Fagstoff

Rensesystem for slam

Publisert: 08.06.2015, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Utstyr som brukes til slamrensing. Illustrasjon.  

Sentralt i emnet:

  • Rensesystemet fjerner svelleleire, gass og kaks.
  • Slammet kontrolleres av en mud-ingeniør.
  • Gjenbruk av slam er miljøvennlig og økonomisk.

På engelsk kalles prosessen med rensing av slam "Solids Control". Det er fordi hele prosessen handler om å fjerne partikler av ulik størrelse fra slammet.

Renseprosessen går fra grov- til finutskilling for å redusere slitasje på utstyret om bord. Gass må også fjernes fra slammet fordi gassen endrer slammets gjennomsnittlige egenvekt.
Det er ikke tillatt å dumpe partikler som er forurenset med olje på sjøen, så alt som er forurenset må leveres på land for spesialbehandling.
Rensesystemet kan variere litt avhengig av hvilken borerigg man er på. Det er imidlertid noe utstyr som er standard på de fleste boreriggene.

Gumbo box

På noen installasjoner finnes det en Gumbo-boks. Den brukes når det bores gjennom leirsoner, og tar ut store klumper med svelleleire fra slammet. Svelleleiren kan plugge rørene i rensesystemet og det er derfor viktig å samle opp leirklumpene til slammet har vasket klumpene mindre. Når klumpene er blitt små nok og det ikke er fare for plugging av rørsystemene, faller leirbitene gjennom en rist og fortsetter videre til shaker.

Siktemaskin med to duker. Foto.Shale shaker

Shale shaker

Når slammet kommer tilbake til overflaten etter å ha vært i borehullet, vil renseprosessen starte med det samme. Slammet går i flowline i toppen av brønntilkoblingen (riser eller conductor). Ved utløpet er det en dumpetank (shakerbox) der grovutskilling av større biter borekaks (drillcuttings) skjer. Fra shakerboxen blir slammet fordelt over flere siktemaskiner (shale shaker).

De fleste siktemaskiner er utstyrt med to eller flere etasjer med filterduker laget i metalltråd (shakerscreen). Shakerscreen fungerer som en sil og er festet i en ramme som er koblet til en vibrerende enhet. Denne vibrerer filterplatene slik at faste partikler skilles ut fra slammet. Slammet renner gjennom duken til undersiden, mens kakset blir vibrert framover til det faller i en skrue eller sjakt som leder kakset bort fra slammet. Rammene med filterdukene kan vinkles (tilt) til motbakke slik at prosessen med utskilling av kaks skjer kontrollert.

Hver etasje med screen har forskjellig størrelse (mesh) på filteret. Den øverste etasjen har de største åpningene. Dette for å kunne ta ut det groveste materialet først. Deretter vil åpningene bli mindre og mindre i forhold til hvor mange etasjer med screen hver shaker har. Dette vil være til hjelp for å ta ut veldig små partikler med borekaks av slammet. Filtrene må spyles og sjekkes regelmessig underveis i borefasene. Det er viktig at hull og slitasje oppdages tidlig, slik at ikke kaks får komme videre i systemet.

Mer om shale shakers:

Shale shaker (Wikipedia) 

Det er vanskelig å se for seg hvor små partikler en shaker kan fjerne fra slammet. Med det blotte øye kan man tro at slammet er partikkelfritt etter å ha gått gjennom en shaker.

Sandtrap

Sandfellen er en tank som tar imot slammet som kommer fra shaker. I denne tanken går strømmen av slam over i sakte bevegelse, slik at de tyngste partiklene skal få mulighet til å synke ned i bunnen av tanken og bli liggende der. Det er innløp i én ende og utløp i den andre enden av tanken. Avstanden mellom innløp og utløp avgjør hvor lang tid slammet får på veien og hvor mye partikler som kan falle ut av slammet.

Sandfellen må tømmes og rengjøres med jevne mellomrom for å gjøre en god jobb. Blir det for mye partikler som tar plass i tanken, vil det være mindre rom for slammet. Det vil øke gjennomstrømningshastigheten, og da virker ikke denne fasen av renseprosessen godt nok. Samtidig som denne prosessen skjer vil slammet kontinuerlig renne videre i rensesystemet. Noen rigger har ikke sandfelle og bruker i stedet den første slamtanken som synketank ved behov.

Video:

Hvordan en degasser virker  

 

Degassser. Illustrasjon.Degasser

Degasser

I degasser fjernes gass fra slammet. Under en boreoperasjon hender det at målere (sniffere) registrerer varierende mengder med gass i slammet. Gass i slammet kommer på grunn av koblingsstopp (connection), eller som gass som følger formasjonsmaterialet og væsken til overflaten. Det er snakk om små mengder gass og blir derfor ikke klassifisert som kick. Degasseren kobles inn i sirkulasjonssløyfen dersom det registreres gass i returslammet.

 

En degasser kan fungere på forskjellige måter. Det finnes ulike utforminger innvendig, alle med samme hensikt. I noen skapes undertrykk (vacuum) ved hjelp av utvendig sugepumpe eller innvendig sentrifugalkraft. Undertrykket tvinger gassen ut av væsken.

 

En annen måte er å la væsken strømme over flere nivåer med plater slik at væskens overflate blir større (poor boy). Det gjør at gassen får kortere vei ut av væsken, og den frigjøres derfor fra væsken. En slik løsning er vanlig i en vertikal degasser. Ved begge metoder vil gassen stige opp og ledes ut over bord, og slammet renner ned i en sentrifugetank. Når returslammet ikke inneholder gass, ledes slammet utenom degasseren.

Det er veldig viktig å vaske degasseren etter bruk. Et vaskesystem startes slik at degasseren spyles innvendig og slamrestene fjernes. Om ikke dette gjøres, vil slammet stivne og føre til at degasseren ikke starter når det er behov for den igjen.

Partikkelstørrelsene

1 micron=
1/1000 millimeter

Kaks: over 2000 micron
Sand: 74-2000 micron
Silt: 2-74 micron
Leire: mindre enn 2 micron

 

Sentrifuge. Illustrasjon.Sentrifuge 

Sentrifuge

Sentrifugen tar ut de minste partiklene (mindre enn 2 micron) fra slammet. Den kan brukes til å redusere egenvekten på slammet, dersom det er ønskelig, fordi den har muligheten til å fjerne disse små partiklene. Sentrifugen er tilknyttet en sentrifugetank. Det er vanligvis to sentrifugetanker og to sentrifuger, fordi én ikke klarer å fjerne alle partiklene alene. Om det skal kjøres én eller to sentrifuger, avgjøres av mudingeniør som analyserer slammet jevnlig.

Fra degasseren går slammet over i sentrifugetanken. Sentrifugen suger slam fra tanken, sentrifugerer ut partiklene som ledes bort fra slammet og sender slammet videre. Dersom det er behov for to sentrifuger til å behandle slammet, går slammet videre til neste sentrifugetank og sentrifuge før det går videre.

Inni sentrifugen er det en roterende del (hus) som roterer med høy hastighet (opp mot 4000 rpm). Slammet blir slynget ut til siden med en slik hastighet at veldig små partikler blir frigjort. Slammet renner videre til neste tank mens partiklene legger seg i en skrue som frakter disse ut av sentrifugen.

Sentrifugen vil også fjerne vektmateriale (barytt), som er små partikler og en viktig del av slammet. Mudingeniør kontrollerer slammet og passer på å erstatte vektmaterial-tapet, slik at slammet holder riktig egenvekt i brønnen. Når slammet er ferdig behandlet i sentrifugen, renner det inn i den siste tanken som heter cleantank.

Sentrifugen har stort behov for vedlikehold. Derfor er det viktig å kjøre dette utstyret med rent vann for å rengjøre den. Om ikke dette gjøres, vil partiklene bygge seg opp på innsiden av sentrifugen, og det blir problemer med å operere sentrifugen. 

Cleantank

Cleantank er en mellomtank hvor slammet oppholder seg i en liten periode før det renner tilbake i hovedtank (active pit) for å starte en ny runde via brønnen i sirkulasjonssystemet. Dersom systemet er utstyrt med desilter går slammet fra cleantank til desilteren. 

I noen tilfeller er cleantanken utformet slik at den kan fungere som rensetank for renhold av sentrifugen. Da fylles cleantanken med ferskvann som tilsettes sitronsyre. Dette pumpes inn i sentrifugen og tilbake til cleantanken gjentatte ganger. Det skal løse opp hardpakkede rester av slam som er i sentrifugen.

Hydrosyklon. Illustrasjon.Hydrosyklon Desilter 

Desilter

Desilter finnes på enkelte installasjoner. Denne kan ta ut små partikler som kalles silt (2-60 micron). Den er lite brukt ettersom den ikke bare tar bort partikler; ved å bruke denne mister man mye boreslam også. Med tanke på nulltoleranse for utslipp og kostnader på boreslammet, blir desilteren ofte valgt bort.

Desilter og desander fungerer som en syklon. Væsken pumpes inn i siden av syklonen og får en hastighetsøkning på grunn av syklonformen innvendig. I bunnen skilles tyngre partikler ut og i toppen skilles lettere partikler ut.
En hydrosyklon desander har færre og større sykloner og kan fjerne partikkelstørrelser opp mot ca. 200 micron.

Relatert innhold

Generelt