鉆井液固相控制的旋流器是一種帶有圓柱部分的立式錐形容器，其結構如圖所示。錐體上部的圓柱部分為進漿室，其內徑即旋流器的規格尺寸 ，側部有一切向進漿口；頂部中心有一渦流導管，構成溢流口。殼體下部呈圓錐形，錐角 150～200°。底部的開口稱為底流口，其口徑大小是可調的。
 

 

工作原理：

 

在壓力作用下含有固體顆粒的鉆井液由進漿口沿切線方向進入旋流器。在高速旋轉過程中，較大較重的顆粒在離心力作用下被甩向器壁，沿殼體螺旋下降，由底流口排出；而夾帶細顆粒的旋流液在接近底部時會改變方向，形成內螺旋向上運動，經溢流口排出。這樣，在旋流器內就同時存在著兩股呈螺旋流動的流體，一股是含有大量粗顆粒的液流向下做螺旋運動，另一股是攜帶較細顆粒連同中間的空氣柱一起向上做螺旋運動。
 

 

使用與調節：

 

目前用于鉆井液固控的旋流器多為平衡式旋流器。如果這種旋流器的底流口尺寸調節適當，那么在給旋流器輸入純液體時，液體將全部從溢流口排出；當輸入含有可分離固相的液體時，固體將會從底流口排出，每個排出的固體顆粒表面都粘附著一層液膜。此時的底流口大小稱為該旋流器的平衡點。
 

 

如果將底流口調節到比平衡點的開口小，則在平衡點與實際的底流口之間會出現一個干的錐形砂層。當較細顆粒穿過砂層時會失去其表面的液膜，并造成底流口堵塞。這種不合理的調節通常稱為“干底”由“干底”引起的故障稱為“干堵”。如果底流口的開度大于平衡點所對應的內徑，那么將有一部分液體從底流口排出，這種調節稱為“濕底”。在實際操作中，理想的平衡點很難調節和保持。在僅有“干底”和“濕底”兩種選擇的情況下，還是寧選后者。只要液流損失不嚴重，就可視為正常情況。旋流器理想工作時，底流口有兩股流體相對流過。其中一股是空氣的吸入，另一股則是含固相的稠漿呈“傘狀”排出。只有這種工作狀態，才能充分發揮旋流器的效力。空氣被吸入的原因是由于向上的旋流束的高速運動使旋流區內形成一個低壓區，被吸的空氣和向上的旋流束一起從溢流口流出。 當鉆井液中固相含量過大，從而造成被分離的固相量超過旋流器的最大許可排量時，則底流呈“繩狀”排出，此時底流口無空氣吸人，因而很容易發生堵塞。在這種不正常的工作狀態下，許多處于旋流器清除范圍之內的固相顆粒，會折回溢流管并返回鉆井液體系。

 

一般情況下，“繩狀”底流可以通過調節底流口的大小來克服，但當固相顆粒輸入嚴重超載時，旋流器出現“繩狀”底流是不可避免的，此時只能通過改進振動篩的使用或增加旋流器數目等措施來加以防止。

 

本文標簽： 鉆井液固相控制,旋流器