泥浆材料检测与应用：旋流分离器.docxVIP

教学目标 与要求 知识目标：掌握旋流别离器的使用方法 能力目标：能够调节旋流别离器底流口大小 素质目标：培养学生爱岗敬业、认真负责的职业素质 教学重点 与难点 重点：旋流别离器底流口的调节方法 难点：旋流器的选择 处理方法：讲授、举例、讨论 教学资源 教材、多媒体教室、课件、图片等 教学过程 主题/任务/活动 教学方法/教具 时间分配 导入新课 讲授、举例 旋流别离器的工作原理 讲授 旋流别离器的性能 讲授 旋流别离器的操作 讲授 小结 讲授 作业/ 技能训练 教学评估 授课内容 旋流别离器 计划课时 教 学 设 计 【导入新课】 今天我们来讲旋流器的使用与维护。钻井液旋流别离器作为钻井液固相 控制设备之一，在钻井液的循环过程中起到了相当重要的作用，它能够将钻井 液中的细固相进一步清除，使得钻井液能够进入下一个循环过程，所以，学会 使用旋流别离器也是每一位钻井液工必备技能。 【授课内容】 一、振动筛的工作原理 1、结构 钻井液固相控制的旋流别离器是一种带有圆柱局部的立式锥形容器，其 结构如下图： 锥体上部的圆柱局部为进浆室，其内径即旋流器的规格尺寸，侧部有一 沿切向的进浆口，顶部中心有一涡流导管，构成溢流口，壳体下部呈圆锥形， 锥角为15-20° ,底部的开口称为底流口，别离出的钻屑由此排出，其口径大 小可调。 2、工作原理 旋流别离器工作时，含有固体颗粒的钻井液由进浆口沿切线方向进入旋 流器，沿器壁高速旋转，由于离心作用，较大较重的颗粒被甩向旋流器内壁， 同时在中心部形成一个负压区。粗颗粒沿壳体螺旋下降，由底流口排出，而夹 带细颗粒的旋流液在接近底部时容积越来越小，被迫改变方向进入负压区，形 成内螺旋流向上运动，经溢流口排出。 二、旋流别离器的性能 为了改善旋流器的工作性能和提高别离效率，可以调节底流口的直径。 现场用于钻井液固相控制的旋流器多为平衡式旋流器，其调节方法是先以纯液 体通入旋流器，调节底流口，使底流口无液体流出，即到达平衡位置。而含有 可别离固相的液体输入时，固体将会从底流口排出，每个排出的固相颗粒外表 都黏附着一层液膜。此时的底流口大小称为该旋流器的平衡点。 底流口在调节过程中需要注意以下事项：如果底流口调节的比平衡点的 开口小，那么在底流开口内会形成脱水区，出现一个干的锥形砂层。当较细颗粒 穿过砂层时会失去其外表的液膜而呈黏滞状，造成底流口堵塞，出现“干底” 现象，造成“干堵”故障。 如果底流口的开度大于平衡点所对应的尺寸，将有一局部液体从底流口 排出，出现“湿底”现象。 当处于理想工作状态时的旋流器，它的底流口有两股流体相对流过，一 股是空气的吸入，另一股那么是含固相的稠浆呈“伞状”排出。而当钻井液中固 相含量过大，被别离的固相量超过旋流器的最大许可排量时，那么底流呈“绳状” 排出，底流口无空气吸入，很容易发生堵塞，许多在旋流器清除范围之内的固 相颗粒，会折回溢流管并返回钻井液体系。 一般情况下，可以通过调节底流口的大小来排除“绳流”。但当固 相颗粒输入严重超载时，旋流器出现“绳状”底流是不可防止的。这时只能通 过改进振动筛的使用或增加旋流器数量等措施来加以防止。 旋流器的别离能力与旋流器的尺寸有关，直径越小别离的颗粒也越小。 需要说明的是，处于可别离粒径范围的某一尺寸的颗粒，特别是较细的颗粒， 并不可能100%从底流口排出。通常将某一尺寸的颗粒在流经旋流器之后，有 50%从底流口被清除的尺寸称为这种旋流器的别离点。显然，旋流器的别离点 越低，说明其别离固相的效果越好。 现场使用说明，某一尺寸的旋流器，其别离点并不是一个常数， 旋流别离器的别离能力取决于液流所承受的离心力的大小，在一定尺寸的旋流 器中，要保持高的净化效率，钻井液应以足够的排量进入旋流器；旋流器的半 径越小那么离心力越大，分理出的颗粒越细小；钻井液的粘度和固相含量越低， 输入压力越高那么别离点越低、别离效果越好。 旋流器按其直径不同，可分为除砂器、除泥器和微型旋流器三种类型。 通常将直径为150-300mm的旋流器称为除砂器。在输入压力为 0.2MPa时一，各种型号的除砂器处理钻井液的能力为20-120m3/h。处于正常工作 状态时，它能够清除大约95%大于7411m的钻屑和大约50%大于30 u m的钻 屑。为了提高使用效果，在选择其型号时，许可处理量应该是钻井时最大排量 的1.25倍。 通常将直径为100-150mm的旋流器称为除泥器。在输入压力为0.2MPa 时，处理能力不应低于10-15m3/h.正常工作状态下的除泥器可清除95%大于40 um的钻屑和大约50%大于1511m的钻屑，许可处理量应为钻井时最大排量的 1.25-1.5 倍。 通常将直径为50mm的旋流器称为除泥器。在输入压力为0.2MPa 时，其处理能力不应低于5m3/