分离加重材料时离心机的自适应控制研究

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分离加重材料时离心机的自适应控制研究

摘要:通过对加重材料的研究,建立数学模型,确定出分离加重材料时离心机的分离粒度;设计变频全自动
: Y6 \% ~+ ?2 O" M+ c闭环控制系统,根据钻井液的粘度、密度及工作时离心机的负载扭矩、振动的变化，通过实时数据采集,将其数据反
馈给单片机;针对采集到的数据,用单片机中编制的C++程序进行判断，控制系统发出相应的处理指令，输出变频
6 r$ g+ `- U9 `& J  k6 P6 A+ i器频率和供浆泵流量,达到随着钻井液性能及离心机参数的变化,加重材料得到最有效分离的目的。
) J9 i, h) H( Y0 q! `/ M& p9 K关键词:钻井液;离心机;全自动闭环控制;单片机;加重材料分离
0 E1 f$ g( p  x8 E* _+ k4 _4 l
0 H$ z1 v3 U- ^: }% l/ F9 S1 o离心机作为一种钻井液固控设备,在钻井作业
# z# q( }. I, W* }3 A9 s# S* B中有着非常重要的作用,它一方面能清除非加重钻
井液的固相,另一方面还能从加重钻井液中分离加
$ n! J8 {0 k- Q+ v5 @# i重材料”。但离心机的工作受多个参数的影响,例
如:滚筒转速和扭矩、螺旋输送器转速和扭矩、钻井
, ^: |1 `; w# f! K液供料量、钻井液性能、钻井液稀释程度、液体中固
- E9 a) b+ E5 ~9 t! G相的含量、聚合物残留程度等。改变其中任一个参
数,都将影响离心机的分离效果。此外，断电、潜在
9 \: }% h" K: t的技术故障等都将危及离心机的安全。
2 q1 k# M( u7 F* S$ y2 \: x一、分离加重材料时离心机
2 i' k: B) V' `& [" \: W5 P/ \分离粒度的确定
& k0 m* j0 h# B- @( x本文给出的方案为两台离心机合用,第一台采
/ ^) J: j9 |2 Y0 K8 o用可调速离心机,设定好其分离粒度,用来分离加重
材料,第二台用来清除有害固相2]。
粒度确定过程为:当直径为d.(分离粒度)的粒
( f/ \  q& ]: R% J, H; S* S子被全部分离,即分离效率Ep=1,大于d。尺寸的
0 u* a2 x3 E! s粒子所需的沉降时间小于直径为d.粒子的沉降时
间te,而小于d.尺寸的粒子所需的沉降时间大于t。
因此,从d(加重材料中最小的粒度值)到d.间的
粒子所能沉降下来的数量是按t。/t。的比例确定的，

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