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泥浆搅拌器的设计及选型参考

时间:2016-04-24 09:46来源:未知 作者:admin 点击:
泥浆搅拌器,结构坚固,皮实可靠,尺寸紧凑。泥浆搅拌器的高宽比近似为1:1,因此重心较低,稳定性好,在叶轮遇到一个瞬时的冲击负荷时,比较安全。

泥浆搅拌器的设计要点
 
泥浆搅拌器,结构坚固,皮实可靠,尺寸紧凑。泥浆搅拌器的高宽比近似为1:1,因此重心较低,稳定性好,在叶轮遇到一个瞬时的冲击负荷时,比较安全。
 
泥浆搅拌器由于装有结构简单而强度高的单极蜗轮蜗杆减速器,所以他运转平稳,均匀。涡轮传动装置承受冲击和振动的能力比相应规格的螺旋齿轮二级减速装置高50%以上。当速比达到60:1和80:1时,涡轮传动装置的效率较低。但是,新型涡轮传动装置的减速比为20:1,实践证明,它具有极高的效率,并且显示出其他型式的齿轮传动装置所没有的优点。
 
为了使泥浆罐中的泥浆搅拌均匀,根据液流流谱证明:恶论的叶片倾斜60度时,轴向和径向的流量相等。当液体接触到叶片时,它就被迫向下运动到灌底,然后沿罐壁向上返回。这种运动使顶部和底部的泥浆不断的混合,以使罐内各部分的泥浆具有相同的浓度。当泥浆泵入井内,这有助于消除由于轻、重泥浆不均而引起操作上的难题。
 


图:1泥浆搅拌器简图
 
在深度等于或小于48英寸(约等于1.2米)的泥浆罐中,即可使用平直的涡轮叶片,也可使用曲线形涡轮叶片。对于较浅的泥浆罐,将叶轮安装在轴的下部位置,也可以进行充分的搅拌。若在泥浆罐上焊装合适的挡板,涡轮型式的叶轮就会产生径向的液流和少量的轴向液流。当泥浆搅拌器在很深的泥浆罐中运转时,可以在一根轴装上两个叶轮,同样能令人满意地工作。但是,多数的泥浆搅拌器推荐安装有60度倾角的叶轮叶片。用户的经验证明,这种搅拌器在其适用范围内能混合的十分均匀。
 
搅拌器中电动机规范
全部采用防爆T型机座,3相230~460V,1150转/分,频率60赫兹;或者采用3相190~380V,958转/分,频率50赫兹.电动机用弹性联轴节与减速机直接相连。在连接轴的上方装有坚固的钢质护照。
 
泥浆搅拌器的规范
空心的低碳钢轴用刚性连轴节与减速机相连。轴的直径范围为38.1毫米到88.9毫米之间,具体随型号而定。轴的实际长度由用户确定
 
如何计算泥浆搅拌器的尺寸和数量

图2:选用搅拌器的曲线简图
 
在现在使用的设备中,很有可能有75%的泥浆搅拌器安装得不恰当,造成这种情况的原因不是不了解正确确定尺寸的方法,就是不懂得合理选定尺寸的重要性。
 
每一种搅拌器计算出的合理搅拌量与给定的功率及叶轮直径有关。叶轮能够达到的搅拌范围与泥浆比重的关系和所需功率都是可以用计算来确定的。
下面的资料室正确选定搅拌器尺寸的依据:
 
1.泥浆罐的长度、宽度、高度和隔舱尺寸
 
2.每个隔舱的用途,例如作沉淀罐、段塞泥浆罐、真空除气器用罐等
 
3.预先确定最重的泥浆比重。如果不知道确切的数值,可假定是20磅/加仑(2.4克/立方厘米)的泥浆。
 
4.设备动力的电压和频率
 
5.陆地还是海洋设备?如果是陆地设备,那么在设备的搬运会和泥浆罐一起搬运吗?
 
在取得尽可能多的资料后,可以用下面提供的曲线图,来取定比较恰当的搅拌器尺寸的近似值。
 
正确选择泥浆搅拌器的尺寸,第一步先查出在曲线图右边的罐的宽度。然后沿着横线在图的左边有一相应的叶轮直径推荐值。叶轮尺寸与泥浆比重以及所需的马力有关,可以简单地从叶轮直径按照水平线引到预先确定的泥浆比重曲线上,此时再找到这一点右边最靠近的粗曲线,记下粗曲线上部所需要的功率值。如果所选择的泥浆比重不符合图中所示的那三条曲线,那就选用比重相近而又较高的那一条曲线。
 
图3:泥浆罐被划分为几个工作范围简图
 
当确定要搅拌的泥浆范围时,可以力求将泥浆罐划分为正方形。将泥浆罐的长度方向划分为与罐宽相等的几个部分(见图30英尺×10英尺的泥浆罐)。如果泥浆罐的宽度超过泥浆搅拌器的工作范围,那可以划分为四个正方形部分(见图20英尺×20英尺的泥浆罐)。
 
如何验证泥浆搅拌器设计的正确性
为了校核使用图表选择泥浆搅拌器的数量和尺寸所得的结论,先要确定翻转率TOR。TOR就是指在泥浆罐一个给定的范围内使全部钻井液运动所需要的秒数。TOR一般采用35~90秒。但是当TOR达90秒时,泥浆罐的四角和俩泥浆搅拌器之间有较多的沉淀。当TOR值在90秒以上时,应该考虑采用较大直径的叶轮或在增加一个泥浆搅拌器。当TOR值小于35秒时,有产生涡流的可能性,此时空气由叶轮叶片中所吸进并出现泥浆充气。
 
TOR值对于钻井泵吸入罐的范围应该为70到85.为了减少泥浆泵吸入空气的可能性,最好选取较高的翻转率。
 
TOR值的计算:罐的容量(加仑)/叶轮排量(加仑/分)×60=TOR
 
安装和搅拌轴的推荐值
搅拌器轴头稳定器
搅拌器轴头稳定器被推荐用于8英尺或深于8英尺的泥浆罐上,以便减少轴承上的负荷以及轴发生弯曲的可能性。此外,在陆地钻机上,当钻机搬移到一个新的井位且泥浆搅拌器是带在泥浆罐上时,轴头稳定器能起到保护或尽量减少损坏的作用。当泥浆罐装在卡车上时,泥浆搅拌器会发生滑动,常常是泥浆搅拌器的叶轮和轴挡住它,才使它停止不动。
 
泥浆搅拌器轴长的选择
在订购叶轮轴的时候,总是先给出实际的罐深,然后计算轴长,再决定是否需要联轴器的长度。当罐深在6英尺时一般需要配备轴头稳定器。罐深的距离是从灌底到泥浆搅拌器支撑梁的顶部。
 
搅拌器叶轮的选择
60度倾斜叶片的叶轮的下边缘离灌底距离应为0.75×叶轮直径。涡轮(平直边)叶片式的叶轮的下边缘离灌底为6英寸,如果使用轴头稳定器,应离轴头稳定器2英寸。
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