1、第六章第六章 循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)第一節(jié) 循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)介功能：循環(huán)泥漿功能：循環(huán)泥漿泥漿的功能：泥漿的功能：沖洗井底，攜帶巖屑，平衡地層壓力，冷卻與潤(rùn)滑鉆頭，保持井眼的穩(wěn)定，提供井下動(dòng)力組成：組成：鉆井泵鉆井泵，鉆井液鉆井液凈化、處理調(diào)配裝置凈化、處理調(diào)配裝置：振動(dòng)篩 除氣器除砂清潔器 除泥清潔器 離心機(jī) 循環(huán)罐 攪拌器泥漿流程：泥漿流程：n泥漿罐泥漿罐n泥漿泵泥漿泵n管匯管匯n 水龍頭水龍頭n鉆具鉆具n鉆頭鉆頭n 環(huán)空環(huán)空n井口井口n泥漿處理系統(tǒng)泥漿處理系統(tǒng)n泥漿罐泥漿罐第二節(jié)第二節(jié) 鉆井泵（泥漿泵）鉆井泵（泥漿泵） 鉆井泵的主要作用是循環(huán)泥漿，有雙缸雙作用泵、鉆井泵的主要作用是循環(huán)泥漿，有雙缸雙

2、作用泵、三缸雙作用泵、三缸單作用泵等，目前基本上使用三缸雙作用泵、三缸單作用泵等，目前基本上使用三缸單作用泵。三缸單作用泵。型號(hào)：型號(hào)：n雙缸泵：雙缸泵：NB8-600n（雙缸雙作用泥漿泵，第（雙缸雙作用泥漿泵，第8此設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)，600hp）n三缸泵：三缸泵：SL3NB-1300An 變型代號(hào)變型代號(hào)n 額定輸入功率（馬力）額定輸入功率（馬力）n 三缸單作用鉆井泵三缸單作用鉆井泵 n 勝利勝利一、工作原理一、工作原理曲柄旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿、活塞曲柄旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿、活塞桿，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。桿，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。n吸液：活塞向動(dòng)力端運(yùn)動(dòng)，吸液：活塞向動(dòng)力端運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)形成真空，吸入閥開，缸內(nèi)形成真空

3、，吸入閥開，排出閥關(guān)，吸液；排出閥關(guān)，吸液；n排液：活塞向液力端運(yùn)動(dòng)，排液：活塞向液力端運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)壓力升高，吸入閥關(guān)，缸內(nèi)壓力升高，吸入閥關(guān)，排出閥開，排液排出閥開，排液 二、結(jié)構(gòu)組成二、結(jié)構(gòu)組成 往復(fù)泵：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)泵：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)n動(dòng)力端：曲柄，連桿，十字頭（動(dòng)力動(dòng)力端：曲柄，連桿，十字頭（動(dòng)力液力分界）液力分界）n液力端：液缸，活塞，活塞桿，閥室（閥箱），吸、排閥，液力端：液缸，活塞，活塞桿，閥室（閥箱），吸、排閥，吸、排管。吸、排管。三、分類三、分類按缸數(shù)分：按缸數(shù)分：n單缸單缸n雙缸雙缸n三缸泵三缸泵按作用方式分：按作用方式分：n單作用（往復(fù)一次，一吸一排。）單作用（往復(fù)一次，一

4、吸一排。）n雙作用（往復(fù)一次，兩吸兩排。）雙作用（往復(fù)一次，兩吸兩排。）按缸的布置方式：臥式、立式按缸的布置方式：臥式、立式按活塞形式分：活塞泵、柱塞泵按活塞形式分：活塞泵、柱塞泵四、基本參數(shù)壓力：泵排出口單位面積上所受的液體力，壓力：泵排出口單位面積上所受的液體力，用用p表示，單位表示，單位MPa。流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵排出或吸入的液體量。流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵排出或吸入的液體量。n體積流量單位：體積流量單位：L/s、m3/s，用，用Q表示；表示；n重量流量單位：重量流量單位：N/s，用，用QG表示。表示。泵的排量：曲柄轉(zhuǎn)一周泵排出或吸入的液體泵的排量：曲柄轉(zhuǎn)一周泵排出或吸入的液體量。量。gQQG理

5、論平均流量理論平均流量單作用泵理論平均流量單作用泵理論平均流量 （m3/min） iFSnQth 雙作用泵理論平均流量雙作用泵理論平均流量 SnfFiQth)2(實(shí)際平均流量實(shí)際平均流量實(shí)際流量小于理論流量實(shí)際平均流量實(shí)際流量小于理論流量實(shí)際平均流量n泵的充滿度系數(shù)：泵的充滿度系數(shù)： 1n往復(fù)泵的泵閥總是遲關(guān)、晚開往復(fù)泵的泵閥總是遲關(guān)、晚開n吸入時(shí)有氣體和余隙容積存在使吸入時(shí)未充滿液缸吸入時(shí)有氣體和余隙容積存在使吸入時(shí)未充滿液缸n泵的容積效率：泵的容積效率： vn密封處高能液體漏失，能量損失密封處高能液體漏失，能量損失流量系數(shù)：流量系數(shù)： = 1 v實(shí)際流量實(shí)際流量thQQ功率功率 和和 效率

6、效率泵的輸入功率：泵的輸入功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)動(dòng)力機(jī)傳到往復(fù)泵主動(dòng)軸的能量(做功)，即輸入功率Na；轉(zhuǎn)化功率：轉(zhuǎn)化功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能的那部分功率，Ni；有效功率有效功率:泵的輸出功率，N。機(jī)械損失：機(jī)械損失：容積損失容積損失水力損失水力損失泵的效率泵的效率（0.750.9）aiiaiiaimNQgHNQpNNhvmaNNvivQQQQQhihhHHHH泵速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)活塞或柱塞往復(fù)次數(shù)，稱沖數(shù)泵速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)活塞或柱塞往復(fù)次數(shù)，稱沖數(shù)n，單，單位：位：min-1。沖程沖程S：活塞在缸內(nèi)移動(dòng)的距離：活塞在缸內(nèi)移動(dòng)的距離S=2r，n r曲柄半徑曲柄半徑五、工作特性五、工作特性泵特性：

7、流量與泵特性：流量與 壓力特性曲線壓力特性曲線往復(fù)泵在開泵前往復(fù)泵在開泵前 必須將排出閥門必須將排出閥門 管路特性管路特性當(dāng)井深一定時(shí)，泵的管路當(dāng)井深一定時(shí)，泵的管路損失損失H管管僅是泵流量的函僅是泵流量的函數(shù)，可表示為：數(shù)，可表示為：n 與管線結(jié)構(gòu)（即井與管線結(jié)構(gòu)（即井深）和輸送介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)深）和輸送介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)兩者一定后，的系數(shù)，當(dāng)兩者一定后，則為定值。則為定值。 2QH管聯(lián)合工作特性 泵與管路組成一個(gè)輸送系統(tǒng)時(shí)，泵與管路組成一個(gè)輸送系統(tǒng)時(shí)，泵的特性曲線與泵的管路特性曲泵的特性曲線與泵的管路特性曲線按相同的比例繪制在同一個(gè)直線按相同的比例繪制在同一個(gè)直角坐標(biāo)系中，稱為聯(lián)合工作特性

8、角坐標(biāo)系中，稱為聯(lián)合工作特性曲線。曲線。泵在管線上工作時(shí)，必須嚴(yán)格地泵在管線上工作時(shí)，必須嚴(yán)格地遵守兩個(gè)定律，即質(zhì)量守恒和能遵守兩個(gè)定律，即質(zhì)量守恒和能量守恒定律。量守恒定律。n質(zhì)量守恒，即質(zhì)量守恒，即Q泵泵=Q管管=Q；n能量守恒，即能量守恒，即 H泵泵=H管管=H。泵的工況點(diǎn)或工作點(diǎn) 泵與管路組成一個(gè)輸送系統(tǒng)時(shí)，泵的特性曲線與泵泵與管路組成一個(gè)輸送系統(tǒng)時(shí)，泵的特性曲線與泵的管路特性曲線的交點(diǎn)就稱為泵的工況點(diǎn)或工作點(diǎn)。的管路特性曲線的交點(diǎn)就稱為泵的工況點(diǎn)或工作點(diǎn)。臨界特性曲線臨界特性曲線換缸套換缸套結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成 動(dòng)力端動(dòng)力端:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)n傳動(dòng)軸總成傳動(dòng)軸總成n曲軸連桿總成曲

9、軸連桿總成n十字頭總成十字頭總成n機(jī)座（泵殼）機(jī)座（泵殼）n潤(rùn)滑：潤(rùn)滑：n飛濺飛濺n強(qiáng)制強(qiáng)制五、三缸單作用活塞泵五、三缸單作用活塞泵(2)液力端液力端n泵頭泵頭n活塞活塞-缸套總成缸套總成n介桿介桿-密封總成密封總成n泵閥泵閥n空氣包空氣包n安全閥安全閥第三節(jié)第三節(jié) 固控系統(tǒng)固控系統(tǒng)泥漿循環(huán)使用，需要凈化處理。泥漿循環(huán)使用，需要凈化處理。目的：降低泥漿固相含量，提高泵、鉆頭、鉆具壽目的：降低泥漿固相含量，提高泵、鉆頭、鉆具壽命。命。n固相顆粒減少固相顆粒減少1%，鉆頭壽命延長(zhǎng)，鉆頭壽命延長(zhǎng)710%，提高鉆速，提高鉆速29%。組成組成n凈化設(shè)備：振動(dòng)篩、除氣器、除砂器、除泥器（三除一凈化設(shè)備：振

10、動(dòng)篩、除氣器、除砂器、除泥器（三除一篩）、離心機(jī)篩）、離心機(jī)n其他：砂泵、剪切泵、攪拌器、噴槍、循環(huán)罐，配料裝置其他：砂泵、剪切泵、攪拌器、噴槍、循環(huán)罐，配料裝置振動(dòng)篩是鉆井液固控系統(tǒng)中第一級(jí)設(shè)備，用振動(dòng)篩是鉆井液固控系統(tǒng)中第一級(jí)設(shè)備，用于分離出上返泥漿中較大固粒（巖屑）。于分離出上返泥漿中較大固粒（巖屑）。 n主要組成：篩箱（篩架）、篩網(wǎng)、隔振彈簧、激主要組成：篩箱（篩架）、篩網(wǎng)、隔振彈簧、激振器。振器。基本原理（慣性振動(dòng)篩）：基本原理（慣性振動(dòng)篩）：n由主軸和偏心塊（激振器），旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期性由主軸和偏心塊（激振器），旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期性的慣性力（離心力），迫使篩箱、篩網(wǎng)和彈簧作的慣性力（離心

11、力），迫使篩箱、篩網(wǎng)和彈簧作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，使泥漿液固分理。簡(jiǎn)諧振動(dòng)，使泥漿液固分理。(1) 振動(dòng)篩振動(dòng)篩要求要求振動(dòng)篩的篩箱應(yīng)具有合理的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圓、橢圓、直線振動(dòng)篩的篩箱應(yīng)具有合理的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圓、橢圓、直線等。等。配備的振動(dòng)篩能夠處理從井眼返出的全部鉆井液。配備的振動(dòng)篩能夠處理從井眼返出的全部鉆井液。振動(dòng)篩具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠，啟動(dòng)和停止過(guò)渡時(shí)間應(yīng)振動(dòng)篩具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠，啟動(dòng)和停止過(guò)渡時(shí)間應(yīng)小于小于60s。振動(dòng)篩整機(jī)平均無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不少于振動(dòng)篩整機(jī)平均無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不少于3000h。為保證振動(dòng)篩的性能要求，振動(dòng)篩整機(jī)動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)應(yīng)符為保證振動(dòng)篩的性能要求，振動(dòng)篩整機(jī)動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)應(yīng)符

12、合要求。合要求。振動(dòng)篩的技術(shù)水平主要反映在：處理能力（處理量和分振動(dòng)篩的技術(shù)水平主要反映在：處理能力（處理量和分離粒度）、工作的穩(wěn)定性、壽命的長(zhǎng)短和操作的靈活性離粒度）、工作的穩(wěn)定性、壽命的長(zhǎng)短和操作的靈活性幾個(gè)方面。幾個(gè)方面。處理能力的影響因素：振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)軌跡、振動(dòng)處理能力的影響因素：振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)軌跡、振動(dòng)頻率、振動(dòng)強(qiáng)度、篩網(wǎng)面積和篩網(wǎng)的粗細(xì)。頻率、振動(dòng)強(qiáng)度、篩網(wǎng)面積和篩網(wǎng)的粗細(xì)。發(fā)展方向：高速、細(xì)目、多層振動(dòng)篩發(fā)展方向：高速、細(xì)目、多層振動(dòng)篩種類種類按結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)魏Y、雙聯(lián)篩、三聯(lián)篩按結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)魏Y、雙聯(lián)篩、三聯(lián)篩按篩網(wǎng)安裝型式：?jiǎn)螌?、雙層、疊層按篩網(wǎng)安裝型式：?jiǎn)螌?、雙層、疊層

13、按激振軸數(shù)量：按激振軸數(shù)量：n單軸圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩單軸圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩n雙軸慣性運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩雙軸慣性運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩n直線型直線型n橢圓型橢圓型特點(diǎn)特點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)：可實(shí)現(xiàn)低頻率大振幅要求；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，圓周運(yùn)動(dòng)：可實(shí)現(xiàn)低頻率大振幅要求；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低運(yùn)移方便易維修保養(yǎng)。成本低運(yùn)移方便易維修保養(yǎng)。橢圓運(yùn)動(dòng)：有一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的加速度矢量，篩面上的橢圓運(yùn)動(dòng)：有一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的加速度矢量，篩面上的物料極易分散，堵塞孔的可能性小；拋擲角陡峭，物料極易分散，堵塞孔的可能性小；拋擲角陡峭，物料輸送速度低，處理量小，要求篩架有向下傾角，物料輸送速度低，處理量小，要求篩架有向下傾角，克服固相后拋?？朔滔嗪髵仭?直線運(yùn)動(dòng)：鉆屑在篩面上運(yùn)動(dòng)

14、規(guī)則，排屑流暢；篩直線運(yùn)動(dòng)：鉆屑在篩面上運(yùn)動(dòng)規(guī)則，排屑流暢；篩面可水平設(shè)置，整體高度低；篩網(wǎng)加速度和作用力面可水平設(shè)置，整體高度低；篩網(wǎng)加速度和作用力均勻，方向一定，可采用超細(xì)篩網(wǎng)，壽命長(zhǎng)；這種均勻，方向一定，可采用超細(xì)篩網(wǎng)，壽命長(zhǎng)；這種振動(dòng)篩處漿量大，質(zhì)量高，可多層振動(dòng)篩處漿量大，質(zhì)量高，可多層 篩網(wǎng)篩網(wǎng)易損件，用不銹鋼絲編制而成。易損件，用不銹鋼絲編制而成。以以“目目”為單位，網(wǎng)孔數(shù)為單位，網(wǎng)孔數(shù)/英寸。英寸。n方孔：例，方孔：例， 12目篩網(wǎng)，每英寸目篩網(wǎng)，每英寸12孔。表示為孔。表示為1212。n矩形孔：矩形孔：8040，表示每英寸一邊有，表示每英寸一邊有80孔，另一孔，另一邊邊40孔

15、。孔。篩網(wǎng)規(guī)格：篩網(wǎng)規(guī)格：1500mm 1120mm 1800mm 1120mm 2400mm 1120mm清除氣侵鉆井液中的氣體。在鉆中深探井、氣井和含清除氣侵鉆井液中的氣體。在鉆中深探井、氣井和含氣油井時(shí)，必須配備除氣器。氣油井時(shí)，必須配備除氣器。要求：要求：1處理能力應(yīng)達(dá)到全流量處理。處理能力應(yīng)達(dá)到全流量處理。2必須置于振動(dòng)篩之后砂泵之前必須置于振動(dòng)篩之后砂泵之前兩種類型：大氣式和真空式。兩種類型：大氣式和真空式。作用：作用：保證鉆井液性能相對(duì)穩(wěn)定，防止井噴、井涌事故，確保保證鉆井液性能相對(duì)穩(wěn)定，防止井噴、井涌事故，確保鉆井安全鉆井安全。保證旋流器能正常工作。防止離心砂泵將發(fā)生氣蝕保證旋

16、流器能正常工作。防止離心砂泵將發(fā)生氣蝕（2）除氣器）除氣器（3）除砂器與除泥器）除砂器與除泥器除砂器、除泥器在固控工藝流程中處于振動(dòng)篩之后除砂器、除泥器在固控工藝流程中處于振動(dòng)篩之后 ,它們的主它們的主要用途是將通過(guò)振動(dòng)篩后還混在鉆井液體系中的更微小的要用途是將通過(guò)振動(dòng)篩后還混在鉆井液體系中的更微小的（74105m）固相顆粒清除出來(lái)。）固相顆粒清除出來(lái)。 上部是一個(gè)圓柱蝸殼，上部是一個(gè)圓柱蝸殼，下部是一個(gè)錐形殼，下部是一個(gè)錐形殼，圓柱殼的側(cè)面，有一圓柱殼的側(cè)面，有一切向鉆井液入口管，切向鉆井液入口管，頂部裝有出口溢流管。頂部裝有出口溢流管。圓錐殼底部是排砂孔，圓錐殼底部是排砂孔，分離出來(lái)的砂、

17、泥以分離出來(lái)的砂、泥以及少量的液體由此排及少量的液體由此排除。除。結(jié)構(gòu)工作原理工作原理離心泵打入壓力泥漿（切向進(jìn)入離心泵打入壓力泥漿（切向進(jìn)入旋流器）在旋流器中產(chǎn)生離心力。旋流器）在旋流器中產(chǎn)生離心力。質(zhì)量大的固相顆粒離心力大，甩質(zhì)量大的固相顆粒離心力大，甩到旋流器內(nèi)壁，靠重力作用下旋，到旋流器內(nèi)壁，靠重力作用下旋，下口排除砂、泥。質(zhì)量小的隨液下口排除砂、泥。質(zhì)量小的隨液體螺旋上升溢出。體螺旋上升溢出。rmvFt/2除砂器：錐內(nèi)徑（大頭錐筒圓柱部分的內(nèi)徑）除砂器：錐內(nèi)徑（大頭錐筒圓柱部分的內(nèi)徑）612”，清除大于清除大于70 m和和50%大于大于40 m砂粒；砂粒；除泥器：錐內(nèi)徑除泥器：錐內(nèi)徑

18、25英寸英寸, 清除大于清除大于40 m和和50%大于大于15 m砂粒。砂粒。加重泥漿處理加重泥漿處理深井、超深井用加重泥漿。深井、超深井用加重泥漿。回收重晶石回收重晶石（260 m ）結(jié)構(gòu)：旋流器結(jié)構(gòu)：旋流器+振動(dòng)篩振動(dòng)篩n上部旋流器：內(nèi)徑上部旋流器：內(nèi)徑45”；n下部振動(dòng)篩：下部振動(dòng)篩：150200目（網(wǎng)目（網(wǎng)眼?。┭坌。┰恚涸恚簄來(lái)自振動(dòng)篩的泥漿，由砂泵打來(lái)自振動(dòng)篩的泥漿，由砂泵打入清潔器入清潔器旋流器旋流器n底流小目振動(dòng)篩，清除底流小目振動(dòng)篩，清除74 105 m顆粒；保留小于顆粒；保留小于74 m顆粒。顆粒。1 1振動(dòng)篩處理過(guò)的泥漿；振動(dòng)篩處理過(guò)的泥漿；2 2清潔泥漿；清潔泥漿；

19、3 3水力旋流器；水力旋流器；4 4細(xì)目振動(dòng)篩；細(xì)目振動(dòng)篩；5 5排出的固排出的固體顆粒；體顆粒；6 6篩網(wǎng)底流；篩網(wǎng)底流；7 7泥泥漿返回循環(huán)系統(tǒng)漿返回循環(huán)系統(tǒng)鉆井液離心機(jī)是固控設(shè)備中固液分離的重要裝置之一，一般情況下安裝在系統(tǒng)的最后一級(jí)，用于分離1.512m細(xì)粒和膠體固相，降低或控制鉆井液密度和粘度。離心機(jī)滾筒有圓錐形和圓錐圓柱形兩種。（4）離心機(jī)作用作用回收非加重鉆井液中的液體和化學(xué)藥劑；處理加重液可除去鉆井液中多余的膠體，控制鉆井液粘度，回收重晶石；處理旋流器底流，可回收液相，減少淡水和油的浪費(fèi)處理廢棄鉆井液，防止污染環(huán)境種類種類沉淀式：錐形滾筒滾筒式：柱狀滾筒水力渦流式分離機(jī) 待處理

20、的加重泥漿，送待處理的加重泥漿，送入輸送器上的進(jìn)漿孔，進(jìn)入入輸送器上的進(jìn)漿孔，進(jìn)入由錐形滾筒和輸送器蝸形葉由錐形滾筒和輸送器蝸形葉片所形成的分離室，并被加片所形成的分離室，并被加速到與輸送器或滾筒大致相速到與輸送器或滾筒大致相同的轉(zhuǎn)速，在滾筒內(nèi)形成一同的轉(zhuǎn)速，在滾筒內(nèi)形成一個(gè)液層。調(diào)節(jié)溢流口的開度，個(gè)液層。調(diào)節(jié)溢流口的開度，可以改變液層厚度。由于離可以改變液層厚度。由于離心力的作用，重晶石和大顆心力的作用，重晶石和大顆粒的固相被甩向滾筒內(nèi)壁，粒的固相被甩向滾筒內(nèi)壁，形成固相層，由螺旋輸送器形成固相層，由螺旋輸送器輸送到錐形滾筒處的干濕區(qū)輸送到錐形滾筒處的干濕區(qū)過(guò)渡帶，通過(guò)滾筒小頭的底過(guò)渡帶，通

21、過(guò)滾筒小頭的底流口排出，而自由液體和懸流口排出，而自由液體和懸浮的固相顆粒則流向滾筒的浮的固相顆粒則流向滾筒的大頭，通過(guò)溢流孔排出。大頭，通過(guò)溢流孔排出。 1 1V V形膠帶；形膠帶；2 2液力聯(lián)軸器；液力聯(lián)軸器；3 3電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)；4 4加料管；加料管；5 5轉(zhuǎn)鼓；轉(zhuǎn)鼓；6 6螺旋輸送器；螺旋輸送器；7 7行星差速器行星差速器 工作原理待處理的泥漿稀釋，從外殼待處理的泥漿稀釋，從外殼左上方由計(jì)量泵輸入后，由左上方由計(jì)量泵輸入后，由于內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)的作用，泥漿在于內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)的作用，泥漿在內(nèi)、外筒之間的環(huán)形空間轉(zhuǎn)內(nèi)、外筒之間的環(huán)形空間轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，重晶動(dòng)，在離心力作用下，重晶石和大顆粒的固體物

22、質(zhì)飛向石和大顆粒的固體物質(zhì)飛向外筒內(nèi)壁，通過(guò)一種專門的外筒內(nèi)壁，通過(guò)一種專門的可調(diào)節(jié)的阻流嘴排出，或由可調(diào)節(jié)的阻流嘴排出，或由一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的底流泵將飛一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)的底流泵將飛向外筒壁的重泥漿從底流管向外筒壁的重泥漿從底流管中抽吸出來(lái)，予以回收。中抽吸出來(lái)，予以回收。調(diào)節(jié)阻流嘴開度或泵速可以調(diào)節(jié)阻流嘴開度或泵速可以調(diào)節(jié)底流量。而輕質(zhì)泥漿則調(diào)節(jié)底流量。而輕質(zhì)泥漿則慢速下沉，經(jīng)過(guò)內(nèi)筒的篩孔慢速下沉，經(jīng)過(guò)內(nèi)筒的篩孔進(jìn)入內(nèi)筒體，由空心軸排出。進(jìn)入內(nèi)筒體，由空心軸排出。處理泥漿量大，可以回收重處理泥漿量大，可以回收重晶石晶石8296%。 滾筒式滾筒式水力渦流式水力渦流式待處理的泥漿稀釋后經(jīng)上部待處理的泥漿

23、稀釋后經(jīng)上部漏斗，流入帶有篩孔渦輪的漏斗，流入帶有篩孔渦輪的渦輪室；渦輪室；當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，大顆粒的固當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，大顆粒的固相攜同一部分液體被甩向渦相攜同一部分液體被甩向渦輪室的周壁，并穿過(guò)其上的輪室的周壁，并穿過(guò)其上的孔眼進(jìn)入清砂室，聚集到底孔眼進(jìn)入清砂室，聚集到底部，在離心壓頭的作用下，部，在離心壓頭的作用下，濃稠的泥漿再經(jīng)短管進(jìn)入旋濃稠的泥漿再經(jīng)短管進(jìn)入旋流器；流器；通過(guò)旋流分離，加重劑等從通過(guò)旋流分離，加重劑等從回收出口排出，而輕質(zhì)泥漿回收出口排出，而輕質(zhì)泥漿則通過(guò)管線返入渦輪室；則通過(guò)管線返入渦輪室；渦輪室內(nèi)的輕質(zhì)泥漿，則通渦輪室內(nèi)的輕質(zhì)泥漿，則通過(guò)渦輪上的篩孔、上底板的過(guò)渦輪上的篩

24、孔、上底板的孔及短管排出?？准岸坦芘懦?。稀釋進(jìn)液稀釋進(jìn)液回 收回 收加 重加 重劑劑排除稀漿排除稀漿（6）攪拌器）攪拌器功能：用于連續(xù)不斷地?cái)嚢栌煞蹱钆驖?rùn)土、功能：用于連續(xù)不斷地?cái)嚢栌煞蹱钆驖?rùn)土、重晶石粉等配制的鉆井液，使之均勻混合；重晶石粉等配制的鉆井液，使之均勻混合；另一方面使從井口返回的固相顆粒與鉆井液另一方面使從井口返回的固相顆粒與鉆井液均勻混合，使除砂器、除泥器和離心機(jī)設(shè)備均勻混合，使除砂器、除泥器和離心機(jī)設(shè)備達(dá)到最佳清除固相的效果。達(dá)到最佳清除固相的效果。例題：例題：某井配產(chǎn)前井口油嘴為某井配產(chǎn)前井口油嘴為5mm，配產(chǎn)前測(cè)得的層，配產(chǎn)前測(cè)得的層段指示曲線如圖所示?，F(xiàn)分配各層的配產(chǎn)量

25、分別為甲段指示曲線如圖所示?，F(xiàn)分配各層的配產(chǎn)量分別為甲層段層段12t/d，乙層段，乙層段15 t/d，丙層段，丙層段10t/d，試選擇，試選擇各層段的井下油嘴。各層段的井下油嘴。分層指示曲線分層指示曲線解：（解：（1 1）確定基礎(chǔ)流壓：）確定基礎(chǔ)流壓： 根據(jù)各層的配產(chǎn)量由分層指示曲線上查得的流壓根據(jù)各層的配產(chǎn)量由分層指示曲線上查得的流壓分別為：甲層段流壓分別為：甲層段流壓9.529.52MPaMPa， 乙層段流壓乙層段流壓9.859.85MPaMPa， 丙層段流壓丙層段流壓9.559.55MPaMPa， 故故確定確定9.52MPa9.52MPa為基礎(chǔ)流壓，為基礎(chǔ)流壓， （2 2）計(jì)算各層段嘴損

26、：）計(jì)算各層段嘴損： 甲層段甲層段=0=0；乙層段；乙層段=0.33MPa=0.33MPa；丙層段；丙層段=0.03MPa =0.03MPa 嘴損平方根值分別為：嘴損平方根值分別為： 甲層段甲層段=0=0；乙層段；乙層段=0.574=0.574；丙層段；丙層段=0.173=0.173。 因甲可不裝油嘴，所以只需配乙、丙層段，因甲可不裝油嘴，所以只需配乙、丙層段， （3 3）選擇各層段的井下油嘴選擇各層段的井下油嘴： 由乙、丙層段配產(chǎn)量由乙、丙層段配產(chǎn)量15t/d15t/d、10t/d10t/d及嘴損平方值及嘴損平方值0.5740.574、0.1730.173，從嘴損曲線圖版上查得井下油嘴，從嘴

27、損曲線圖版上查得井下油嘴乙和乙和丙分別為丙分別為2.0mm2.0mm和和3.0mm3.0mm。 3. 絞車輸入功率 Ndr輸入軸最大功率，也稱額定功率，絞車主參數(shù)V1起升I檔速度，（0.40.6m/s）；t 游動(dòng)系統(tǒng)效率；b滾筒軸傳動(dòng)與纏繩效率；dr 輸入軸至滾筒前，傳動(dòng)效率。Q1起升I檔游系載荷kN。 Q1= Qds+10 GtGt游車、大鉤、吊環(huán)、吊卡、鋼繩的固定重量,t。絞車功率取決于I檔起升速度和I檔起升載荷drbtdrVQN115鋼繩直徑dw由Qhmax（最大鉤載）下的Psmax（快繩拉力）決定Qhmax最大鉤載，kNGt 游系重量，t n=3（安全系數(shù)） Pb為破斷拉力由Pb選dw

28、。ZGQZGQPthtths)10(210maxmaxmaxmaxsbnPP 五、循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)鉆井泵功率 Np：輸入軸功率，額定功率。 kW 最大泵壓，Pa； 對(duì)應(yīng)流量，m3/s；（最大流量為：1525L/s） 泵效，(0.80.85).泵工作時(shí)，改變泵排量：變缸徑（換缸套） 對(duì)應(yīng) ：最大壓力對(duì)應(yīng)最小流量（缸徑最?。?； 對(duì)應(yīng) ：最小壓力對(duì)應(yīng)最大流量（缸徑最大）。3minmax10ppQpNmaxpminQpmaxpminQminpmaxQ第一節(jié) 起升系統(tǒng)理論計(jì)算一、游系運(yùn)動(dòng)分析 大鉤速度； 鋼繩速度； 天車輪的切向速度 有效繩數(shù)（除快、死繩外的游繩數(shù)）； 滑輪直徑。編號(hào)0、1、2、VV VZc

29、D鋼繩速度從死繩側(cè)快繩側(cè)鋼繩速度依次為（Z=6）大鉤升高H, 快繩拉下繩長(zhǎng)為ZH 。ZVVVVVVVVVVVVVVVVVdZ64242220132546天車輪切向速度 和轉(zhuǎn)速 n為cccDZVnZVVDVnVVDVnVVnV6046042602001 12 23 34 4，維修和更換 快繩側(cè)滑輪轉(zhuǎn)速比死繩側(cè)滑輪轉(zhuǎn)速高數(shù)倍，檢修天、游車時(shí)，應(yīng)將滑輪及軸承倒換，使壽命均衡。 快繩側(cè)鋼繩彎曲次數(shù)比死繩側(cè)多出數(shù)倍，會(huì)提前疲勞斷絲。從死繩儲(chǔ)繩卷筒放出新繩，從滾筒上截掉一段舊繩，一段一段補(bǔ)充新繩二、載荷分析 Q游上、游上 為游系起升重量和效率， Q游下、游下為下鉆游系起重量和效率， P快、 P死為快繩和死

30、繩拉力， P1 PZ為游繩的拉力。（一）靜止?fàn)顟B(tài)載荷 1.大鉤靜載荷 L井深，km； 單位長(zhǎng)度鉆柱質(zhì)量，kg/m。 2. 游系靜載荷（天車輪載荷） 游動(dòng)系統(tǒng)固定質(zhì)量，tf（游車、大鉤、吊環(huán)、鋼繩） 游靜鉤游G10QQLqQ柱靜鉤10柱q游G 3.鋼絲繩拉力 當(dāng)大鉤靜止懸重時(shí)，各段游繩拉力相等。死死快快PPPPZ1ZQP游快游靜游GQQ104. 天車臺(tái)載荷天車臺(tái)載荷 （天車輪所受的載荷）（天車輪所受的載荷） )21(游天車ZQQ注：不考慮注：不考慮傾斜傾斜死快游天車PPQQPPP2死快注：注： 單輪效率單輪效率（二）運(yùn)動(dòng)過(guò)程載荷 1起升時(shí)，各繩拉力。 由于軸承的摩擦阻力和鋼繩過(guò)滑輪的彎曲阻力有：

31、ZZPPPPP121快上快上PP1212快上PPP323快上PPPZZZPPP快上1注：注： 單輪效率單輪效率起鉆時(shí)游動(dòng)系統(tǒng)效率ZPPPQ21游上)(2ZPQ快上游上 時(shí)和公式等比級(jí)數(shù)比為快上游上)1 ()1 (ZPQ)1 ()1 (ZZPQvPvQZ快上游上快上快上游上游上游上2、下鉆時(shí)，各繩拉力212快下PPP323快下PPPZZPPPPP121快下快下PP 1ZZZPPP快下1下鉆時(shí)游動(dòng)系統(tǒng)效率ZZZQZPvQvP1)1 (游下快下游下游下快下快下游下ZPPPQ21游下)111(2ZPQ快下游下 時(shí)和公式等比級(jí)數(shù)比為快下游下1)1 (1ZZPQ綜合效率 例：16繩系統(tǒng)842.0834.0

32、845.016游16游下16游上21游12游1游下游上ZZZ)1()1(游上ZZZZZ1)1(游下結(jié)論 起、下鉆時(shí)各游繩的拉力不同 起鉆時(shí)快繩拉力P快上最大 P快上是絞車的基本參數(shù)，是鋼絲繩選用依據(jù) 起鉆和下鉆系統(tǒng)效率非常接近，常取相同數(shù)值 麻芯、順絞柔性鋼繩+滾動(dòng)軸承，0.98 鋼絲芯、逆絞硬性鋼繩，0.960.97 滑動(dòng)軸承，0.95三、滾筒和鋼絲繩徑層鋼絲繩時(shí)滾筒工作直第60大鉤提升速度：動(dòng)比擋柴油機(jī)軸到滾筒的傳速提升時(shí)柴油機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)滾筒轉(zhuǎn)速：jDnDViininnjijiieiei滾筒滾筒外徑外徑 ；繩徑；繩徑d。纏一層繩纏一層繩，纏繞直徑，纏繞直徑 ，第一層纏繩不工作，利于排繩。第一

33、層纏繩不工作，利于排繩。纏繩：一左旋，一右旋。纏繩：一左旋，一右旋。每圈有每圈有3/4圈于槽中，則圈于槽中，則（ ）；）；1/4圈跳向另一槽，直徑重疊，圈跳向另一槽，直徑重疊， ；每圈半徑增量：每圈半徑增量：0DdDD01dhdh866. 0866. 030cosdh 9 . 0141866. 043半徑增量系數(shù)半徑增量系數(shù) 從從第二層到最后一層纏繩直徑變化第二層到最后一層纏繩直徑變化滾筒滾筒原始直徑：原始直徑： 第一第一層直徑：層直徑： （以鋼繩中徑計(jì)算）（以鋼繩中徑計(jì)算）第二第二層直徑：層直徑： （在（在 基礎(chǔ)增加基礎(chǔ)增加 ）任意任意層直徑：層直徑：第末層直徑：第末層直徑： 0DdDD01

34、ddDD2021Dh2didDDi) 1(20dedDDe) 1(20第二第末層，平均直徑為：第二第末層，平均直徑為： 總層數(shù)總層數(shù) , 0.9 mDdeDDDDem) 1(202edh纏繩總層數(shù)纏繩總層數(shù) 取決于立根長(zhǎng)和有效繩數(shù)取決于立根長(zhǎng)和有效繩數(shù) ，纏到第二，纏到第二第第e層上，按層上，按 平均直徑計(jì)算平均直徑計(jì)算 。 從從 （不考慮第一層，（不考慮第一層， 每層的排數(shù)）每層的排數(shù)）代入代入 得：得： 式中式中 立根長(zhǎng)度立根長(zhǎng)度 每層的排數(shù)，每層的排數(shù)， ；L滾筒長(zhǎng)，滾筒長(zhǎng)，mm；排繩間隙，取排繩間隙，取11.5mm。解二次方程得解二次方程得 。 eZ2DeDmD) 1( enDZlmn

35、mD0)1 (002dnZldDeddDelndLne 剎帶包角為剎帶包角為 ，摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)為為 ，剎帶死端拉力，剎帶死端拉力 ，活，活端拉力端拉力力按歐拉公式計(jì)算力按歐拉公式計(jì)算: 制動(dòng)力制動(dòng)力 ： 設(shè)設(shè) 為剎車鼓半徑，為剎車鼓半徑， 制動(dòng)力矩：制動(dòng)力矩： 根據(jù)下鉆鉤載算出根據(jù)下鉆鉤載算出 ， 和和 作為剎車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)依據(jù)。作為剎車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)依據(jù)。 TtteT bF) 1(ettTFbbRbbbbRetRFM) 1(maxbFtT2、剎帶兩端的拉力 1.單杠桿剎車機(jī)構(gòu)單杠桿剎車機(jī)構(gòu) 活端拉力活端拉力t，剎把長(zhǎng)，剎把長(zhǎng)l ,曲拐臂長(zhǎng)曲拐臂長(zhǎng)r，傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率 ： 剎把力剎把力：增力倍數(shù)

36、：增力倍數(shù)： P P或或i的大小取決于的大小取決于l與與r的比值。的比值。 P P與與i i 也隨也隨 變化，變化， 和和 是定值。是定值。 剎把的最佳傾角剎把的最佳傾角 4530。)sin(costrPlcos)sin( lrtP)sin(cosrlPti單杠桿剎車機(jī)構(gòu)圖單杠桿剎車機(jī)構(gòu)圖 3、剎車杠桿工作分析 雙杠桿剎車機(jī)構(gòu)雙杠桿剎車機(jī)構(gòu)兩套單杠桿組成。設(shè) 為剎把力， 為剎帶活端拉力， 為連桿上的拉力， 、 分別為二軸至連桿的垂直距離（虛線所示）。力矩關(guān)系：力矩關(guān)系：（P力對(duì)軸1的矩） （F中間連桿對(duì)軸1的矩） （t 力對(duì)軸2的矩）（F對(duì)軸2的矩）增力倍數(shù)增力倍數(shù)： PtFmnFmlPcos

37、FnRt3coscoscos3mnRlPti 泵的質(zhì)量理論排量，泵的質(zhì)量理論排量，t/dt/d；tQmQ式中式中: :柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，即一沖抽汲或排出的液體體積為柱塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，即一沖抽汲或排出的液體體積為: :sfVP每分鐘排量每分鐘排量: : snfVPm每日體積排量每日體積排量: : snfQPt1440每日質(zhì)量排量每日質(zhì)量排量: : lPmsnfQ1440泵的體積理論排量，泵的體積理論排量，m m3 3/d/d；f fP P 柱塞的截面積或泵筒的過(guò)流面積，柱塞的截面積或泵筒的過(guò)流面積，m m2 2；S S沖程長(zhǎng)度，沖程長(zhǎng)度，m m；n n沖數(shù)，沖數(shù)，min-1min-1；3mkgl液體密度，抽油泵的理論排量 靜載荷作用下的理論示功圖靜載荷作用下的理論示功圖 DDBBDABCsp(一)理論示功圖 1.靜力示功圖 AB段：加載線 B點(diǎn)：懸點(diǎn)加載完畢,載荷增加，固定閥打開 BC段：上靜載線； CD段：卸載線 D點(diǎn)：卸載完