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泥浆净化,泥浆不落地,固控系统,钻屑干燥机,干燥振动筛,钻井液离心机,螺旋输送机,钻井液振动筛,泥浆清洁器
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固控设备对泥浆颗粒的清除

2016年4月7日
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| Categories: 固控设备文章

固控设备

钻井液固控系统主要用于清除钻屑等有害固相及回收重晶石等有用固相。固控系统主要由泥浆罐、钻井液振动筛、除砂器、除泥器、钻井液离心机等主要设备以及砂泵、混浆装置、真空除气器等辅助设备组成。

泥浆罐主要用来储存泥浆以及固控设备的载体,经过固控设备净化的泥浆进入泥浆罐的各个仓室,根据不同的设备进行处理,从而达到清除固相颗粒回收重晶石以及净化泥浆的目的。

固控系统大致处理流程:

钻井液振动筛是固控系统中的第一级处理设备,能清除钻井液中较大的固相,可以清除74μm以上的固相颗粒。是固控系统中必不可少的设备,是后续设备的领头羊。

真空除气器用于清除泥浆中的气体,是固控系统中的第2及固控设备,它能够迅速、有效地清除泥浆中所含的气体,除气器对于恢复泥浆密度,防止潜在井喷、井塌危险的发生其有重要作用。

排在第3级的固控设备是钻井液除砂器,经过真空除气器处理后的泥浆通过砂泵输送进入到除砂器中,除砂器将泥浆较大的砂粒(粒度44μm—74μm)分离出来。

用在除砂器之后的是钻井液除泥器,用于清除15~44μm的固相可以,进一步保证钻井液的性能。

在一些需要节省空间的固控系统中,可以将除除砂器和除泥器以及一台底流筛组成钻井液清洁器,钻井液清洁器能够有效的清除大于15μm的固相颗粒。在一些不复杂的钻井平台中完全可以替代除砂器和除泥器。

固控系统的最后处理设备是钻井液离心机,主要用于清除小于7μm的固相颗粒以及回收重晶石,其回收率达到95~97%。

固控设备全部采用主要用干复杂井况和要求较高的井况,在实际应用过程中,可以跟据钻井作业的需要,采用其中的一级成几级泥浆固控流程。

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泥浆搅拌器的设计及其结构特点

2016年3月15日
| 没有评论
| Categories: 固控设备文章

泥浆搅拌器的设计要点

泥浆搅拌器,结构坚固,皮实可靠,尺寸紧凑。泥浆搅拌器的高宽比近似为1:1,因此重心较低,稳定性好,在叶轮遇到一个瞬时的冲击负荷时,比较安全。

泥浆搅拌器由于装有结构简单而强度高的单极蜗轮蜗杆减速器,所以他运转平稳,均匀。涡轮传动装置承受冲击和振动的能力比相应规格的螺旋齿轮二级减速装置高50%以上。当速比达到60:1和80:1时,涡轮传动装置的效率较低。但是,新型涡轮传动装置的减速比为20:1,实践证明,它具有极高的效率,并且显示出其他型式的齿轮传动装置所没有的优点。

为了使泥浆罐中的泥浆搅拌均匀,根据液流流谱证明:恶论的叶片倾斜60度时,轴向和径向的流量相等。当液体接触到叶片时,它就被迫向下运动到灌底,然后沿罐壁向上返回。这种运动使顶部和底部的泥浆不断的混合,以使罐内各部分的泥浆具有相同的浓度。当泥浆泵入井内,这有助于消除由于轻、重泥浆不均而引起操作上的难题。

在深度等于或小于48英寸(约等于1.2米)的泥浆罐中,即可使用平直的涡轮叶片,也可使用曲线形涡轮叶片。对于较浅的泥浆罐,将叶轮安装在轴的下部位置,也可以进行充分的搅拌。若在泥浆罐上焊装合适的挡板,涡轮型式的叶轮就会产生径向的液流和少量的轴向液流。当泥浆搅拌器在很深的泥浆罐中运转时,可以在一根轴装上两个叶轮,同样能令人满意地工作。但是,多数的泥浆搅拌器推荐安装有60度倾角的叶轮叶片。用户的经验证明,这种搅拌器在其适用范围内能混合的十分均匀。

搅拌器中电动机规范

全部采用防爆T型机座,3相230~460V,1150转/分,频率60赫兹;或者采用3相190~380V,958转/分,频率50赫兹.电动机用弹性联轴节与减速机直接相连。在连接轴的上方装有坚固的钢质护照。

泥浆搅拌器的规范

实心的低碳钢轴用刚性连轴节与减速机相连。为了调节叶轮的高度,在轴的下部开有键槽。轴的直径范围为38.1毫米到88.9毫米之间,具体随型号而定。轴的实际长度由用户确定

如何计算泥浆搅拌器的尺寸和数量

在现在使用的设备中,很有可能有75%的泥浆搅拌器安装得不恰当,造成这种情况的原因不是不了解正确确定尺寸的方法,就是不懂得合理选定尺寸的重要性。

每一种搅拌器计算出的合理搅拌量与给定的功率及叶轮直径有关。叶轮能够达到的搅拌范围与泥浆比重的关系和所需功率都是可以用计算来确定的。
下面的资料室正确选定搅拌器尺寸的依据:

1.泥浆罐的长度、宽度、高度和隔舱尺寸

2.每个隔舱的用途,例如作沉淀罐、段塞泥浆罐、真空除气器用罐等

3.预先确定最重的泥浆比重。如果不知道确切的数值,可假定是20磅/加仑(2.4克/立方厘米)的泥浆。

4.设备动力的电压和频率

5.陆地还是海洋设备?如果是陆地设备,那么在设备的搬运会和泥浆罐一起搬运吗?

在取得尽可能多的资料后,可以用下面提供的曲线图,来取定比较恰当的搅拌器尺寸的近似值。

正确选择泥浆搅拌器的尺寸,第一步先查出在曲线图右边的罐的宽度。然后沿着横线在图的左边有一相应的叶轮直径推荐值。叶轮尺寸与泥浆比重以及所需的马力有关,可以简单地从叶轮直径按照水平线引到预先确定的泥浆比重曲线上,此时再找到这一点右边最靠近的粗曲线,记下粗曲线上部所需要的功率值。如果所选择的泥浆比重不符合图中所示的那三条曲线,那就选用比重相近而又较高的那一条曲线。

泥浆罐被划分为几个工作范围简图…

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旋流除砂机理研究及旋流除砂清洁器的开发

2016年3月8日
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| Categories: 固控设备文章

1 旋流除砂器结构及除砂原理简介

旋流除砂器是一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有不同密度的相分离开来的机械分离设备。旋流除砂器的基本构造为一个分离腔、一个入口和2个出口(见图1)。分离腔多为柱-锥形。入口一般采用切向入口。出口多为轴向出口, 分布在旋流除砂器的两端。靠近进料端的为溢流口, 远离进料端的为底流口(排砂口)。钻井液通过泥浆泵从切向入口注入旋流除砂器, 并在旋流除砂器腔内高速旋转, 产生几千倍于重力场的离心力场。在离心力的作用下, 密度大的固相被甩向四周, 并顺着壁面向下运动, 作为底流由底流口排出;密度小的钻井液被带到中间并向上运动, 最后作为溢流由溢流口排出。这样, 用旋流除砂器就达到了净化钻井液体的目的。

2 内部泥浆流态及二次除砂能力

通过除砂原理可知, 泥浆在旋流器腔内做螺旋运动, 在除砂器自身结构的影响下, 在其向下运动的过程中, 逐渐改变运动方向, 最终形成围绕中心线向上旋升的内旋流体, 从溢流口排出。因此, 在除砂器锥形腔内, 存在2股反向螺旋流(见图2),...

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泥浆清洁器工作调试

2016年2月25日
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| Categories: 固控设备文章

 

钻井液清洁器的工作调试:

钻井液清洁器是固控系统中净化设备中的一种,它由进出液管和旋流器组成。旋流器由上盖、上锥体、下锥体通过法兰、卡箍联接为一体,其底部为一花帽式低流排砂口。旋流器的溢流管与进液管、出液管通过卡箍紧固联通。底流口是可调的,可根据钻井液的含砂量的高低适当调节更换。调节底流口时,只需拧下调节花帽,更换底流排砂口后,再把调整花帽拧上即可。除砂器的两侧都设有进液口,选用一个时,另一个用盲盖法兰封堵。

钻井液清洁器是如何工作的呢?

钻井液清洁器在钻井液压力范围内,通过进液管,泥浆沿旋流器口内壁切向进入旋流器圆筒体并高速向下螺旋旋转时,产生巨大的离心力场,轻质钻井液由中心的低压区螺旋上升,从溢流口排入钻井液循环罐中,较重的固相颗粒在离心力的作用下被甩向筒壁,在钻井液向下旋转的推力和自重作用下沿旋流器的壁螺旋下沉,从底流口排出并流至筛面,经过振动筛的筛分,钻井液与固相颗粒得到分离,从而起到净化钻井液的作用。

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提高椭圆型钻井液振动筛筛网的研究与实践

2016年2月3日
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| Categories: 固控设备文章

目前我国大部分钻井公司普遍采用的钻井液振动筛形式是单轴椭圆形钻井液振动筛,由于结构简单、处理量大、易于更换筛网、激振力振幅可调、启动和停车迅速而平稳、使用维护方便等优点,称为主流产品。当钻井液振动筛上的激振器旋转中心位于筛架质心的正上方时,将使振动筛筛面上的固相颗粒在中部或出口端堆积起来,甚至使颗粒由钻井液振动筛出口端倒流回中部一部分。这是因为摇摆使振动筛筛箱各处的振动轨迹、速度、加速度的椭圆曲线长轴向中部倾斜的缘故。因此,必须使出口端的筛网有一个向下的较大倾角,才可以使岩屑顺利排出筛网。否则由于部分岩屑在筛网上长时间的振动、致使筛网的寿命大大缩短,但是加大筛网倾角会使大量的泥浆流失。

此外该结构还不适宜使激振电机长时间使用。上述缺点已被大量实践证明。尽管新研制的普通椭圆钻井液振动筛将电动机从筛箱上移到底座上使其不参加振动,以延长激振电机的使用寿命,并去掉了配重,又使钻井液振动筛的筛箱长度变短等改进,但仍未解决筛网寿命短的根本问题,致使不能大面积地推广应用。为此,我们又对钻井液振动筛进行了多方面的研究与实践。

1.改变钻井液振动筛的振型

普通钻井液振动筛的振型是由于激振器的旋转中心在钻井液振动筛筛框质心的正上方所形成的。设计钻井液振动筛时,为尽可能减少或避免固相颗粒在出口端集结或向中部倒流,要求出口端椭圆长轴与水平面所夹的锐角不小于45度。也就是说,固相颗粒越易向前抛出,越不容易在出口端集结或向中部倒流。对于进口端由于受钻井液向前冲力的作用,固相颗粒排出的速度基本上不受椭圆长轴与水平夹角的影响。因此,只要改善出口端固相颗粒的排出条件,便可解决钻井液振动筛筛网寿命短的问题。经研究分析确认,将激振器的旋转中心向出口端移动,会使出口端长轴与水平面所夹的锐角增大。根据这一原理,我们对钻井液振动筛的激振器旋转中心的位置作了大量的优化计算和实验,优化计算的理论依据可由钻井力学基础中关于“关于钻井液振动筛的动力学计算分析”,得出任意点的振动轨迹方向。由此可知,当振动筛筛箱构件的质量不变和弹簧刚度及弹簧相对筛箱质心位置不变时,只改变激振器旋转中心的位置,便可以改变钻井液振动筛的振动特性。改变弹簧的刚性和位置也可以改变特性,但实践证明,其影响效果不明显。

移动距离的多少,经过多次的反复试验后得出的结论是,当椭圆长轴与水平面所夹的锐角不小于75度时,固相颗粒排出的速度达到最佳状态。

2. 怎加钻井液对筛网的覆盖面积

根据实际及实验可知,当钻井液覆盖整个筛网面积75%(剩余的25%为出口端的筛网,如果钻井液覆盖整个筛网,则会使泥浆流失)时,可以使筛网的寿命达到或接近这一工作状态。可以根据钻井液处理量的大小随时更换钻井液振动筛的型号。但这在现场实际使用中难以做到。为了尽可能的满足这一变化的要求,在钻井液的进口端设计了钻井液延伸槽。它的底板由数块固定板和活动板组成。活动板可以围绕链段的转轴旋转,是现场的需要可以方便的改变每一块活动板的旋转角度,当液体处理量较小时,可以全部关闭活动板,使液体全部流向出口端筛网。实践证明这一措施可以有效的减少颗粒在筛网上的跳动时间,有利于筛网寿命的延长。

3. 钻井液振动筛采用叠层粘结筛网

为了提高钻井液振动筛筛面的筛网寿命,特别是细筛目筛网寿命,通常采用一层粗筛网作为衬筛,面筛网和衬筛网分别张紧的方式,致使振动筛筛箱的结构复杂,增加了制造和安装的难度,尤其是难以使面筛网和衬筛网的张紧程度保持一致。因此,在使用该过程中造成两层筛网的互相摩擦,再加上部分颗粒易于夹在两层筛网中间,加速了筛网的破损。经过反复试验研究,采用叠层粘结筛网代替原双层筛网结构,这种筛网是在面筛和衬筛之间均匀布置间隔50mm的胶条,胶条宽度为5mm,经过热压使面筛与衬筛粘合在一起,然后统一压出张紧的钩边,使其成为一个整体。采用这种筛网结构后,即简化了两层筛网分别张紧的复杂结构,又减少了制造和更换筛网的难度,更重要的是提高了振动筛网的寿命。

4.结论

1、通过采取以上措施,经过现场30台钻井液振动筛的使用统计表明,筛网的平均寿命由普通椭圆形钻井液振动筛的最高300小时,甚至有的筛网寿命仅有几十个小时,提高到新型椭圆形钻井液振动筛的600小时以上。目前经过改进研制的新型椭圆形钻井液振动筛在全国各大有点推广使用。

2、经过改进后的新型椭圆钻井液振动筛筛分效果好,其出口端排出的固相颗粒含有的可用成分降至最低点,有利于钻井液的充分回收利用,降低钻井成本。

3、由于新型椭圆钻井液振动筛克服了普通椭圆钻井液振动筛和圆形振动筛对激振器旋转中心的严格要求导致的使加工制造难以保证设计要求的缺点,白痴了普通椭圆钻井液振动筛对钻井液处理量大、能够迅速平稳启动或停车、便于维护和保养的优点。

4、比双轴椭圆钻井液振动筛等易于制造、安装、制造成本低。

双层钻井液振动筛

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