钻井液离心机的工作原理
当用离心机进行钻井液固相分离时,首先钻井液从高速旋转的螺旋输送器的空心轴进入转鼓内,在转鼓及输送器的高速旋转带动下,固相颗粒受到离心作用沿径向转鼓壁运动,并沉于离心机的转鼓壁上,小颗粒及液相则在里层。转鼓内壁和螺旋卸料器外壁之间的液圈范围(又叫沉淀池)称为沉降区。分离后的钻井液从转鼓大端(或圆柱端)侧壁上的溢流口流出。螺旋输送器的叶片则将沉降的颗粒推向脱水区,最后从转鼓小端上的排渣口排出。在脱水区内,颗粒受离心挤压和离心过滤作用,挤出所储存的自由水,排出的颗粒仅带吸附水,因而排出的沉渣是比较干的。
钻井液离心机的分类
目前钻井用离心机根据分离因素的大小可分为三种类型:
a.低速离心机:亦称为“重晶石回收型离心机”。它的分离因素为500~700,转速范围一般为1600-1800r/min。对于低密度固相(如泥质钻屑),它的分离点为6~10 µ m,对于高密度固相(如重晶石),分离点为4~7 µ m,这种离心机主要用来回收重晶石。
b、中速离心机:它的分离因素为800左右,转速范围一般为1800-2200r/min。可分离5~7 µ m 的固相,用于清除泥浆中的有害固相,控制泥浆比重和粘度,这是目前井队使用最多的离心机。
c、高速离心机:它的分离因素为1200~2100左右,转速范围一般为2200-3000r/min左右或者更高。分离点2~5 µ m,一般用于清除低密度钻井液中的有害固相,控制泥浆粘度,一般与低速离心机串联使用组成双机系统。在此系统中,低速离心机放在第一级,它分离出的重晶石排回钻井液罐中以回收重晶石,它排出的液体先排入一个缓冲罐中,再用泵把缓冲罐中的液体送入高速离心机中,高速离心机分离出的固体排出罐外,液体回到循环系统中,采用“两机”系统既可以有效清除有害固相,又可以防止大量浪费重晶石,已获得国内外钻井行业的普遍认可和采用。
钻井液离心机的适用范围
陆地及海上油气钻井、煤层气开挖、非开挖定向穿越、打桩工程、废弃污水、泥浆处理等工程中。
钻井液离心机的影响因素
介质颗粒大小及颗粒形状,固相含量、转股直径和长度及形状、转速和分离因素、转股与螺旋输送器速差。