图3-13 转筒式离心机工作示意图
1—钻井液;2—稀释水;3—固定外壳;4—筛筒转子;5—润滑器;6一轻质钻井液;7—重晶石回收;8—驱动轴
2.沉淀式离心机
如图3-14所示,沉淀式离心机的核心部件是由锥形滚筒、输送器和变速器所组成的旋转总成。输送器通过变速器与锥形滚筒相连,二者转速不同。多数变速器的变速比为80∶1,即滚筒每转80圈,输送器转一圈,因此,若滚筒转速为1800r/min,输送器的转速是22.5r/min。其分离原理是∶待处理的加重钻井液用水稀释后,通过空心轴中间的一根固定输入管、输送器上的进浆孔,进入到由锥形滚筒和输送器涡形叶片所形成的分离室,并被加速到与输送器或滚筒大致相同的转速,在滚筒内形成一个液层。调节溢流口的开度可以改变液层厚度。在离心力的作用下,重晶石和大颗粒的固相被甩向滚筒内壁,形成固相层,由螺旋输送器铲掉,并输送到锥形滚筒处的干湿区过渡带,其中大部分液体被挤出,基本上以固相通过滚筒小头的底流口排出,而自由液体和悬浮的细固相则流向滚筒的大头,通过溢流孔排出。
离心机滚筒有圆锥形和圆锥一圆柱形两种,其输送器有双头螺旋和单头螺旋,如图3-15所示。在结构和尺寸一定时,离心机的分离效果与沉降时间、离心力以及进口钻井液量等因素有关。而沉降时间又取决于滚筒的大小、形状及液层厚度。钻井液在离心机中的时间通常是30~50s,时间越长,进口量越小,分离效果越好。
3.水力涡轮式分离机
水力涡轮式分离机结构如图3-16所示。
待处理的钻井液和稀释水经漏斗流入装有若干个筛孔涡轮的涡轮室。当涡轮旋转时,大颗粒的固相携同一部分液体被甩向涡轮室的周壁,并穿过其上的孔眼进入清砂室,聚积到底部;在离心压头的作用下,这一部分浓稠的钻井液再经短管进入旋流器;通过旋流分离,加重剂等从回收出口排出,而轻质钻井液则通过管线返入涡轮室;与此同时,涡轮室内的轻质钻井液,则通过涡轮上的筛孔、上底孔板孔及短管排出。常用离心机技术参数见表3-8、表3-9。