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
$ t0 G9 ]8 C9 ?$ k' |* l% @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
; M; q6 ^) l& B7 w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
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。
% V& x$ M% k+ T4 z% R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.
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
; ]3 t4 p/ G7 F! m2 F+ T井液的固相,另一方面还能从加重钻井液中分离加
; O: J! V3 w7 v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
* [7 ^$ J' X2 P& t7 r% g$ D液供料量、钻井液性能、钻井液稀释程度、液体中固.
* E8 t8 J! p; ~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
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
4 ^( C6 D5 q* ^* \分离粒度的确定
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
/ G# ^; I9 j' z% M6 w7 |材料，第二台用来清除有害固相”]。
粒度确定过程为:当直径为d.(分离粒度)的粒
8 j+ d8 J/ n# x( _子被全部分离,即分离效率Er=1,大于d.尺寸的
粒子所需的沉降时间小于直径为d.粒子的沉降时
# g5 C* }# ^1 h6 O3 I间to,而小于d.尺寸的粒子所需的沉降时间大于t。o
( Y- w, o* L$ c+ a/ {因此,从d,(加重材料中最小的粒度值)到d.间的
5 W! I- ~) H, J7 s粒子所能沉降下来的数量是按t:/t。的比例确定的，
而d.到dm(加重材料中最大的粒度值)的粒子则是
" a4 f. e5 z5 [* y百分之百沉降下来。式(2)中a为分布特性系数,
6 @# B8 k/ C2 _1 t- N6 ]( J' |对应分离效率为50%时的粒度值。
则分离总效率为:


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Blah

离心机的工作受多个参数的影响