านไปหลุมที่เต็มไปด้วยการตัดและของเหลวก็หนาเกินกว่าจะปั๊มได้เนื่องจากมีการตัดบนพื้นดินอย่างประณีตในของเหลวที่เจาะ เพื่อแก้ไขปัญหานี้เครื่องบินไอพ่นถูกวางไว้ในหลุมเพื่อย้ายโคลนที่ใช้ไม่ได้ไปยังหลุมสำรอง จากนั้นน้ำจะถูกเติมลงในโคลนที่บางและการขุดกลับมาทำงานต่อ

ในช่วงปลายทศวรรษ 1920 ผู้เจาะเริ่มมองว่าอุตสาหกรรมอื่น ๆ แก้ปัญหาคล้ายกันได้อย่างไร พบว่ามีการใช้โรงแต่งแร่และโรงถลุงถ่านหิน:
1 หน้าจอบาร์คงที่วางอยู่บนเอียง
2 หน้าจอหมุนกลอง
3 หน้าจอสั่น

สองวิธีหลังถูกนำมาใช้เพื่อลบการตัดออกจากการขุดเจาะของเหลว

กลองหมุนหรือหน้าจอแบบบาร์เรล (เรียกว่าหน้าจอ trommel) ถูกใช้อย่างกว้างขวางกับโครงสร้างย่อยที่มีความสูงต่ำในช่วงต้น หน่วยเหล่านี้สามารถวางในคูหรือรวมอยู่ในสายการไหลจากหลุมเจาะ โคลนที่ไหลเข้าไปในเครื่องก็หมุนล้อหมุนที่หมุนหน้าจอของดรัมซึ่งน้ำมันไหลผ่าน หน้าจอที่ใช้ในเวลานี้หยาบมากหรือ 4 ถึง 12 ตาข่าย หน่วยเหล่านี้ค่อนข้างได้รับความนิยมเพราะไม่ต้องใช้ไฟฟ้าและหลุมบ่อก็ไม่ได้เติมเต็มอย่างรวดเร็ว วันนี้หน่วยกลองหมุนได้หายไปเพียงเกี่ยวกับ

หน้าจอสั่นสะเทือนหรือเครื่องเขย่ากลายเป็นแนวป้องกันแรกในห่วงโซ่การกำจัดของแข็งและเป็นเวลาหลายปีที่มีเพียงเครื่องจักรเดียวที่ใช้ โดยทั่วไปแล้วเครื่องเขย่าก่อนหน้านี้ถูกใช้ในการปรับขนาดแบบแห้งและผ่านการปรับแต่งหลายครั้งก่อนที่จะถึงชนิดและขนาดพื้นฐานสำหรับการเจาะ การแก้ไขครั้งแรกลดขนาดและน้ำหนักของหน่วยสำหรับการขนส่งระหว่างสถานที่ ชื่อ "shale shaker" ถูกนำมาใช้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างอิทธิพล (ตัวแยกประเภท) ที่ใช้ในการขุดและเชคเกอร์หินที่ใช้ในการขุดเจาะบ่อน้ำมันเนื่องจากทั้งคู่ได้มาจากซัพพลายเออร์รายเดียวกัน

การปรับเปลี่ยนอื่น ๆ รวมถึงหน้าจอแถบตะขอขนาด 4 '× 5' ที่ดึงออกจากด้านข้างด้วยสลักเกลียวปรับความตึง การเคลื่อนไหวเป็นรูปไข่ซึ่งทำให้เกิดความจำเป็นในการเลื่อนการตัดออกจากหน้าจอ ตาข่ายหน้าจอถูก จำกัด ที่ 20 ถึง 30 ตารางตาข่าย หน่วยนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ของอุตสาหกรรมจนถึงปลายทศวรรษที่ 1960 แม้ว่าจะถูกแทนที่ด้วยการเคลื่อนที่แบบวงกลมและการเคลื่อนที่แบบเชิงเส้น แต่อิทธิพลจากหินดินดานมาตรฐานยังคงเป็นที่ต้องการและผลิตในปัจจุบัน

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1920 และต้นทศวรรษที่ 1930 บริษัท น้ำมันขนาดใหญ่จัดห้องปฏิบัติการวิจัยและเริ่มสำรวจปัญหาการขุดเจาะบ่อน้ำมัน พวกเขาเริ่มเข้าใจว่าการตัดขนาดเล็กหรืออนุภาคที่เหลือในการขุดเจาะน้ำมันนั้นเป็นอันตรายต่อกระบวนการขุดเจาะและเครื่องแต่งแร่อีกชนิดหนึ่งได้รับการแนะนำจากอุตสาหกรรมการทำเหมือง - ตัวจําแนกแบบกรวย เครื่องนี้รวมกับแนวคิดของตัวแยกแรงเหวี่ยงที่นำมาจากอุตสาหกรรมนมกลายเป็นผู้แสวงหาไฮโดรไซโคลน หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการแยกวัสดุที่มีน้ำหนักมากและหยาบออกจากการขุดเจาะคือการกระทำแบบแรงเหวี่ยงของการหมุนปริมาตรของโคลนทรายที่รับภาระไปจนถึงขีด จำกัด ด้านนอกหรือรอบนอกของกรวย อนุภาคที่หนักกว่าออกจากด้านล่างของกรวยและของเหลวที่เจาะทำความสะอาดจะลอยขึ้นสู่ด้านบนและออกมาเมื่อน้ำทิ้ง ตัว desander มีขนาดตั้งแต่ 6 ถึง 12 นิ้วลบส่วนใหญ่ของแข็งที่มีขนาดใหญ่กว่า 30 ถึง 60 ไมครอน Desanders ได้รับการขัดเกลาอย่างมากผ่านการใช้วัสดุที่ทนต่อการขัดถูและรูปทรงเรขาคณิตของร่างกายที่แม่นยำยิ่งขึ้นและเป็นส่วนสำคัญของระบบแยกของแข็งส่วนใหญ่ในปัจจุบัน

หลังจากการพัฒนาตัวดักน้ำมันฟิลด์มันก็เห็นได้ชัดว่าการติดผนังด้านข้างของสายเจาะบนผนังหลุมเจาะนั้นโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับเค้กตัวกรองหนานุ่ม ด้วยการออกแบบตัว desander ที่มีอยู่แล้วตัว desander ขนาด 4 นิ้วถูกนำมาใช้ในต้นปี 1960 ผลลัพธ์ดีกว่าที่คาดการณ์ไว้และรวมอายุการใช้งานที่นานขึ้นค่าใช้จ่ายในการซ่อมปั๊มลดลงอัตราการเจาะเพิ่มขึ้นและลดค่าโคลน ไฮโดรไซโคลนขนาดเล็กเหล่านี้กลายเป็นที่รู้จักกันในนาม "desilters" เนื่องจากพวกมันกำจัดอนุภาคที่เล็กกว่าเรียกว่า silt ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า "API ทราย"

เนื่องจากแร่แบไรท์และสารประกอบอื่น ๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อปรับปรุงการขุดเจาะน้ำมันเจาะจึงซับซ้อนมาก นอกจากนี้เฟสของเหลวสำหรับการบรรทุกของแข็งก็ลดลงด้วยการเติมแบไรท์และสารประกอบอื่น ๆ เครื่องเขย่าทำการตัดชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่กว่า (ใหญ่กว่า 541 ไมครอนหรือ 30 ตาข่าย) และเครื่องกำจัดและกำจัดสิ่งสกปรกจะกำจัดอนุภาคขนาดเล็กลง (60 ถึง 15 ไมครอน) อย่างไรก็ตามอนุภาคขนาดกลาง (จาก 541 ถึง 60 ไมครอน) ยังคงอยู่ในน้ำมันเจาะ

การกำจัดอนุภาคขนาดกลางนำไปสู่การพัฒนาของการเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือตีคู่สั่น การพัฒนาช้าลงสำหรับเครื่องสกรีนที่ดีและความเร็วสูงด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกเทคโนโลยีหน้าจอได้รับการพัฒนาไม่เพียงพอสำหรับความแข็งแรงของหน้าจอดังนั้นอายุการใช้งานของหน้าจอจึงสั้น สายเคเบิลของหน้าจอมีจำนวนไม่เพียงพอในการรักษาความปลอดภัยของหน้าจออย่างถูกต้องโดยไม่ฉีกขาด ประการที่สองตะกร้ากรองต้องใช้ความเชี่ยวชาญในการพัฒนามากกว่าที่จำเป็นสำหรับการดัดแปลงอุปกรณ์กำจัดของแข็งก่อนหน้านี้

ในช่วงเวลานี้การวิจัยของ บริษัท น้ำมันรายใหญ่ได้ตระหนักถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอุลตร้า - ไฟน์ (คอลลอยด์) ในขนาด 10 ไมครอนหรือน้อยกว่า อัลตร้าสินไหม "เชื่อมติด" ของเหลวจำนวนมากและสร้างปัญหาความหนืดที่สามารถแก้ไขได้โดยการเติมน้ำเท่านั้น (เจือจาง) เครื่องหมุนเหวี่ยงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายปีและปรับให้เข้ากับการขุดเจาะในช่วงต้นทศวรรษ 1950 พวกมันถูกใช้เป็นครั้งแรกบนโคลนที่มีน้ำหนักเพื่อกำจัดและกำจัดอนุภาคคอลลอยด์ที่มีขนาดเล็กกว่า 2 ถึง 4 ไมครอนและเพื่อประหยัดแร่แบไรท์ขนาดใหญ่ (วัสดุน้ำหนัก) และของแข็งที่ผ่านการเจาะบางส่วน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงกับน้ำมันเจาะแบบไม่มีน้ำหนักเพื่อลดและปล่อยของแข็งในระบบโคลนที่ใช้งานอยู่ แอปพลิเคชั่นนี้จะช่วยประหยัดเฟสของเหลวที่มีราคาแพงกว่าของโคลนเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ ลดการเจือจางจึงช่วยลดต้นทุนโคลน อย่างไรก็ตามเครื่องเหล่านี้ค่อนข้างแพงและต้องใช้ความระมัดระวังเป็นอย่างมาก

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เครื่องทำความสะอาดโคลนได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มตัว desander และ desilter เพื่อลดการสูญเสียในสถานะของเหลวที่มีราคาแพง ไฮโดรไซโคลนจะทิ้งสารละลายรวมถึงเฟสของเหลวซึ่งอาจมีราคาแพงเมื่อเวลาผ่านไป ตัวทำความสะอาดโคลนนั้นจะไหลออกมาจากธนาคารแห่งไฮโดรไซโคลนและนำสารละลายไปยังหน้าจอการสั่นสะเทือนที่ดีมาก เฟสของเหลวที่มีราคาแพงและแร่แบไรท์ส่วนใหญ่ผ่านหน้าจอและกลับเข้าสู่ระบบในขณะที่ของแข็งขนาดใหญ่จะถูกทิ้ง

นี่เป็นแอปพลิเคชั่นที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกของหน้าจอโดยยึดติดกับกรอบแข็งโดยใช้หน้าจอที่ดีมาก น้ำยาทำความสะอาดโคลนจำนวนมากมีน้ำยาทำความสะอาดหน้าจอหรือตัวเลื่อนซึ่งเป็นชิ้นส่วนพลาสติกแบบวงกลมที่สั่นสะเทือนกับด้านล่างของหน้าจอเพื่อป้องกันไม่ให้หน้าจอมืด ในโคลนที่มีน้ำหนักสามารถใช้หน้าจอ 200 ตาข่าย (74 ไมครอน) ซึ่งเป็นขนาดที่ใหญ่กว่าสำหรับแร่แบไรท์เชิงพาณิชย์ สำหรับโคลนที่ไม่ได้ถ่วงน้ำหนักขนาดที่เล็กที่สุดคือ 250 mesh (58 ไมครอน) เพื่อการใช้งานที่ประหยัด

การพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งมีการนำมาใช้ในยุค 80 คือเครื่องปั่นเชิงเส้น การพัฒนาเทคโนโลยีหน้าจอช่วยให้หน้าจอที่ได้รับการปรับเลเยอร์เป็นชั้นเพื่อให้ได้การตัดที่แม่นยำมากในขณะที่ยังคงอายุการใช้งานหน้าจอที่ประหยัด การเคลื่อนที่เชิงเส้นเป็นวิธีการลำเลียงที่ดีที่สุดในการเคลื่อนย้ายของแข็งออกจากหน้าจอและเป็นไปได้ที่จะถ่ายทอดการปัก "ขึ้นเนิน" หน้าจอสามารถยกขึ้นเพื่อรักษารอยตัดที่ยาวขึ้นเพื่อให้ได้ปริมาณการปล่อยของเหลวที่ลดลง นอกจากนี้หน้าจอปลีกย่อยที่มีช่องเปิดขนาดเล็กสามารถใช้กับเครื่องปั่นแบบเคลื่อนไหวเชิงเส้นได้ แอปพลิเคชั่นอย่างหนึ่งของ shakers เชิงเส้นคือการคัดกรองอันเดอร์โฟล์จาก desanders และ desilters แทนที่จะใช้ตัวล้างโคลน อุปกรณ์นี้เรียกว่า "ครีมปรับสภาพโคลน"