Il principio degli idrocicloni

Gli idrocicloni sono essenzialmente semplici dispositivi che convertono la pressione generata da una pompa centrifuga in forza centrifuga, facendo separare i solidi sospesi nel fango dal fluido. Questa separazione è in realtà una decantazione accelerata a causa della maggiore forza gravitazionale causata dall'azione centrifuga all'interno del cono. L'azione all'interno dell'idrociclone può moltiplicare la forza gravitazionale fino a 200 volte. Nelle operazioni di perforazione, gli idrocicloni utilizzano queste forze centrifughe per separare i solidi nell'intervallo da 15 a 80 micron dal fluido di perforazione. Questo fluido carico di solidi viene scaricato dall'apice inferiore del cono e il fluido di perforazione pulito viene scaricato dallo scarico di troppo pieno.

Gli idrocicloni sono costituiti da una sezione cilindrica superiore dotata di una sezione di alimentazione tangenziale e una sezione conica inferiore aperta sul suo apice inferiore che consente lo scarico dei solidi. La sezione cilindrica superiore chiusa ha un tubo di ricerca vortice sporgente verso il basso che si estende sotto la posizione di alimentazione tangenziale.

Il principio degli idrocicloni

Il fluido proveniente da una pompa centrifuga entra nell'idrociclone tangenzialmente, ad alta velocità, attraverso un ugello di alimentazione sul lato del cilindro superiore. Quando il fluido di perforazione entra nell'idrociclone, la forza centrifuga sulla sospensione vorticosa accelera i solidi verso la parete del cono. Il fluido di perforazione, una miscela di liquido e solidi, ruota rapidamente ruotando verso il basso verso l'apice. I solidi di massa superiore si spostano verso la parete del cono. Il movimento procede verso l'apertura dell'apice nella parte inferiore del cono. All'apice di apertura, i solidi lungo la parete del cono, insieme a una piccola quantità di fluido, escono dal cono. Lo scarico è limitato dalle dimensioni dell'apice. Le particelle fluide e di massa più piccola, che sono state concentrate lontano dalla parete del cono, sono costrette a invertire la direzione del flusso in un percorso a spirale verso l'alto al centro del cono per uscire attraverso il cercatore di vortici.

Il cercatore di vortici è un tubo cavo che si estende al centro del cono. Devia il fluido di perforazione dal flusso diretto verso l'uscita di troppo pieno, facendo spostare il fluido di perforazione verso il basso e verso il cono. Il liquido vorticoso viene forzato verso l'interno e, ruotando ancora nella stessa direzione, inverte il flusso verso il basso e si sposta verso l'alto verso il centro del cercatore di vortici. In un cono bilanciato, il cilindro interno del fluido vorticoso circonda un cilindro d'aria che viene tirato attraverso l'apice del cono. Solidi e una piccola quantità di liquido vengono scaricati dall'apice inferiore del cilindro. L'apertura dell'apice relativa al diametro del cercatore di vortici determinerà la secchezza dei solidi scaricati.