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        鉆井液離心機的結構及工作原理

        2012-11-17

        鉆井液離心機是唯一能夠從分離的固相顆粒表面上清除自由液體的固液分離裝置。經離心機分離的固相顆粒僅含有其本身所吸附的液體,即顆粒表面上的束縛液體。離心機用來處理水式加重鉆井液,是一種非常有效的鉆井液固相處理設備。用于處理鉆井液的離心機有兩種類型:傾注式離心機,可輸送高速液流和低速液流;帶眼滾筒式離心機,可輸送低速液流。

        鉆井液離心機又稱臥螺離心機,簡稱離心機。鉆井液離心機的結構是由錐形滾筒、滾筒內的螺旋輸送器,以及連接滾筒和螺旋輸送器的變速器組成。滾筒可在1500-3500r/min的范圍內高速旋轉,固-液分離就是在滾筒內進行的,滾筒大頭端部開有溢流口。滾筒內的螺旋輸送器用來向滾筒兩端分別輸送液相和固相。變速器把滾筒和螺旋輸送器連接起來,使兩者同向旋轉,并有一定的轉速差。滾筒和輸送器的轉速比一般為80:79,即滾筒轉80轉,輸送器轉79轉。當滾筒轉速為1800r/min時,輸送器相對滾筒有22.5r/min的轉速差。這個相對轉速正是輸送器的傳送速度。

        鉆井液離心機工作時,要處理的鉆井液通過進液管進入液腔,再通過進液口進入分離室(即滾筒與輸送器的空間)。進入分離室的鉆井液由滾筒旋轉加速,形成錐狀液環,俗稱液池。液池的深度通過滾筒端面上的溢流口(一般為8-12個)的高度確定。在離心力的作用下,鉆井液中的固相顆粒被甩到旋轉的滾筒壁,并沉降下來。根據斯托克定律,大顆粒首先沉降,小顆粒最后沉降,不能沉降的很細的顆粒隨液相從溢流口排出。沉降下來的固相顆粒由輸送器不斷地推動它們向滾筒的小端移動,從小端的底流口排泄出來。由于滾筒的高速旋轉,分離室里的鉆井液環獲得很大的離心力,因而能分離出很細的固相顆粒,同時能甩掉固相顆粒表面吸附的大部分自由水。

        鉆井液離心機的固相排泄能力受輸送器輸送速度和底流口開度大小的限制,液體溢出能力受溢流口大小的限制,離心機的鉆井液輸入能力受鉆井液中可分離固相的體積限制。如果固相含量低,則輸入能力受液體溢出能力的限制,如固相含量高,則輸入能力受固相排泄能力的限制。

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