旋风器的工作原理

旋风分离器是利用大量颗粒来分离固相,因此分离过程与颗粒的密度和大小有关。在非重质钻井液中,由于固相的范围相对狭窄,粒径对分离过程有很大影响。由于泵压力的作用,来自泵的钻井液通常以5〜12m / s的速度沿切向通过纸浆入口进入旋风分离器室,并进入高速旋风分离器。离心力会将高速旋转的钻井液中的大颗粒留在锥体的内壁上,颗粒仍沿向下的螺旋形滑动壁到达壁,最终在沿下沉管的下溢口中进行少量钻井液体排出时,排出量多寡取决于下溢出口的大小;旋流小颗粒的夹带将离开圆锥的内壁,并且当涡流在圆锥筒壁的限制下进入下溢流孔区域附近时,圆锥中心区域进入低压区域,从而形成一个低压区。内螺旋向上运动时,通过溢流管流回钻井液箱。

旋风器的工作原理

当涡旋的分离过程达到平衡时,两个部分实际上处于同一方向,其中一个向下,而另一个沿容器的中心轴。两股沿不同方向的回旋运动,出现流动涡流,速度非常高,无法有效地分离出固体颗粒。两种流通常在接触区域中混合,一些固体颗粒将以相反的方向进入液体流,因此旋风分离器无法与不同大小的固体颗粒分离。为了提高水力旋流器的分离效率,可以将溢流管插入锥形筒中,从而可以在一定程度上减少混合现象,溢流管插入的深度越深,分离效果越好。

溢流管是延伸到圆锥筒的空心圆形管,可以防止钻井液直接从溢流口流出。在离心力的作用下,涡流液体以与高速相同的方向进入圆锥形圆柱体。因此,在圆锥筒的中心形成低压螺旋流,在下溢中,并改变了溢流管中心前方的方向以进行旋流。

由于旋风分离器中心进入低压区的旋流运动,在旋风分离器的平衡范围内,底流将有两部分流体相对循环,空气流被吸入,另一种是固体颗粒的排放和少量液体。根据下溢管和溢流管开口的直径大小,他决定排出干湿固体。在非平衡状态下,旋风分离器可能产生溢流“绳”,这将导致来自许多不同程度的粒度的固体颗粒和过多的钻井液流失。因此,非平衡旋风分离器是一个较小的沉降池,运行模式与除砂器相似。