离心机分离固相测定分析方法

导读:离心机是现场钻井液净化处理常用装置，也是使用效果比较稳定的固相控制装置，目前钻井现场常用型号多为Lw355和Lw450型2种，考虑到处理量提高问题，也有配置LW600型的。但无论哪种型

来源：未知发布日期：2019-09-04 15:21【大中小】

上海安亭科学仪器厂了解到离心设备多用于固液2相分离或对特定物质进行浓缩提纯，其应用范围涉及到各类工业企业。在石油钻井行业中，离心设备主要用于清除钻井液体系中的劣质固相，保留有用固相。实践中，底流产物主要是高密度和低密度或无用固相和有用固相的混合物，因此如何确定被分离固相中不同种类固相的含量便成为评价离心机使用效果的关键。商业膨润土属于低密度固相，数学分析结果表明，对于含有加重材料的浆体，离心机分离产物中的膨润土含量一般只占到2％～7％，可以忽略不计。

1 离心机使用效果评价问题的提出及现状
出于钻井液性能参数维护需要，现场技术人员必须采用离心机对钻井液中的劣质固相进行清除。对于非加重体系或密度低于1.25 g。的低幅度加重体系，底流分离物中劣质固相可以占到50％以且实践中，即便是非常理想的情况下'该数值也不会超过75％，这种情况下对分离物固相中的固相种类进行精细分析就不是特别必要。然而对于加重体系，首先要明确底流分离物中高、低2种密度固相所占比例，以便从总体上了解离心机的使用效果；其次要明确低密度固相中无用固相和有用固相的比例，以便确定溢流物的处理方式。最终需要明确的是底流分离物中低密度固相低到何种程度时，可以停止使用离心机系统。上海安亭科学仪器厂发现相关文献多为离心机分离效率影响因素分析与讨论，更多相关文章是论述加重剂回收系统的合理配置及改进，现场实践中如果能够明确离心机分离产物，尤其是底流物中各种固相的组成，对于合理使用离心机，提高固控系统工作效率具有重要意义。

2 离心机分离产物分析计算方法
离心机分离产物有底流和溢流之分，对于非加重体系，底流产物属于无用固相，环境达标时可以直接排放；对于加重体系，由于底流分离物中含有大量的加重材料，浆体密度越高，底流分离物中的加重材料数量也越多，这种情况必须要明确分离物中高低2种固相的数量，以便现场技术人员确定是否启用加重剂回收系统。通常情况下，钻井液体系的固相组成不外以下几种：
①商业膨润土；
②钻屑；
③加重材料；
④人工添加的功能性材料；
⑤可溶性盐类。
其中人工添加功能性材料中的非水／油溶性部分，由于其数量较少，密度相对较低，固控过程中会和低密度固相一并分离。因此，明确离心机底流分离物中加重剂含量对于现场合理制定固控技术方案，降低钻井液维护费用具有现实意义。

3结论
1.由于钻井液密度、流动性和体系的钻屑数量等因素不断变化，离心机系统无法根据进料参数实时调整工作状态，导致无法有效提高劣质固相分离效率。
2.进料参数的动态变化导致无法有效调节离心机固相分离点至较理想范围，当进料参数的变化偏离离心装置的理想分离区域时，分离效率下降，分离产物中低密度固相增多。
3.离心机分离效率与转速和进料量密切相关，由于以上2方面的原因，需根据实际情况实时调整工作参数，目前的离心机系统基本不具备这种能力。

4建议
1.离心机生产商和现场钻井液工程师结合，就某一选定井段进行系统的固相分析操作，机械工程师根据钻井液工程师提供的底流／溢流固相分析参数判断离心机动态分离点的变化规律，以便为离心机技术参数的改进和提高积累数据。
2.固相分析操作应当保持连续，因为一个井段的钻井施工中，钻井液工艺参数会有很多变化，只有连续操作，获得的数据才更有参考性，对于摸清离心机分离规律的变化至关重要。
3.用于数据采集的井段尽可能选择密度连续变化(上升或下降)的井段，这样积累起来的数据可综合钻井施工、钻井液性能、离心机运行参数等几方面的信息，能帮助机械工程师更好的分析离心机动态分离点和钻井施工及钻井液性能之间的关系。

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离心机分离固相测定分析方法

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