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石油钻机泥浆净化系统双叶轮式钻井液搅拌器

石油钻机泥浆净化系统双叶轮式钻井液搅拌器

2020-06-28 11:03
   钻井液搅拌器用于石油钻机泥浆净化系统。它的作用是充分搅拌泥浆罐中的泥浆,使得泥浆均匀泥合,性能稳定,防止罐底积固相(如搬土、重晶石、岩屑等)泥浆罐内的泥浆未搅拌之前,泥浆中固相受重力作用自然沉降。结果使得罐的下部固相较多,泥浆稠。而罐的上部固相较少,泥浆较稀。到目前为止,石油钻机中应用的浆式搅拌器均为叶轮搅拌器,叶轮距离罐底约100-300mm,即位于稠密泥浆中,由于泥浆密度大,叶轮直径也大,导致搅拌器启动扭矩过大,从而出现因过载烧毁电机或联轴节销钉剪断等。由于这一现象经常出现,导致我国各油田许多钻机中搅拌器瘫痪停用。
   石油钻机净化系统配套的浆式搅拌器有下列几种:
   1、径流式单叶轮搅拌器这种搅拌器作用于液体,液体成径向轴射状流动,它对罐底无冲刷作用。但搅拌混合性能不好,这种搅拌器叶轮一般离罐底75-150mm;
   2、轴流式单叶轮搅拌器这种搅拌器叶轮片与水平成60°夹角倾斜。搅拌液体在罐内形成涡流。它对罐底有冲洗作用。因此要求叶轮不能距离罐底太近,一般叶轮距离罐底为100-300mm,这样就导致罐底沉砂搅拌不充分。但这种搅拌器具有较好的混合性。
   3、螺旋叶片叶轮搅拌器这种搅拌器转动扭矩小,功率低,但叶轮结构复杂,制造成本高,另外螺旋式叶片很容易被钻井液中的纤维状(带状、绳状)物质缠绕导致过载。现在这种搅拌器在石油钻机中的应用几乎淘汰。
   上述三种搅拌器都有一个共同点就是均为单叶轮,这样就存两问题1、在保证一定排量的情况下,叶轮直径较大2、叶轮距离罐底近,即叶轮位于稠密液体中,显然这两个都是导致启动扭矩过大因素。
   双叶轮搅拌器以降低启动扭矩,消除因启动扭矩过大而带来的一些不良因素。
   将径流式单叶轮搅拌器与轴流式单叶轮搅拌器的特点运用到一个搅拌器上,电机通过蜗轮蜗杆减速器驱动带有叶轮的叶轮轴转动,以实现搅拌钻井液,这里在叶轮轴上,上、下各置一个叶轮,上叶轮为轴流式叶轮,即倾斜式叶片结构,下叶轮为径流式叶轮,即平直式叶片结构,上叶轮直径大于下叶轮直径,上、下叶轮的叶片数可以是4片或6片,此外,上、下叶轮的间距可调。
   双叶轮式钻井液搅拌机技术特点及使用效果:
   1、启动功率大幅度减小,避免常见的过载而引起烧毁电机剪断销钉的现象在相同搅拌能力(排量相等)情况下,双叶轮搅拌器叶轮直径比单叶轮直径小12-25%,而且只有一个叶轮位于罐底附近的稠密泥浆中,有效作用面仅是单叶轮的40%,因此,启动扭矩小。
   2、混合性能好由于采用上叶轮为轴流式叶轮,下叶轮为径流式叶轮,这样上叶轮作用于液体,使流体获得很大轴向循环流速,下叶轮作用于液体,使流体获得很大的径向幅射流,液体对罐底无冲刷作用。因经,可将搅拌器尽可能安装得距离罐底近一些,防止罐底沉砂。
   3、搅拌液流型合理,混合充分工作时,上、下叶轮同步运转,上叶轮作用于液体,在叶轮周围形成涡流,并伴有轴向流动,下叶轮产生径向幅射流,由于离心力作用,在下叶轮中心形成低压区,诱导上叶轮产生的部分轴向液流向下叶轮中心流动,同时,由于罐壁的阻碍,在罐壁处,液体被迫向上流动,在整个罐内形成强大的涡流。
   4、结构简单,制造成本低
   双叶轮式钻井液搅拌器属石油钻机泥浆净化系统中钻井液搅拌装置。它采用双叶轮结构形式,上叶轮为轴流式叶轮,下叶轮为径流式叶轮,上叶轮稍大于下叶轮。这样,降低了启动矩距,避免了常见的启动过载而引起的烧毁电机,剪断销钉等现象,改善了混合性能,广泛用于石油钻机泥浆净化系统中。

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