離心機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)鉆井液固相的清除作用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
離心機(jī)能夠分離鉆井液有害固相中更細(xì)小的顆粒，如何發(fā)揮離心機(jī)的處理效果，減輕鉆井液性能處理及維護(hù)難度，是目前迫切需要解決的問題。本文中鉆井液體系為聚合物有機(jī)硅體系，密度為1.25g/cm3，漏斗粘度為47s。離心機(jī)型號(hào)為LW450-1650BP。
1 試驗(yàn)結(jié)果分析
1.1 轉(zhuǎn)速對(duì)水基鉆井液處理的影響
根據(jù)離心機(jī)的轉(zhuǎn)速變頻可調(diào)的特性，使用不同轉(zhuǎn)速對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的鉆井液進(jìn)行處理，收集相關(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)比分析。鉆井液經(jīng)振動(dòng)篩及除砂器處理后的密度為1.25g/cm3，漏斗粘度為47s。離心機(jī)分別使用1000rpm、1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對(duì)鉆井液進(jìn)行處理，離心機(jī)進(jìn)液量控制在20m3/h。
不同轉(zhuǎn)速對(duì)密度及漏斗粘度的影響及粒度的分析見下表：
對(duì)比項(xiàng)目 | 密度（g/cm3） | 漏斗粘度（s） | 固相含量 | D10 （μm） | D50 （μm） | D90 （μm） |
處理前 | 1.25 | 47 | 11.5 | 0.730 | 4.208 | 26.41 |
1000rpm | 1.18 | 37 | 10.5 | 0.702 | 3.105 | 13.74 |
1500rpm | 1.17 | 36 | 10.5 | 0.672 | 2.724 | 10.66 |
2000rpm | 1.16 | 36 | 10.5 | 0.662 | 2.533 | 9.268 |
2500rpm | 1.14 | 35 | 10.0 | 0.664 | 2.443 | 9.251 |
3000rpm | 1.13 | 35 | 10.0 | 0.668 | 2.422 | 9.669 |
對(duì)比不同轉(zhuǎn)速處理后密度及漏斗粘度的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，密度與漏斗粘度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降。密度降低的同時(shí)，固相含量也隨之下降。但離心機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，處理的效果也變得越不明顯，可以認(rèn)為對(duì)鉆井液進(jìn)行固相控制處理時(shí)，離心機(jī)會(huì)有一個(gè) 轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)速可極大效率的處理鉆井液。由上表可以推測(cè)出離心機(jī)的 轉(zhuǎn)速在1500rpm～2000rpm之間，過高的轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致處理量的減少，這也是現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，固相控制所使用的轉(zhuǎn)速偽1700rpm，此轉(zhuǎn)速在保證處理效果的同時(shí)對(duì)處理量影響也較小。
隨著轉(zhuǎn)速的增大，顆粒累積分布的粒徑是逐漸降低的。處理前鉆井液顆粒累積分布為90%的粒徑是小于26.41μm的，經(jīng)1500rpm處理后，顆粒累積分布為90%的粒徑是小于10.66μm的。而再隨著轉(zhuǎn)速的提升，其粒徑降低的越不明顯，同時(shí)也說(shuō)明大顆粒容易去除，而小于10μm的顆粒在高轉(zhuǎn)速的處理下也很難去除。
1.2 轉(zhuǎn)速對(duì)固相含量、低密度固相及流變性的影響
對(duì)不同轉(zhuǎn)速處理后的鉆井液進(jìn)行固相含量、低密度固相、般土含量及流變性檢測(cè)，對(duì)比結(jié)果見下表：
對(duì)比項(xiàng)目 | 低密度固相（kg/m3） | 般土含量 （kg/m3） | AV （mPa·s） | PV （mPa·s） | 初切 （Pa） | Φ100 （Pa） |
處理前 | 189.02 | 129.2 | 15.0 | 13.0 | 0.75 | 8.0 |
1000rpm | 224.9 | 120.7 | 14.5 | 12.0 | 0.5 | 7.5 |
1500rpm | 283.4 | 115.8 | 12.0 | 10.0 | 0.5 | 6.0 |
2000rpm | 361.4 | 118.0 | 12.0 | 10.0 | 0.5 | 6.0 |
2500rpm | 447.2 | 117.1 | 11.5 | 9.5 | 0.5 | 6.0 |
3000rpm | 450.3 | 111.1 | 11.5 | 9.5 | 0.5 | 6.0 |
由上表的對(duì)比數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同轉(zhuǎn)速處理后，般土含量、塑性粘度、表觀粘度、初切及100轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，都會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而降低。而低密度固相會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而升高，這也說(shuō)明在處理后，鉆井液中會(huì)留存大部分的低密度固相。
2 結(jié)論
（1）離心機(jī)處理后，鉆井液的密度與漏斗粘度會(huì)隨著離心機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而下降。
（2）離心機(jī)的處理會(huì)有一個(gè) 轉(zhuǎn)速，可極大效率的處理鉆井液。
（3）鉆井液的般土含量、塑性粘度、表觀粘度、初切及100轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，均會(huì)隨著離心機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而降低。
（4）鉆井液經(jīng)處理后，低密度固相的含量會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而升高，顆粒累積分布的粒徑是逐漸降低的。
