Principe de fonctionnement des hydrocyclones de boue

Les hydrocyclones séparent les solides en fonction de la masse, qui est fonction à la fois de la densité et de la taille des particules. Cependant, dans les fluides de forage non pondérés, la densité des solides a une plage relativement étroite, et la taille a la plus grande influence sur leur décantation. Les forces centrifuges agissent sur les particules de solides en suspension, donc celles qui ont la plus grande masse (ou la plus grande taille) sont les premières à se déplacer vers l'extérieur vers la paroi de l'hydrocyclone. Par conséquent, de gros solides avec une petite quantité de liquide se concentreront sur la paroi du cône, et des particules plus petites et la majorité du liquide se concentreront dans la partie intérieure.

Les particules de plus grande taille (masse plus élevée), lorsqu'elles atteignent la section conique, sont exposées à la plus grande force centrifuge et restent dans leur trajectoire en spirale descendante. Les solides glissant le long de la paroi du cône, avec le liquide lié, sortent par l'orifice de l'apex. Cela crée le sous-écoulement de l'hydrocyclone.

Principe de fonctionnement des hydrocyclones de boue

Les particules plus petites sont concentrées au milieu du cône avec la plupart du fluide de forage. À mesure que le cône se rétrécit, la section réduite réduit la trajectoire de descente en spirale des couches les plus internes. Un deuxième tourbillon ascendant se forme à l'intérieur de l'hydrocyclone, et les couches de fluide centrales avec des particules solides plus petites se tournent vers le trop-plein. Au point de cisaillement maximal, la contrainte de cisaillement dans un désiltre de 4 pouces est de l'ordre et de la grandeur de 1000 secondes réciproques.

Le vortex ascendant crée une zone de basse pression au centre de l'hydrocyclone. Dans un cône équilibré, l'air entrera dans le sommet inférieur à contre-courant des solides et du liquide déchargés de l'hydrocyclone. Dans un cône déséquilibré, une décharge de corde sortira du cône, entraînant des quantités excessives de liquide et une large gamme de solides dans les déchets. Un cône déséquilibré n'est guère plus qu'un pot de décantation, semblable en fonctionnement à un bac à sable.