4 200 r/min卧螺离心机转鼓和螺旋输送器结构参数优选

为满足钻井液高效分离的需求,亟需研制高转速卧螺离心机。针对中高转速卧螺离心机转鼓破裂、螺旋输送器叶片断裂的技术难题,以3 200 r/mim离心机的转鼓和螺旋输送器结构参数为基础,利用有限元法分析转速提高到4 200 r/mim时卧螺离心机转鼓和螺旋输送器的最优参数。为提高计算精度,首先对转鼓和螺旋输送器的网格进行无关性分析,推荐转鼓和输送器的网格数分别为250 000和600 000。另外,以应力变形和安全系数为评判依据,利用有限元法分析转鼓壁厚、螺旋叶片螺距、厚度和倾角的结构参数,得出螺距、厚度为螺旋输送器的敏感参数,建议优选螺距为116 mm、厚度为7.5 mm,其余结构参数影响不是特别明显。建议根据螺旋输送器的振动特性和固液分离特性进一步优选结构参数,为高速离心机研制提供参考。     

基于流固耦合的LW350离心机适应性分析

为了研究离心机的流场特性及其关键结构的力学特性,以LW350型离心机为研究对象,建立了离心机流体域和螺旋输送器的模型,通过数值模拟得到离心机流场的情况,并对螺旋输送器进行了流固耦合分析,得到各参数对结构强度的影响规律。研究结果表明:在高转速下,分离效率主要受转鼓转速的影响,转鼓内不同径向截面的周向速度具有对称性,径向速度受湍流的作用影响物料扩散,轴向速度正负分层明显,利于液相回流;压力场表现为沿径向压力增大,轴向压降减小,利于沉降固相;通过单向流固耦合分析,螺旋输送器满足刚度和强度的要求,各参数对结构变形和应力大小有一定的影响。研究结果可为离心机的安全高效运行提供参考。     

油基钻屑三相离心机研制与应用

针对页岩气开发中的水平段钻井所采用油基钻井液而产生的油基钻屑环境污染问题,研制了适用于油基钻屑处理的三相离心机,设计了转鼓液面调节装置和溢流实时调节机构两种高效分离结构,实现了改变固相含液量及在不停机情况下实时改变离心机工作特性的目的。现场试验证明,三相离心机工作性能稳定,参数调节方便,满足了油基钻屑处理的需要。     

钻井液净化用离心机分离因数的选择

通过对钻井液中固相粒度分布、固相颗粒在离心力场中的沉降速度、固相分离所需的最小分离因数，以及分离因数与离心机分离中点的关系等方面的分析，探讨了离心机分离因数的选择。指出钻井液净化用螺旋卸料沉降离心机的主要任务是清除钻井液中2～74μm的无用固相；分离因数Fr是衡量离心机性能特征的一个重要指标，从离心机的维修费用、制造成本和使用寿命等方面综合考虑，在满足工艺的条件下，应尽量选用小的分离因数，即一般应使Fr≤1200；当Fr≤1200时，提高Fr会显著提高离心机的分离效果；Fr＞1200时，提高Fr对分离效果的影响较小。     

钻井液离心机的设计

设计钻井液离心机主要依据离心机的水力负荷和固体负荷,即Σ理论和β理论。分析计算表明,影响离心机性能的主要因素有分离因数、差动速比和岸锥角等。结构设计时,推荐转鼓转速1600～2000r/min,分离因数828～2100,岸锥角8～10°,差功速比79/80。     

螺旋沉降离心机工作流量与分离中点计算与选择

离心机工作流量和分离中点的计算与确定，对离心机设计和现场使用都是应当注意的问题。文中从理论推导到现场试验分析等多方面描述了离心机分离中点与流量的关系及其对现场分离效果的影响。     

轴流式气液旋流分离器分离性能试验研究

操作参数和结构参数对轴流式气液旋流分离器的分离性能具有较大影响,试验考察了体积流量、入口含液质量浓度以及柱段长度等参数对分离器分离性能的影响,找出了其影响规律和特点,并进行了初步的理论分析。研究结果为该类型气液旋流分离器的优化设计提供了依据。     

结构参数对导叶式旋风管内流场分布的影响

用智能型五孔球探针对导叶式旋风管内流场进行全面系统测量，根据实验结果得到了导向叶片参数、导流锥结构参数及排尘结构参数对流场分布的影响规律。在流场分析的基础上，进一步研究了结构参数对旋风管内颗粒分离的影响，为优化结构，提高分离性能，研究分离机理奠定了实验基础。     

分离加重材料时离心机的自适应控制研究

通过对加重材料的研究,建立数学模型,确定出分离加重材料时离心机的分离粒度;设计变频全自动闭环控制系统,根据钻井液的粘度、密度及工作时离心机的负载扭矩、振动的变化,通过实时数据采集,将其数据反馈给单片机;针对采集到的数据,用单片机中编制的C＋＋程序进行判断,控制系统发出相应的处理指令,输出变频器频率和供浆泵流量,达到随着钻井液性能及离心机参数的变化,加重材料得到最有效分离的目的。     

离心机分离效果影响因素分析

大庆石化公司腈纶厂采用硫氰酸钠(NaSCN)溶液为溶剂生产腈纶纤维。通过离心机设备将蒸发后的NaSCN浓溶液进行较长时间的重力沉降,应用高速旋转的卧式沉降离心机分离出沉降槽底部堆积的Na2SO4,将Na2SO4外运处理。离心机的分离效果既影响NaSCN溶液的质量和产量,又涉及对环境的影响。良好的分离效果可使外运废料Na2SO4中的NaSCN含量较低、减轻NaSCN对环境的污染。1离心机的结构及工作原理离心机的结构见图1。离心机是根据NaSCN溶液和Na2SO4晶体的离心力不同,形成可分离的固液两相。固液分离发生在水平的圆柱     

海上废弃钻井液处理研究

针对胜利油田海上钻井液类型及特征,研究出了一套废弃钻井液处理工艺——化学强化固液分离技术。通过对两口井钻井液样品的试验,研究了脱稳剂类型、离心机转速、稀释比和离心时间等因素的影响,筛选出了脱稳剂,确定了最佳水力条件。对废弃钻井液固液分离出的钻井污水处理技术进行了研究,通过正交试验,筛选出了无机絮凝剂和有机助凝剂,并确定了其最佳加量。处理后的水质达到国家综合排放标准。     

钻井污水处理装置离心分离橇的试验研究

对钻井污水处理装置离心分离橇进行了工业性试验研究,探讨了各处理单元的工作机理和功效,对分离橇的核心处理单元卧螺离心机的工作参数进行了试验优化,对絮凝剂进行了筛选。现场试验结果表明,卧螺离心机适合处理钻井污水的工作参数范围为大长径比、高溢流堰板、分离因数1 314～1 716、差转速5～12 r/min;离心分离橇采用除油缓冲→离心分离→吸附过滤工艺处理钻井污水,出水浊度达到20 NTU以下,色度明显降低,能够达到配钻井液和完钻后的替换钻井液等回用要求,也可作为达标排放处理设备的进水。该处理工艺具有设备结构紧凑,便于移运,人工参与少,能连续运行的特点,适合钻井队的使用工况。     

新型高效沉降离心机设计研究

为满足钻井作业对钻井液固相控制的要求,在新型离心机的螺旋输送器内筒内安装了供料加速器,并在螺旋输送器的内筒上开有较宽的纵向槽,极大地减小了供料区的湍流。供料加速器由4片叶片和底板组成,每片叶片的横截面形状设计成2段反向弧线,既能加速液体的速度,又可使螺旋输送器所受扭矩尽可能小。供料加速器对钻井液起加速径向运动的作用,使固相颗粒能加速沉降到转鼓内表面,极大地减小沉降时间。试验结果表明,新型离心机与现有传统离心机相比具有更好的分离效果和更大的处理量。     

声化破乳离心分离处理废弃油基钻井液实验研究

利用声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液,考察破乳剂加量、加热温度、超声时间和离心机转速对脱油率的影响。通过实验确定了破乳效果最好的破乳剂是BASF-L62。运用单因素实验和正交实验对声化破乳-离心分离处理废弃油基钻井液的影响因素进行了研究。实验结果表明:在加热时间20min、破乳剂加量200mg/L、加热温度70℃、超声时间9min、离心机转速8 000r/min和离心时间10min的条件下,声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液的脱油率达81.78%。     

离心机分离固相测定分析方法及其应用

离心机是现场钻井液净化处理常用装置,也是使用效果比较稳定的固相控制装置,目前钻井现场常用型号多为LW355和LW450型2种,考虑到处理量提高问题,也有配置LW600型的。但无论哪种型号的离心机,其分离效率以及底流产物固相组分的变化都不大,造成这种情况的原因主要是对于密度、黏度一定的浆液,离心机存在一个比较理想的固相颗粒分离点,由于现场钻井液成分以及性能参数处于不断变化中,加之现场维护工艺也在根据情况随时调整,导致离心机的"理想分离点"也会不断变化,目前的离心机尚不具备自行调节"分离点"至理想范围的能力。这就需要对离心机排放物（底流或溢流）的固相组分进行分析,以便实时掌握离心机分离效率变化情况,根据分离产物中各类固相的含量及时调节离心机工作参数,尽可能使离心机分离效率处于理想状态。来自国内各地不同井的离心机底流产物固相分析结果表明,离心机对于高、低2种密度固相的分离效率存在比较显著的差别,这主要是离心机在工作状态时,由于进料状态的不断变化导致离心机的"分离点"也处于随机性的动态变化中。系统地对离心机排放物进行固相成分分析,有助于离心机的技术进步和提高离心机使用效率。      

高含水原油对水力旋流器预分离性能的影响

简述了高含水原油经水力旋流器分离时出现乳化的原因, 讨论了影响水力旋流器高含水原油预分离性能指标, 并对影响高含水原油预分离性能的重要参数———旋流器入口流量、分流比、压降和溢流口直径等分别进行了试验。试验结果表明, 当水力旋流器的流量、分流比和压降比控制在一定范围内时, 选择适当溢流口直径才能同时提高分离效率和脱水效率, 使高含水原油预分离后溢流的含油浓度满足生产要求, 底流口污水的含油浓度也满足后续除油工艺要求。     

高密度钻井液加重剂回收技术

随着深井、超深井钻井技术的发展，高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。为此，通过研究有害固相与加重剂的粒度分布，建立了数学模型，确定出回收加重剂的最佳分离点，得到相应回收设备的工作参数。结合油气田现有固控系统的配置，设计出回收加重剂的系统配置方案：采用细目振动筛+可调速离心机+高速离心机的组合方式，通过控制阀门、流量计及变频器合理结合，达到把加重剂分离出来，同时将其有害固相加以清除的目的。通过在塔里木油田神木一井的现场实验，验证了回收加重剂理论模型的有效性。该技术能回收大量的加重剂、节约加重剂的费用、减少矿产资源损耗，更有效地解决了环境污染问题，具有显著的社会经济效益。     

LW450型螺旋式钻井液离心分离机

介绍了ＬＷ４５０型螺旋式钻井液离心分离机的结构及工作原理。分离机处理能力为５０ｍ３／ｈ,主要部件均选用优质耐蚀不锈钢制造,推进器叶片表面加以特殊的耐磨耐蚀处理,延长了整机的寿命和大修周期。采用变频调速电动机配合行星齿轮差速器,使螺旋推进器与滚筒之间形成００２５ｒ／ｍｉｎ的转速差。为防止螺旋推进器扭矩过载而专门设计了保险装置     

Rules governing the classification of coal slurries for filtering centrifuges

The feasibility of using filtering centrifuges for the cleaning of a coking-coal slurry is confirmed in principle, and regime operating parameters, which ensure the production of a concentrate of conditioned quality are determined on the basis of results of experimental-industrial tests of a new procedure for this operation at the Neryungrinskaya Concentrating Mill. An equation is proposed for determination of solid carry-off in the centrifuge effluent, which completely satisfactorily (with a correlation coefficient of 0.7–0.8) describes the dependence of the parameter in question on the solid content in the centrifuge feed, and on its content of ?0.2-mm material. It is noted that special investigations to determine the effect of the speed of the rotor and shape of the particles on the amount of solid carry-off in the centrifuge effluent are required for construction of a model describing the size reduction of solid-phase particles in the effluent during centrifuge filtration.