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
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/ C& ?- a1 U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。
( {  r" W3 p. m0 e3 g9 y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.
+ Q0 O; R9 \  X6 m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
' {8 r4 s$ c; L$ I! [; \) \& 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
2 X6 y* I$ m% \" ^9 W液供料量、钻井液性能、钻井液稀释程度、液体中固.
3 H( t7 e6 c: X3 q( A0 M/ `# v5 y相的含量、聚合物残留程度等。改变其中任一个参
/ u; a0 W% ^  p+ D# n2 W数,都将影响离心机的分离效果。此外,断电、潜在
+ v6 v, l" f. T' d6 B7 ^8 m+ T的技术故障等都将危及离心机的安全。
- F, B( c3 D. S- A2 F9 X6 }一、分离加重材料时离心机
分离粒度的确定
& X! A& b1 q- l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”]。
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
粒子所需的沉降时间小于直径为d.粒子的沉降时
& E) N& A/ f# a6 V间to,而小于d.尺寸的粒子所需的沉降时间大于t。o
  b9 ~& r; n- x* @& H  @因此,从d,(加重材料中最小的粒度值)到d.间的
- j: O6 ?% U! f6 S  P0 J) L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
+ f; c6 Y2 H. s% A百分之百沉降下来。式(2)中a为分布特性系数,
" i, w* T5 k+ O. u0 E对应分离效率为50%时的粒度值。
* ]3 r6 n( @- X" `则分离总效率为:
7 \8 y8 v# e) x" d
2 ^3 J. h0 X9 n
) ~& J( a* b8 P
* h% J4 |) {" p" w, v附件下载：

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Blah

离心机的工作受多个参数的影响