搅拌器参数选择及叶轮安装(精)

搅拌器参数选择及叶轮安装

钻井液搅拌器是一种专用搅拌器, 一般情况下不能简单地将化工、石油炼制、食品等工业中使用的搅拌器搬过来。现场经验表明,在选择及安装搅拌器时要特别注意以下几点:

1. 转速

由于不希望钻屑在搅拌过程中更进一步被粉碎, 因此所用搅拌器的转速不宜过高, 应尽量选择 50-60r/min,对于超过 60r/min的搅拌器,建议使用者持谨慎态度。

2. 功率

根据对钻井液搅拌器运转功率的实际测定来看,搅拌器实际输出功率不超过

2kw 。目前市场上有 7.5kw 和 5kw 两种电机驱动的搅拌器,其设计参数选择的依据是在叶轮因停机被沉砂埋住后仍能启动, 但实际上通常出现不是烧损电机就是折断叶片的情况, 通常将叶轮在停转后应能提升一定高度,这时沉砂对其的影响就很小了。

3. 搅拌轴的密封

现场经验表明:由于工作条件十分恶劣, 钻井液搅拌器轴不宜使用端面密封, 一

般的填料密封也很难适应。目前较为成功的是采用多组 V 形盘根,它具有自封性能和自我补偿能力, 长期不保养、不调整也不会产生润滑油泄露问题。

4. 叶轮选择及安装

如前所述, 搅拌叶轮多种多样,由水力学原理可知, 一个浆叶直径小、转速高的

搅拌器工作效果是循环量小、剪切力大, 因而不适用于钻井液固相悬浮的用途。

对于钻井液悬浮搅拌而言,叶轮直径一般应较大,即使单层搅拌桨叶直径也不应小于500mm . 其次,涡轮式叶轮已在钻井液搅拌器中得到广泛应用, 其中开启涡轮式最好, 由于没有中部圆盘部分, 不会阻碍浆叶方向液相的对流混合。

径向流叶轮与在钻井工业中所使用的一样, 是典型的由低碳钢制造的, 在轴上垂直安装着矩形叶片(通常每个叶轮 3或 4个叶片。在正方形和矩形钻井液罐里,正确设计的径向流在流体碰到罐壁时会产生轴向流, 但是对所有的正方形和矩形钻井液罐而言, 都会有一些死角和盲区。彻底地清除这些死角是不切实际的, 但是,如果设计适当,就可以减少死角,从而忽略死角的存在。

好的搅拌效果源于正确地搅拌器设计和恰当的叶轮安装。当在较深(≥2.4m 的钻井液罐中或者在同一轴上有两个或者更多叶轮,罐底部的叶轮轴都应当被固定。稳定筒一般是短管, 足够大的内径容下搅拌轴的同时, 而不妨碍搅拌器旋转。稳定筒管内有一些排水孔, 垂直焊接到一个体积很小的平面钢盘上, 平板则固定在罐底, 或者稳定筒被直接焊接在罐底。稳定筒将限制轴承侧向载荷过大, 能够延长减速器输出轴和油封的寿命, 在这种情况下对防止旋转轴变弯也是很有帮助的。

由于轴向流叶轮在罐体中所处的位置较高, 因此必须保持较高的液面来阻止液体形成旋涡和防止钻井液中包裹空气。如果轴向流叶轮安装得太低, 容器底部会受到冲刷, 导致容器底部的磨蚀严重。不恰当叶轮安装的另一个结果会使表面流体不能有效搅拌, 液体的均质性很差。