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
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
2 H9 [0 |  z3 M! F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
+ }0 L1 u' j! G! s$ i, D1 f/ x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
! r/ \1 }3 F- e: ?- }+ M/ [, @
6 z, k0 B1 C& ^: K5 s0 i+ R离心机作为一种钻井液固控设备,在钻井作业
% g) t( p" M3 c0 f中有着非常重要的作用,它一方面能清除非加重钻
; ~5 N" k7 b- n* Z' I5 u" R7 T# c3 z井液的固相,另一方面还能从加重钻井液中分离加
0 V; I" g+ E2 `; K9 t* v2 q! L8 Q重材料”。但离心机的工作受多个参数的影响,例
' J8 N- M/ @+ F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
  d( U- f% W9 L% H; F相的含量、聚合物残留程度等。改变其中任一个参
2 q) g; T0 g6 {8 F( ?/ t/ W. t数,都将影响离心机的分离效果。此外，断电、潜在
# ?4 P, x0 `1 @  l的技术故障等都将危及离心机的安全。
" h4 P: o  j2 f2 z. p7 r, ^" J2 m一、分离加重材料时离心机
8 F: [2 A' j. R3 l: x$ Z% Z& K" Z分离粒度的确定
3 N$ q9 Z9 `4 Z  M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
, Y. f% k7 v- K% M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
子被全部分离,即分离效率Ep=1,大于d。尺寸的
6 [$ Z8 e. w) s  R1 R1 Z7 q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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