分离加重材料时离心机的自适应控制研究

Iroiman

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
3 q9 ?" _1 G; ~; \! X3 ]0 u+ o  ^2 r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
. M( h, v) f) M5 H! S# ]# E5 `& H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。
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.
  U0 g) G6 `: k; _" P7 J$ d离心机作为一种钻井液固控设备,在钻井作业
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
: a% e, @# |: |! S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
液供料量、钻井液性能、钻井液稀释程度、液体中固.
; v4 |9 r! z' b5 T9 ^( q1 ?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
3 ]  F( K! _( d' _的技术故障等都将危及离心机的安全。
一、分离加重材料时离心机
分离粒度的确定
) B8 l* t" [- |本文给出的方案为两台离心机合用,第一台采
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”]。
0 r; Y8 A% @% W* H+ h' ^( h( f' m粒度确定过程为:当直径为d.(分离粒度)的粒
子被全部分离,即分离效率Er=1,大于d.尺寸的
" s# H9 _2 |9 ?  J( {: @# J粒子所需的沉降时间小于直径为d.粒子的沉降时
1 v) P) W8 C- ]% b& [5 O8 q' M, {3 j  T间to,而小于d.尺寸的粒子所需的沉降时间大于t。o
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，
+ c9 Y  j$ Q/ o2 d6 O8 {$ o而d.到dm(加重材料中最大的粒度值)的粒子则是
5 W5 R# ~% t) ]6 u$ [3 k6 K- w百分之百沉降下来。式(2)中a为分布特性系数,
3 l8 q6 y  I- L  f对应分离效率为50%时的粒度值。
" ^& P+ k% T) O# v则分离总效率为:
8 `0 A$ D* m+ L0 j4 N4 Z! B
! \; t1 s" Q- i" k& P  b% W
  R. a4 D% a) R
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Blah

离心机的工作受多个参数的影响