岩屑后处理装置研制及主要参数设计.pdf

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1、2O11年第4O卷石油矿场机械第7期第54页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2011)07—005404岩屑后处理装置研制及主要参数设计宰艳玲，聂军，吕合军(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳457001)摘要：在目前的绝大多数钻井施工中，岩屑未经任何处理就被排放掉。为避免环境污染并回收岩屑所携带的钻井液，研制了岩屑后处理装置。设计计算了分离因数、最大处理量、转毂锥角、叶片螺旋角、工作转速、电机功率等主要参数，分析了该装置的技术优势和特点，现场处理效果超过规

2、定指标，可推广应用。关键词：岩屑；后处理装置；研制；主要参数；计算中图分类号：TE926文献标识码：ADevelopmentandDesignofPrincipalParameterforCuttingHandlingEquipmentZAIYan—ling．NIEJun。LVHe—jun(DrillingTechnicalResearchInstitute，ZPEB，Puyang457001，China)Abstract：Indrillingoperation，thecuttingtreated

3、bysolidcontrolequipmentstillcarriedabundantdrillingmud．Infact，mostofcuttingwasexhaustedtosurroundingenvironmentwithoutanytrea—ted．Thecuttinghandlingequipmentcanrecoverdrillingmudandprotectagainstenvironment．Keywords：cutting；handlingequipment；developme

4、nt；principalparameter；calculation钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相维护方便，处理后的岩屑可直接排放或远距离运输2类，而岩屑是钻井液中最主要的有害固相。在钻后集中处理，并能同时回收有用的钻井液，达到节能井过程中，岩屑除了影响钻井液的物理性能，还会损减排的目的。害油气层，降低钻速等。1结构组成及工作原理口目前，国内外石油天然气钻井作业中采用的钻井液处理净化装置多数为以振动筛为主的多级敞开岩屑后处理装置的总体结构为立式离心过滤式固控系统_】]。在该系统中，振动筛、

5、除砂器、除泥机，主要由上盖、转毂、滤网、叶片、基座、电机、传动器、离心机等排出的固相颗粒(主要为岩屑)携带有系统和电气控制等组成，如图1。工作时，由电机通大量钻井液，而在绝大多数的钻井施工中，这些岩屑过传动系统带动转毂和叶片同轴旋转，但转毂和叶未经任何处理就被排放掉。钻井液中所含的各种化片转速不同。带有钻井液的岩屑由上盖顶部的进料学药品、高分子聚合物等原材料不仅会造成严重的口进人高速旋转的转毂内，在旋转叶片产生的离心环境污染，而且这些原材料的流失还会增加钻井成力的作用下，岩屑迅速分布于转毂内壁，转

6、毂旋转产本。随着国家对环境保护力度的进一步加强和人们生的强大离心力使含液岩屑发生固、液分离，液体和环保意识的逐步提高，开发研制一种避免环境污染少部分微小固相透过转毂内壁的滤网从排液口排并能回收钻井液的岩屑后处理装置已成为当务之出。绝大部分固相颗粒在重力和离心力的作用下沿急。研制的岩屑后处理装置处理量大，效率高，操作转毂内壁下行，并随着离心力的逐渐增大进一步被收稿日期：201l一03—18作者简介：宰艳玲(1973一)，女，黑龙江拜泉人，工程师，1996年毕业于大庆石油学院矿机专业，现从事石油机械产

7、品开发工作，Email：zaiyanling@sohu．com。第4O卷第7期宰艳玲，等：岩屑后处理装置研制及主要参数设计干燥，最后由底部排渣口排出。ac一zr此时的离心惯性力为F一G甜r(2)式中，F为离心力，N；G为质点的质量，kg。被分离的物料在离心场中所受的离心力与其在重力场中所受的重力的比值，即分离因数i为Fcmwzrir一—一一(3)由式(3)可以看出，分离因数实际上是离心加速1一进料口；2一上盖；3一转鼓；4一滤网；度与重力加速度之比值；分离因数与转毂的半径成5一叶片组件；6排液口；

8、7一基座；正比，与转毂的转速成平方关系。增大转毂半径，i8一液力偶合器；9一传动系统；1O一电机增长平缓，但转毂的应力状态受到影响。转速与维图1岩屑后处理装置结构修成本成3次方关系。因此，离心分离设备的结构特点是转速高，直径小，分离因数大。经过多次试含有钻井液的岩屑经过处理后含液量通常在验分析，确定岩屑后处理装置的最佳分离因数8／o左右。处理效果不仅取决于岩屑后处理装置的为230。性能，而且还取决于钻井液的粘度、组分等因素。2．2最大处理量2主要参数设计处理量是衡量岩屑后处理装置性