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除砂器及除泥器上半部分旋流器的工作原理

所属分类:常见问题    发布时间: 2022-03-29    作者:hlgukong
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旋流器是在钻井液除砂器、钻井液除泥器、钻井液泥浆清洁器中的核心组件,常用尺寸有4寸,5寸,6寸,8寸,10寸,12寸等旋流器。

水力旋流器的工作原理:

旋流器

水力旋流器的基本工作原理就是使用离心沉淀原理技术——(斯托克斯沉速公式)即当封闭周线内有涡束时,则沿封闭周线的速度环量等于该封闭周线内所有涡束的涡通量之和,这就是斯托克斯定理。它表明沿封闭曲线L的速度环量等于穿过以该曲线为周界的任意曲面的涡通量。

2、含有悬浮固相颗粒的钻井液,在钻井液砂泵作用下以高压高速由进液口进入圆柱蜗壳,绕锥筒中心高速旋转的钻井液产生大的离心力,并向圆锥筒底部移动。由于钻井液中的液体与固体存在着密度差,使固相分离出来而靠近锥壁。旋流器的锥筒越向底部半径越小,钻井液获得的角速度越大,从而产生更大的离心力。

对于一个设计较好并进行适当调节之后的旋流器,钻井液在锥体顶部不但绕中心高速旋转,而且产生一个反向旋涡,经垂直导流管而离开锥筒。钻井液和钻井液中的固相颗粒的运移速度几乎相同,这些固相颗粒在小半径处受到大的径向加速度。

3、钻井液在离心力径向加速度的作用下,加重固相颗粒向锥筒壁运移。同时,由于旋转下行的固相颗粒惯性力很大,将推着它向底部快速运动,因此当液体反向旋转,向上由溢流口排出时,这些已分离出来的固相颗粒不可能随溢流返回,而是由底流口(排砂口)排出。

由于粒径细小的颗粒受到的离心力作用较小,在旋流器内下沉中到达锥底部之前,未能到达锥壁,就会被反向向上运动的较轻固相钻井液带至锥筒中心经溢流口分离流出。靠近锥壁较重固相颗粒会形成外旋流,.终从旋流器底部流口排出,成为沉砂。

旋流器也是一个易损件,有聚氨酯旋流器,钢壳内衬旋流器及陶瓷内衬旋流器,旋流器的使用寿命受它所分离的固相颗粒的大小。

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