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钻井液离心机的部件组成

发布时间:2015/11/26 艾潽新闻 浏览次数:1564

钻井液离心机称为卧式螺旋卸料沉浆离心机被广泛应用于石油钻采等需要泥浆净化处理的行业。钻井液离心机主要结构如图1所示。在机壳内有两个同心安装在同轴承上的回转部件,外面是转鼓,内面试具有螺旋叶片的输送器。电动机通过三角皮带轮轮带动转鼓旋转,转鼓通过左轴承处与行星差速器的外机壳相连接,经钻井液离心机差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓作同向转动,但转速不同,存在一个转差率。

钻井液离心机装配结构示意图

图1钻井液离心机装配结构示意图


1.钻井液离心机主要部件-转鼓
钻井液离心机的转鼓一般由转鼓筒体和大小端盖包括也为调节装置)组成,转鼓筒体锥形部分易磨损。为减少磨损,在沿线上加焊有若干筋条,如图2所示。
钻井液离心机转鼓机构示意图

图2:钻井液离心机转鼓机构示意图


在钻井液离心机的转鼓大端上有一个枢轴,以便支撑在主轴承上,枢轴通过法兰与转鼓连接。端盖上开有溢流口,另一端有小端盖与小端连接并支撑在轴承上。
转鼓大端的溢流口位置可调,由此控制液池的不同深度,它对钻井液离心机的生产能力和澄清度有较大影响,应根据不同的工艺要求加以调节。转鼓溢流端溢流口分布情况如图3所示。
钻井液离心机转鼓溢流嘴分布情况

图3


调节溢流口的方法各式各样,常用一溢流挡板安装在不同位置上来达到调节液池深度。当要求增大沉降水池深度时,就将浅液层、中等液层孔堵掉,此时钻井液在沉降区水池的停留时间延长,分离效率提高。当水池加深后,脱水区相对缩短,将导致泥饼含水量上升。钻井液离心机的螺旋输送器由差速器的输出轴带动,当沉降的负荷过多或螺旋叶片被卡住时,差速器将被损坏。为此,各种结构的螺旋钻井液离心机均设有过载保护装置,保护装置能自动断开电机电源,并停止进料,以防事故发生。
钻井液离心机的转鼓代表性参数是其最大内径,转鼓内径已经系列化,直径越大,钻井液离心机的生产能力就越大。例如,LW533型钻井液离心机,表示转鼓内径为533mm。另外,转鼓长度和转鼓直径比(长径比),决定着钻井液悬浮颗粒在离心机内部的脱水停留时间,其比值越大,分离出的固相颗粒越干燥。
近年来随着机械制造技术的进步,长径比在逐渐增大,对于难分离的低浓度悬浮液的产量主要取决于圆周速度和转鼓的长径比,由于长径比大于4,制造困难,而且需要同时增大直径,但增大直径将影响钻井液离心机工作时的动平衡等相关特性,所以,对难分离的悬浮液,最好的方法是在小直径条件下提高长径比,只有在不能保证产量条件下,才能增加转鼓直径。
2.钻井液离心机主要部件-螺旋推料器
钻井液离心机的螺旋推料器由旋转叶片、内筒、加料隔舱和左右轴颈组成,如图4所示。
钻井液离心机的螺旋输送器

图4


螺旋叶片表面采取耐磨措施,例如,喷涂耐磨合金、耐磨塑料等。艾潽机械生产的钻井液离心机螺旋推料器采用陶瓷或者高硬度耐磨合金材质。
3.钻井液离心机主要部件-过载保护装置
钻井液离心机的主电机提供了分离功率,同时还供给螺旋输送器功率。当输送的沉砂量超过行星差速器的极限能力,或金属异物落入转鼓内卡住螺旋时,就可能破坏行星差速器。为了防止螺旋和差速器被破坏,艾潽机械生产的钻井液离心机均设有专门的过载保护装置。过载保护装置有机械式、机械液压式、电控机械式与电气过载保护装置等,其中,尤其以机械式用的最多。
4.钻井液离心机的传动装置
钻井液离心机的传动装置现在一般采用行星齿轮传动装置(图5),并且以渐开线行星齿轮差速器为主,其中以2K-H应用最多。
离心机行星齿轮传动装置

图5


行星轮系由中心轮、行星轮和行星架组成。在图5所示的行星齿轮传动装置中,齿轮1和2为太阳轮,H为行星架,齿轮3、4为行星轮。行星轮一方面绕自身几何轴线Q1Q2旋转(自转),同时又随行星架H绕固定几何轴线OO回转(公转)。此行星齿轮中若有一个中心轮调定,其自由度为1,则为行星轮系;若中心轮均不固定,其自由度为2,则为差动轮系。
5.钻井液离心机主要部件-液力偶合器
为了有效控制钻井液离心机的过载,并使其平稳启动,运转或满足调速要求,因此,在钻井液离心机的传动系统中,已广泛采用了液力偶合器。
液力偶合器是一种夜里传动装置,它是利用液体动压力来传递功率和扭矩的。图6所示为液力偶合器的基本机构。它由工作轮、外壳、输出轴、轴承、密封圈等零件组成。在壳体充有工作液体(矿物油)。与电机轴连接的工作轮将输入的机械能变成液体的动能,相当于离心泵工作轮,俗称泵轮。它将工作液的动能还原为机械能,并通过输出轴驱动负载。外壳与泵轮相连,形成容纳工作液体的容器。涡轮的转速低于泵轮,相对滑率为3%~4%,效率为96%~98%。
离心机液力偶合器的结构图

图6


但随着转鼓转速的提高,液力偶合器已经不能满足高速钻井液离心机的启动要求,因此高速离心机的发展趋势是采用变频器控制,真正实现软启动,也就是变频钻井液离心机。变频钻井液离心机具有对电网冲击小,智能化程度高等性能特点。大流量的变频钻井液离心机可以根据需求调节出不同的转速,从而产生不同的分离因数,使钻井液离心机能够按工艺要求回收或去掉固相。

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