Frac Sand를 선별하는 방법

2014년 8월 22일

"Frac 모래"는 암석층 사이에 갇혀 있는 석유와 천연 가스를 추출하기 위해 수압 파쇄 공정(일명 "파쇄") 중에 석유 산업에서 사용하는 고순도 석영 모래입니다. 추출 과정에서 파쇄 모래는 화학 물질 및 농축제로 처리된 물과 혼합되어 굴착된 우물로 펌핑됩니다. 물의 압력으로 인해 암석이 부서집니다. 그런 다음 물과 파쇄 모래가 균열 속으로 깊숙이 들어가게 되어 더욱 멀리 전파됩니다. 압력이 해제되면 물이 줄어들고 균열을 "지지"하기 위해 파쇄 모래가 남게 됩니다. 생성된 구멍은 석유와 천연 가스를 암석에서 추출할 수 있는 유정으로 방출하는 것을 촉진합니다. 각 지층에 존재하는 석유는 서로 다른 흐름 특성을 가지므로 파쇄 모래는 유정에 맞게 조정되어야 합니다. 모래의 효율성을 최적화하려면 모래의 크기, 구성, 모양이 균일하게 공급되어야 합니다. 또한 압력이 감소할 때 암석이 닫힐 때 암석이 부서지는 것을 방지할 수 있는 압축 강도도 있어야 합니다. 모래가 이러한 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 압축 강도와 모양을 평가한 후 세척, 건조 및 크기에 맞게 선별해야 합니다. 파랙 모래의 최종 처리에는 API 사양 56에 따른 정밀한 스크리닝이 필요합니다. 일반적으로 파랙 모래 생산에 사용되는 스크리너에는 경사 진동 스크리너와 선회 스크리너 또는 체의 두 가지 유형이 있습니다. 대부분의 경사 진동 스크리너는 선형 또는 타원형 모션을 사용하여 재료를 스크린 표면 아래로 전달합니다. 선회형 체는 재료를 전달하기 위해 주로 수평 동작을 활용하여 보다 부드러운 선별 동작을 사용합니다. 경사진동 선별기경사형 진동 선별기부터 시작하겠습니다. 경사 스크리너를 사용하면 장점과 단점이 모두 있습니다. 첫 번째 장점은 상대적으로 가격이 저렴하다는 것입니다. 또 다른 장점은 경사 스크리너가 많은 양의 제품을 처리할 수 있다는 것입니다. 산업용 스크리닝 장비는 비용이 많이 들 수 있지만 경사형 스크리너를 사용하면 상대적으로 저렴한 비용으로 많은 양의 재료를 처리할 수 있습니다. 그러나 이러한 장점과 함께 몇 가지 단점도 따릅니다. 첫 번째 단점은 기울어진 스크리너가 스크린에 공급될 때 재료가 잘 퍼지지 않는다는 것입니다. 경사 스크린에는 좌우 움직임이 없습니다. 따라서 재료가 스크린에 떨어지면 스크린 길이를 따라 직선으로 움직이는 경향이 있습니다. 결과적으로 이러한 기계에서는 재료를 전체 너비 입구에 떨어뜨릴 수 있도록 펼치는 별도의 공급 장치를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 이 피더는 기계의 전체 높이에 비용, 복잡성 및 수직 높이를 추가합니다. 스프레더가 없으면 재료가 적절하게 퍼지지 않으며 화면 표면의 상당 부분이 제대로 활용되지 않을 수 있습니다. 또한 사용 빈도가 높은 영역에서는 스크린이 훨씬 빨리 마모되어 조기에 스크린 오류가 발생합니다. 경사 스크리너의 또 다른 단점은 분리가 부정확하다는 것입니다. 스크린 데크의 경사로 인해 재료는 "실제 측정 개구부"와 "유효 개구부"라는 두 가지 다른 개구부에 노출됩니다. "실제 측정된 개구부"는 스크린 메시의 실제 개구부 크기입니다. 예를 들어, 30 US 표준 체의 "실제 측정 구멍"은 600미크론입니다. "효과적인 개방"은 입자가 화면에 영향을 미치는 방식에 영향을 미치는 중력의 영향으로 인해 발생합니다. 따라서 경사형 스크리너에 30 US 스크린을 놓으면 메쉬의 유효 개구부 크기는 스크린 각도로 인해 실제 개구부 크기보다 작습니다(그림 A 참조). 따라서 경사 스크리너 제조업체는 입자 크기 분포에 필요한 것보다 더 큰 개구부를 사용하여 스크린 선택을 "속임수"해야 합니다. 몇 가지 예를 들자면, 미세분 제거 응용 분야에서 경사형 스크리너는 18 시장 등급 메시(980μ) 스크린을 사용하여 30 US(600μ) 분리를 만들 수 있습니다. 화면 아래로 이동하는 과정에서 "좋은" 거의 크기에 가까운 제품(600-980μ) 중 일부가 미세한 부분으로 손실됩니다. 더 미세한 메쉬를 사용하여 제품 손실을 방지하려고 하면 적절한 미세분 제거 성능을 달성할 수 없습니다. 스캘핑 애플리케이션에서는 일반적으로 개구부를 "속일" 수 없습니다. 600μ 두피에는 600μ 스크린 개구부를 사용해야 합니다. 경사 진동 기계에서 이러한 스크린을 사용하면 ~400μ-600μ 입자가 스크린 아래로 질주하여 특대 부분으로 손실되기 때문에 좋은 제품의 상당한 테일오버가 발생합니다. 선회형 선별기경사형 선별기와 마찬가지로 선회형 선별기도 장점이 있습니다. 그리고 단점. 선회형 체는 일반적인 경사형 스크리너보다 더 비싼 경향이 있으며 경사형 스크리너에 비해 동일한 기본 설치 공간에서 처리량이 더 낮습니다. 그러나 선회형 체는 더 효율적이어서 더 깨끗하고 정확한 절단이 가능합니다. 또한, 체의 선회 운동은 화면 영역을 보다 효과적으로 사용하기 위해 재료를 화면에 퍼지게 하는 경향이 있습니다. 선회 체를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 속성이 있습니다. 먼저 체의 움직임을 고려해야 한다. 선회 시프터는 수평 모션만 활용한다는 점을 명심하세요. 일부 체는 완전히 회전하는 원형 운동을 합니다. 다른 것들은 선회 왕복 운동을 합니다. 선회하는 원형 동작은 전체 화면 영역에 걸쳐 동일한 동작을 생성하여 화면 데크 전체에 걸쳐 동일한 효율성을 생성합니다. 이러한 움직임은 구동 시스템이 기계의 무게 중심에 위치하기 때문에 가능합니다. 화면에 재료를 고르게 퍼뜨리는 데 도움이 되는 것이 바로 이러한 유형의 모션입니다. 이 동작은 또한 자동 청소 볼 데크에서 보다 효과적인 볼 동작을 생성하는 데 도움이 됩니다. 선회 왕복 운동은 원형 운동과 직선 운동의 조합입니다. 이는 드라이브가 기계의 피드 끝에 위치할 때 발생합니다. 스크린 데크는 기계의 공급 끝에서 원형 경로로 움직이고 배출 끝에서 직선 운동으로 움직입니다. 원형 운동은 재료의 균일한 퍼짐을 허용하지만 선형 운동은 볼 데크의 볼 동작에 효과적이지 않아 배출 끝에서 스크린 블라인드를 유발하여 결과적으로 효율성과 처리량이 감소합니다. 고려해야 할 또 다른 속성은 체의 스트로크와 속도입니다. 일부 체는 스트로크가 짧고 모션 속도가 더 빠르며 이는 미세한 입자 분리에 적합합니다. 다른 체는 저속 모션으로 더 긴 스트로크를 가지므로 미세 입자 분리에 너무 활동적인 모션을 생성합니다. 이러한 유형의 모션은 곡물 스크리닝과 같은 거친 응용 분야에 더 적합합니다. 두 동작 모두 서로 다른 응용 분야에서 효과적일 수 있습니다. 그것은 귀하의 프로세스에서 무엇이 가장 잘 작동하는지의 문제입니다. 마지막으로, 선회식 체를 선택할 때 스크린 데크 길이를 고려해야 합니다. 스크린 데크 길이는 제조업체마다 다르며 일반적으로 길이가 7~12피트인 스크린 크기로 제공됩니다. 스크린 데크가 더 짧은 시프터는 설치 공간이 더 작지만 스크린의 재료에 대한 체류 시간도 더 짧습니다(그림 B 참조). 재료의 체류 시간이 길어지면 크기에 가까운 입자가 스크린 구멍에 더 잘 노출되고 더 정확한 스크리닝이 가능해집니다. 또한, 여러 스크린 데크 구성으로 상영할 때 더 긴 스크린 데크가 더 유리합니다(자료 C 참조). 재료가 상단 스크린 데크의 길이를 따라 이동함에 따라 더 작은 재료는 다음 스크린 데크로 떨어지며 해당 스크린 아래로 이동을 시작합니다. 이는 가장 작은 재료가 맨 아래 스크린에 도달하여 하단 팬으로 떨어질 때까지 계속 발생합니다. 더 짧은 스크린 데크에서는 더 작은 재료가 하단 팬으로 떨어질 만큼 스크린에 머무르는 시간이 충분하지 않은 경우가 많습니다. 이로 인해 선별 비효율성이 발생하거나 크기가 작은 제품이 더 큰 재료 부분과 혼합됩니다. 이 문제를 해결하는 유일한 방법은 공급 속도를 늦추어 용량을 감소시키는 것입니다. 데크 길이가 길수록 화면이 길고 화면 영역이 더 넓기 때문에 이를 더 쉽게 처리할 수 있습니다. 보시다시피, 공정용 스크리닝 장비를 구매할 때 고려해야 할 요소와 선택할 수 있는 옵션이 많이 있습니다. 프로세스에 가장 적합한 스크리닝 동작을 결정할 때 효율성과 정확한 절단이 요구되는 경우 선회 동작이 선형 또는 타원형 동작보다 훨씬 우수하다는 점을 명심하십시오. 또한 선회하는 원형 운동은 우수한 스크린 청소를 촉진하는 동시에 스크린 영역 전체에 재료가 퍼지는 데 도움이 됩니다. 귀하에게 적합한 선회형 체를 선택할 때 기계의 스트로크와 속도가 미세 입자 분리에 영향을 미치며 다중 데크 응용 분야를 처리할 때 데크 길이가 중요하다는 점을 명심하십시오. 귀하의 삶을 더 쉽게 만들고 장비 제조업체가 해당 용도에 적합한 장비를 공급하는 데 도움을 주기 위해 고려해야 할 세 가지 규칙이 있습니다. 첫째, 프로세스를 아십시오. 무엇을 성취하려고 하시나요? 요금 요구 사항은 무엇입니까? 귀하의 제품 사양은 무엇입니까? 선별 작업 전후에는 어떻게 되나요? 둘째, 당신의 제품을 알아라. 자유롭게 흐르는가? 수분 함량은 얼마입니까? 벌크 밀도는 무엇입니까? 가능하다면 공급 물질의 입자 크기 분포(PSD)를 파악하십시오. 셋째, 실험실 테스트를 요구하고 참여합니다. 테스트와 함께 모든 프로세스 및 제품 정보를 확보하면 스크리닝 장비를 선택할 때 올바른 방향으로 나아갈 수 있습니다. 가능한 한 빨리 검사 장비 공급업체를 참여시키고 이러한 규칙을 따르십시오. 그러면 성공적으로 설치될 확률이 크게 높아질 것입니다. Jeff Dierig는 MI LLC의 사업부인 SWECO(켄터키주 플로렌스)의 글로벌 마케팅 관리자입니다. 자세한 내용은 800-807-9326으로 ​​전화하거나 www.sweco.com을 방문하세요.