Tamiz vibratorio (vibrating sieve, screen) - ( inglés “shale shaker”, “vibrating screen” ) un aparato de tamizado utilizado en diversas industrias (petróleo, minería, alimentos, etc.). El término "criba vibratoria" se aplica más a menudo a las instalaciones utilizadas en la industria petrolera. El término " pantalla " se usa más comúnmente en relación con el equipo de minería.
Los tamices vibratorios diseñados para la industria petrolera se utilizan para limpiar el fluido de perforación de los recortes ( recortes ). Además, existen aplicaciones especiales para las cribas vibratorias, como la recuperación de aditivos puente, agente densificante de fluidos de perforación, etc.
Clásicamente, las cribas vibratorias son la primera etapa de la limpieza del fluido de perforación, estando en el inicio de la cadena tecnológica del sistema de limpieza del fluido de perforación (antes de los hidrociclones (desarenadores y desarenadores) y centrífugas ); sin embargo, en algunos casos, frente a las cribas vibratorias se pueden instalar tamices transportadores, que son cintas transportadoras con los denominados. una cadena sin fin o una cuadrícula infinita.
El sistema de limpieza del fluido de perforación, por lo tanto, puede consistir en un conjunto diferente de equipos de proceso. Al mismo tiempo, cada etapa de limpieza posterior elimina los recortes de perforación en una fracción menor que la anterior. El grado de purificación de cada etapa en particular depende de una gran cantidad de factores, pero en promedio podemos hablar de los siguientes llamados. "puntos de corte " “punto de corte” (tamaño promedio de los recortes eliminados):
Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta que el punto de corte de un determinado equipo tecnológico obedece a la ley de distribución normal , es decir, la afirmación de que, por ejemplo, un separador de arena tiene un punto de corte de 45 micras. , puede significar, entre otras cosas, que una pequeña cantidad de partículas de más de 45 micrones podría moverse más a través del sistema sin separarse del fluido de perforación.
La criba vibratoria se considera con mayor frecuencia como el equipo de limpieza principal y, en algunos casos, puede ser el único equipo de limpieza en la plataforma. El número de cribas vibratorias utilizadas depende del rendimiento de las bombas de perforación y del rendimiento del modelo de criba vibratoria utilizado, que a su vez depende directamente de las cribas utilizadas en la criba (su diseño, tipo de tejido y tamaño de malla) y resortes para cribas vibratorias . Asegurar el correcto funcionamiento y mantenimiento de la criba vibratoria es la principal garantía de limpieza de fluidos de perforación de alta calidad y, en consecuencia, de ahorros en las operaciones de perforación.
A la hora de elegir un tamiz vibratorio, suele guiarse por varios de sus principales parámetros:
El fluido de perforación fluye desde el cabezal del pozo de perforación a través de un conducto abierto o cerrado hacia una batería de cribas vibratorias (o hacia una criba vibratoria). La solución ingresa al tanque de recepción (alimentación), en el que su velocidad disminuye. Esto es necesario para evitar el desgaste prematuro de la malla por el impacto del fluido de perforación pesado o grandes piezas de recortes de perforación sobre ella. La mayoría de las cribas vibratorias tienen en su diseño de una forma u otra un distribuidor de flujo; su propósito es aplicar uniformemente ya baja velocidad el fluido de perforación a la rejilla. El marco vibratorio (marco vibratorio) del tamiz se impulsa en oscilaciones equilibradas por medio de motores de vibración (vibradores, motores de vibración). La base del tamiz vibratorio generalmente se fija rígidamente en la unidad de limpieza de fluido de perforación, solo oscila el marco vibratorio con las pantallas instaladas en él, las vibraciones se amortiguan mediante el uso de resortes.
Después de que el fluido de perforación golpea la rejilla, debido a la filtración natural a través de las celdas de la rejilla y bajo la acción de la fuerza de vibración del marco vibratorio, el lodo comienza a pasar a través de la rejilla, dejando grandes partículas de recortes en su superficie.
Bajo la influencia de las vibraciones, la suspensión comienza a transportarse a lo largo de la superficie de la rejilla hasta el final de la criba vibratoria.
La lechada se descarga desde el extremo de la criba vibratoria a un contenedor de lechada, a una barrena , a un pozo o a un receptor dispuesto de otro modo para los desechos de perforación.
El fluido de perforación limpio, pasando a través de la rejilla, ingresa a la base del tamiz vibratorio y drena en el tanque de la unidad de limpieza (uno de los compartimentos tecnológicos del tanque, la trampa de arena), desde donde es alimentado por gravedad a través del sistema de desbordamientos (desbordamientos) o con la ayuda de bombas para el equipo de limpieza posterior o incluido n. Capacidad activa del lodo de perforación.
El material que cae sobre el tamiz es tamizado por acción de la gravedad, así como por la vibración generada y la acción auxiliar de los sistemas de autolimpieza (bolas y anillos de plástico instalados bajo el tamiz). Las partículas de material que no han pasado por el tamiz se desechan a la periferia y salen por las boquillas correspondientes. El material, dividido en fracciones, pasa luego a tanques de compensación o es transportado a etapas posteriores de procesamiento.
harina , azúcar , cacao , sal , leche en polvo , etc.
Industria farmacéuticaaerosil , vitaminas , aspirina , proteina , etc.
Industria químicafertilizantes minerales , pvc , negro de carbón , silicio , etc.
Mineríaarena , carbón , piedra caliza , yeso , bentonita , etc.
Industria petrolerabentonita , lodo de aceite , catalizador , etc.
Industria papeleraalmidón , celulosa , aguas residuales , etc.
Industria cerámicaalúmina , cemento , vidrio , cuarzo , yeso , etc.
Las cribas vibratorias se dividen en cribas para malla tensada y cribas para malla de marco (pretensada).
A principios de la década de 2000, muchos fabricantes de tamices vibratorios comenzaron a producir sus dispositivos "para mallas de marco", ya que tales tamices tienen tres ventajas principales en comparación con los tamices "para mallas de tensión": distribución uniforme de la solución (y como resultado, un aumento de la superficie de apantallamiento de la malla o redes), tensión de fábrica de la red (es decir, la eliminación del "factor humano" durante su instalación, cuando el operador podría sobretensar o destensar la red) y facilidad de instalación.
Las cribas vibratorias pueden diferir en el número de niveles de limpieza o cubiertas. Se utilizan diferentes diseños de agitadores para diferentes aplicaciones. Los tipos más comunes de tamices son los tamices de un solo nivel. La principal ventaja de los tamices de este diseño es la visibilidad del proceso de limpieza en el tamiz y el control conveniente del desgaste de la malla.
Las pantallas de dos niveles se utilizan con mayor frecuencia para aumentar el área de filtrado del fluido de perforación sin aumentar el área ocupada por el equipo de proceso. Al mismo tiempo, en el primer nivel, el llamado. "limpieza brusca" (inglés - scalping).
Los tamices de tres niveles se pueden usar tanto para aumentar el área de cribado como para restaurar los aditivos de puente al fluido de perforación. Con tal recuperación, generalmente en el nivel superior (primero) de limpieza, se produce una limpieza aproximada del fluido de perforación, en el nivel medio (segundo), el agente de puente se restaura con su retorno al sistema de solución activa, en el nivel inferior (tercer) nivel, el llamado. limpieza fina del lodo de perforación. Con este estilo de trabajo, por supuesto, se instalan rejillas de diferentes tamaños en los tres niveles.
En orden de implementación en la industria:
Por lo general, los tipos de oscilaciones enumerados se obtienen de las siguientes maneras:
a) instalación de dos motores de vibración que giran en direcciones opuestas en la parte superior del marco vibratorio. En este caso, se considera que el eje que pasa entre los motores de vibración debe pasar por el centro de gravedad para obtener oscilaciones armoniosas uniformes (lineales) en todos los puntos del marco vibratorio (en toda la superficie del tamiz),
b) instalación de dos motores de vibración que giran en diferentes direcciones en los lados del marco vibrante e inclinados en el mismo plano,
a) los vibradores se montan a los lados del marco vibratorio, giran en diferentes direcciones (consulte las recomendaciones del fabricante para la conexión eléctrica y la dirección de rotación de los vibradores) y se inclinan en dos planos, b) el enfoque patentado de MI SWACO (Mongoose tamiz vibratorio PT) enfoque de usar el tercer motor de vibración. En este caso, se utilizan dos vibradores cuando se requiere obtener una oscilación de tipo lineal, y se pone en funcionamiento el tercero cuando se requiere obtener una oscilación de tipo elíptica balanceada del marco vibratorio.
El tipo de vibraciones utilizadas en la criba vibratoria afecta la calidad del cribado, la velocidad de transporte (remoción) de los recortes, la tasa de desgaste de la superficie de la criba y el grado de degradación de los recortes de perforación en la rejilla (el grado de " rotura" de los recortes en la parrilla por impacto de sobrecarga sobre la misma). Los estudios realizados en la década de 1980 por la empresa de perforación AMOCO mostraron efectos tanto positivos como negativos del uso de los dos tipos de vibraciones más comunes en la industria (lineal y balanceada-elíptica). Generalmente se acepta que con un tipo de oscilación lineal, el rendimiento del tamiz en solución (fuga) y en lodo (tasa de eliminación) es alto. Al mismo tiempo, las oscilaciones elípticas balanceadas permiten drenar mejor los lodos, tienen un menor efecto sobre su fragmentación en la red y conducen a un aumento en la vida útil de la red (según algunas estimaciones, en un 10- 15%).
En la industria petrolera (así como en algunas otras), se utiliza el término "número de malla". Número de malla: el número de celdas de malla por pulgada lineal (Versión de definición: el número de hilos de tejido por pulgada lineal de malla). Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de malla , mejor limpieza proporcionará dicha malla. Diferentes fabricantes usan diferentes rangos de tamaños de malla de criba vibratoria, sin embargo, algunos tamaños de diferentes fabricantes a veces tienen el mismo valor o un valor muy similar.
Un ejemplo de varios tamaños de malla: 10, 20, 30, 38, 50, 70, 84, 105, 120, 165, 200, 230, 270, 325, 400, 500.
En la mayoría de los casos, de la serie anterior se utilizan cuadrículas con un número de malla de 38 a 230. Varios fabricantes y organizaciones tienen tablas para convertir el número de malla en micrones de una celda de cuadrícula. Debe tener en cuenta que cualquier intento de recálculo de este tipo conduce a un gran error (a menudo se desconoce el grosor del cable trenzado) y no puede convertirse en un indicador de la capacidad de separación real.
La mayoría de los principales fabricantes de pantallas vibratorias son empresas estadounidenses y deben cumplir con los estándares actuales del American Petroleum Institute (API) para el etiquetado de pantallas. En particular, estamos hablando del estándar API RP13C. El marcado de acuerdo con esta norma se lleva a cabo de acuerdo con los resultados de una prueba estandarizada.
Entre otros datos especificados en dicha placa:
Cabe señalar que los resultados de esta prueba no son reconocidos por todos los fabricantes y operadores. La mayoría de las personas prefieren usar la designación del número de malla del fabricante, que a menudo difiere del número de malla API. Para comodidad de los operadores, los fabricantes suelen marcar las redes tanto de acuerdo con la norma como con sus propios números y designaciones.