钻井液离心机清理固相的原理

钻井液离心机清理固相的原理

        钻井石油离心机通常安装在除泥器或泥浆清洁器的下一级,属于固控系统中最后一级固控设备,用于含固相颗粒直径≥2μm的悬浮液的分离,以及钻井泥浆和液体的处理。它是唯一能够从分离的固相颗粒表面上清除自由液体的固液分离装置。经离心机分离的固相颗粒仅含有其本身所吸附的液体,即颗粒表面上的束缚液体。离心机用来处理水式加重钻井液,是一种非常有效的钻井液固相处理设备。用于处理钻井液的离心机有两种类型:倾注式离心机,可输送高速液流和低速液流;带眼滚筒式离心机,可输送低速液流。

        钻井石油离心机又称卧式螺旋离心机,简称卧螺离心机。钻井石油离心机的结构是由锥形滚筒、滚筒内的螺旋输送器,以及连接滚筒和螺旋输送器的变速器组成。滚筒可在1500-3500r/min的范围内高速旋转,固-液分离就是在滚筒内进行的,滚筒大头端部开有溢流口。滚筒内的螺旋输送器用来向滚筒两端分别输送液相和固相。变速器把滚筒和螺旋输送器连接起来,使两者同向旋转,并有一定的转速差。滚筒和输送器的转速比一般为35:1,即滚筒转35转,输送器转1转。
                    钻井液离心机
  钻井石油离心机工作时,要处理的钻井液通过进液管进入液腔,再通过进液口进入分离室(即滚筒与输送器的空间)。进入分离室的钻井液由滚筒旋转加速,形成锥状液环,俗称液池。液池的深度通过滚筒端面上的溢流口(一般为8-12个)的高度确定。在离心力的作用下,钻井液中的固相颗粒被甩到旋转的滚筒壁,并沉降下来。根据斯托克定律,大颗粒首先沉降,小颗粒最后沉降,不能沉降的很细的颗粒随液相从溢流口排出。沉降下来的固相颗粒由输送器不断地推动它们向滚筒的小端移动,从小端的底流口排泄出来。由于滚筒的高速旋转,分离室里的钻井液环获得很大的离心力,因而能分离出很细的固相颗粒,同时能甩掉固相颗粒表面吸附的大部分自由水。

  钻井石油离心机的固相排泄能力受输送器输送速度和底流口开度大小的限制,液体溢出能力受溢流口大小的限制,离心机的钻井液输入能力受钻井液中可分离固相的体积限制。如果固相含量低,则输入能力受液体溢出能力的限制,如固相含量高,则输入能力受固相排泄能力的限制。

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