一种电动脱气器及控制方法与流程

文档序号:13675496阅读:1372来源:国知局

本发明属于钻井泥浆脱气技术领域,特别涉及一种电动脱气器及控制方法。



背景技术:

常规脱气器主要为qgm脱气器结构。脱气原理为泥浆从下部进入腔体,在20°搅拌爪的旋转作用下,泥浆延桶内壁旋转上升。内壁上安装阻流片,形成击打,将泥浆内部的气体脱出。击打过后的泥浆,从左侧泥浆出口流出。脱离出的待测气体,由取样气孔,经过气泵抽出。补偿气口与出气口都在脱气器的顶部。补偿气口,与取样器口,分别在顶部的两侧。

由于补偿气口与取样气口都在上部,气体流动临近原则,补偿气口抽取的气体更多的为补偿气(空气),造成待测气体的丢失。

此外,脱气室内为微负压状态,有利于气体从泥浆中脱出。由于进入脱气室的泥浆的温度、黏度、密度不同导致泥浆脱气性能不同,如果搅拌速度保持不变会导致脱气室内的压力发生变化,使脱气室内不能保持微负压状态,使脱气效率降低。



技术实现要素:

为解决脱气器因补偿气口位置靠近出气口导致待测气体丢失这一技术问题,本发明设计了一种补偿气口设在脱气室底部的脱气器,补偿气管远离取样气管,能够避免将刚进入脱气器的补偿器与待测气体同时抽出,从而避免待测气体的丢失。

为解决脱气器搅拌速度难以控制这一技术问题,本发明提供了一种基于污泥脱气性能控制电动脱气器驱动电机转速,同时,根据脱气室内的压力对驱动电机速度进行校正的控制方法,以提高脱气器的脱气效率。

本发明提供的技术方案为:

一种电动脱气器,包括:

外壳体;

脱气室,其位于所述外壳体下部,所述脱气室内部设置分隔板,所述分隔板将所述脱气室分隔为多级脱气空间;

排浆管,其设置于所述脱气室底部,所述排浆管侧面开设补偿气口;

补偿气管,其下端与所述补偿气口连通,所述补偿气管与所述排浆管呈一定倾斜角度;

取样气管,其为开口向上的直管,所述取样气管与所述脱气室连通并向上延伸出所述外壳体顶部。

优选的是,所述电动脱气器还包括脱气系统,所述脱气系统包括:

驱动电机,其为变频电机,所述驱动电机设置在所述外壳体的上方;

搅拌轴,其连接驱动电机的输出轴;

搅拌棒,其分层设置在所述多级脱气空间中,所述搅拌棒安装方向与所述搅拌棒垂直。

优选的是,所述补偿气管与所述排浆管形成的夹角为30-40度。

优选的是,所述补偿气管上端连接一直径小于补偿管直径的软管,用于气体补偿。

优选的是,所述电动脱气器还包括溢流管,其设置在所述外壳体的上部与所述进浆管相对的侧面上。

优选的是,所述脱气室顶板靠近所述溢流管设置缓冲槽,用于缓冲进入脱气室的泥浆,使脱气系统形成恒流。

优选的是,所述缓冲槽下部设有内部进浆管。

优选的是,所述电动脱气器还包括脱气控制系统,所述脱气控制系统包括:

压力传感器,其设置在脱气室内部,并位于所述脱气室顶板上,用于监测脱气室内的压力;

温度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆温度;

黏度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆黏度;

泥浆密度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆密度;

控制器,其连接所述驱动电机,压力传感器、温度传感器、黏度传感器及泥浆密度传感器,用于接收所述压力传感器、温度传感器、黏度传感器及泥浆密度传感器的监测数据,并控制所述驱动电机的转速。

一种电动脱气器的控制方法,其特征在于,包括根据泥浆温度、粘度及泥浆密度控制驱动电机的转速,以改变脱气器搅拌速度,提高脱气效率,所述驱动电机的转速为:

其中,μ为泥浆粘度,单位mpa;st为泥浆温度,单位℃;ρ为泥浆密度,单位g/cm3;n为驱动电机转速,单位r/min。

优选的是,所述电动脱气器的控制方法还包括根据脱气室内的压力对驱动电机转速进行校正,校正因子为:

其中,f脱气室内的压力,单位mpa;

经校正后,驱动电机的转速为n′=ξn。

本发明的有益效果是:本发明提供的电动脱气器补偿气口设在脱气室底部,远离取样气口,能够避免将刚进入脱气器的补偿器与待测气体同时抽出,克服了传统脱气器补偿气口位置靠近取样气口导致待测气体丢失的缺陷。

同时,本发明提供了一种基于污泥脱气性能控制电动脱气器驱动电机转速,并根据脱气室内的压力对驱动电机速度进行校正的控制方法,以提高脱气器的脱气效率。

附图说明

图1为本发明所述的电动脱气器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示,本发明提供了一种电动脱气器,其包括外壳体110;脱气室120,其位于所述外壳体110下部,所述脱气室内部设置分隔板121,所述分隔板121将所述脱气室120分隔为多级脱气空间。

所述电动脱气器还包括脱气系统,所述脱气系统包括驱动电机130,其设置在所述外壳体110的上方,驱动电机130为变频电机,驱动电机130的输出轴连接搅拌轴131,搅拌棒132,其安装在搅拌轴131上,搅拌棒131安装方向与搅拌轴131垂直,搅拌棒132其分层设置在所述多级脱气空间中,且相邻两层搅拌棒132相互垂直设置。

排浆管140,其设置于所述脱气室120底部,用于排出脱气室内脱气后的泥浆;排浆管140侧面开设补偿气口;补偿气管150,其下端与所述补偿气口连通,所述补偿气管150与所述排浆管140呈一定倾斜角度,所述倾斜角度为30-40度,补偿气管150上端连接一直径小于补偿气管150直径的软管151,用于气体补偿。补偿气管150上端加胶管151以远离泥浆喷溅区并将其入口转向没有泥浆喷溅的地方,以防止泥浆堵塞所述补偿气口。

取样气管160,其为开口向上的直管,取样气管160与所述脱气室120顶部开口连通并向上延伸出所述外壳体110顶部;取样气管160出口连通取样泵管道,用于将泥浆中脱出气体输送至录井房内。

进浆管170,其设置在所述外壳体110的上部的侧壁上,并位于靠近所述取样气管160的一侧。所述电动脱气器还包括溢流管180,其设置在所述外壳体110的上部与所述进浆管170相对的侧面上。优选的是,所述脱气室120顶板上方靠近所述溢流管180设有缓冲槽190,用于缓冲进入脱气室的泥浆,使脱气系统形成恒流。缓冲槽190下部连接内部进浆管191,内部进浆管191的内径小于进浆管170,以控制进入脱气室120的泥浆量,保证进入脱气室120的泥浆量稳定。脱气室120顶板带有一定倾斜角度,对泥浆起引流作用,泥浆从进浆管170进入外壳体110后,沿脱气室120顶板流入缓冲槽190,之后经内部进浆管191进入脱气室,多余的泥浆从缓冲槽190上部溢流进入溢流管180排出至脱气器外部。

所述电动脱气器还包括脱气控制系统,所述脱气控制系统包括:压力传感器,其设置在脱气室内部,并位于所述脱气室顶板上,用于监测脱气室内的压力;温度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆温度;黏度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆黏度;泥浆密度传感器,其设置在脱气室的侧壁,用于监测待脱气的泥浆密度;控制器,其连接所述驱动电机,压力传感器、温度传感器、黏度传感器及泥浆密度传感器,用于接收所述压力传感器、温度传感器、黏度传感器及泥浆密度传感器的监测数据,并控制所述驱动电机的转速。

本发明还提供了一种电动脱气器的控制方法,包括根据泥浆温度、粘度及泥浆密度控制驱动电机的转速,以改变脱气器搅拌速度,提高脱气效率,所述驱动电机的转速为:

其中,μ为泥浆粘度,单位mpa;st为泥浆温度,单位℃;ρ为泥浆密度,单位g/cm3;n为驱动电机转速,单位r/min。

所述电动脱气器的控制方法还包括根据脱气室内的压力f对驱动电机转速进行校正,校正因子为:

其中,f脱气室内的压力,单位mpa;经校正后,驱动电机的转速为n′=ξn。

本发明提供的电动脱气器补偿气口设在脱气室底部,远离取样气口,能够避免将刚进入脱气器的补偿器与待测气体同时抽出,克服了传统脱气器补偿气口位置靠近出气口导致待测气体丢失的缺陷。

同时,本发明提供了一种基于污泥脱气性能控制电动脱气器驱动电机转速,并根据脱气室内的压力对驱动电机速度进行校正的控制方法,以提高脱气器的脱气效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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