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
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。
" ?' t" j9 B" S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.
1 ~2 r6 U. {2 q( B% B6 J离心机作为一种钻井液固控设备,在钻井作业
% ^, o3 A, t: A0 {$ `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
* X! j/ _- H* K, I/ o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.
7 k$ q7 k% L8 ^) |7 ?: M3 |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。
1 S- C+ g/ @3 u2 E7 U( Q7 h$ m一、分离加重材料时离心机
0 q% F. [4 i! S: I9 \分离粒度的确定
; M4 m7 @# h* v5 a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”]。
) k0 t9 o6 V: M; E. q/ O4 }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
5 n- g! z* E. P2 P6 [+ A6 }粒子所需的沉降时间小于直径为d.粒子的沉降时
+ r( ?9 V3 V& A8 c) v* @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
# _. w- y  f$ N2 K$ p+ v& m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
' g, D2 J+ J; {6 H8 j* E) x- N: j5 ^百分之百沉降下来。式(2)中a为分布特性系数,
6 s  Z- B0 A+ ~0 l对应分离效率为50%时的粒度值。
则分离总效率为:
8 s" z" D9 x6 |6 s


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Blah

离心机的工作受多个参数的影响