离心机转速对钻井液固相的清除作用
行业动态
离心机能够分离钻井液有害固相中更细小的颗粒，如何发挥离心机的处理效果，减轻钻井液性能处理及维护难度，是目前迫切需要解决的问题。本文中钻井液体系为聚合物有机硅体系，密度为1.25g/cm³，漏斗粘度为47s。离心机型号为LW450-1650BP。
1 试验结果分析
1.1 转速对水基钻井液处理的影响
根据离心机的转速变频可调的特性，使用不同转速对现场的钻井液进行处理，收集相关数据并对比分析。钻井液经振动筛及除砂器处理后的密度为1.25g/cm³，漏斗粘度为47s。离心机分别使用1000rpm、1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm的转鼓转速对钻井液进行处理，离心机进液量控制在20m³/h。
不同转速对密度及漏斗粘度的影响及粒度的分析见下表：
对比项目 | 密度（g/cm³） | 漏斗粘度（s） | 固相含量 | D10 （μm） | D50 （μm） | D90 （μm） |
处理前 | 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 |
对比不同转速处理后密度及漏斗粘度的结果可以发现，密度与漏斗粘度会随着转速的升高而下降。密度降低的同时，固相含量也随之下降。但离心机的转速越高，处理的效果也变得越不明显，可以认为对钻井液进行固相控制处理时，离心机会有一个 转速， 转速可极大效率的处理钻井液。由上表可以推测出离心机的 转速在1500rpm～2000rpm之间，过高的转速会导致处理量的减少，这也是现场使用时，固相控制所使用的转速伪1700rpm，此转速在保证处理效果的同时对处理量影响也较小。
随着转速的增大，颗粒累积分布的粒径是逐渐降低的。处理前钻井液颗粒累积分布为90%的粒径是小于26.41μm的，经1500rpm处理后，颗粒累积分布为90%的粒径是小于10.66μm的。而再随着转速的提升，其粒径降低的越不明显，同时也说明大颗粒容易去除，而小于10μm的颗粒在高转速的处理下也很难去除。
1.2 转速对固相含量、低密度固相及流变性的影响
对不同转速处理后的钻井液进行固相含量、低密度固相、般土含量及流变性检测，对比结果见下表：
对比项目 | 低密度固相（kg/m³） | 般土含量 （kg/m³） | AV （mPa·s） | PV （mPa·s） | 初切 （Pa） | Φ100 （Pa） |
处理前 | 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 |
由上表的对比数据可以发现，经不同转速处理后，般土含量、塑性粘度、表观粘度、初切及100转的数据，都会随着转速的升高而降低。而低密度固相会随着转速的升高而升高，这也说明在处理后，钻井液中会留存大部分的低密度固相。
2 结论
（1）离心机处理后，钻井液的密度与漏斗粘度会随着离心机转速的升高而下降。
（2）离心机的处理会有一个 转速，可极大效率的处理钻井液。
（3）钻井液的般土含量、塑性粘度、表观粘度、初切及100转数据，均会随着离心机转速的升高而降低。
（4）钻井液经处理后，低密度固相的含量会随着转速的升高而升高，颗粒累积分布的粒径是逐渐降低的。
