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钻井岩屑清洗机的研究与设计

作　者: 程培宝
导　师: 董鹏敏；周有源
学　校: 西安石油大学
专　业: 机械工程
关键词: 钻井岩屑 喷射冲洗 循环水再利用 超声波微滤膜净化
分类号: TE929
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着欠平衡、高压喷射等新技术的推广和应用,油田钻井效率有了大幅度提升,相比之下,录井工作中采用人工清洗岩屑的方法因受时间、数量、标准等限制,工作烦琐,效率低下,易漏失,往往无法获取一定纯度的岩屑,迫切需要一种新型自动清洗机代替这种落后的操作方式。本文在分析研究钻井岩屑清洗技术的基础上,根据现场要求设计了新型钻井岩屑清洗机。压力水流以喷射冲洗的方式对岩屑进行淘洗,提高了岩屑清洗的质量和效率。本文还对微滤膜技术在污水处理方面的应用以及超声波技术在工业领域的应用进行了深入研究,提出综合采用超声波和微滤膜两项技术处理废水的工作原理,并基于此原理设计出两套超声波微滤膜净化处理装置(轴向过滤和径向过滤),实现了清洗用水的循环利用。本文研制的钻井岩屑清洗机采用的清洗方法和超声波微滤膜水处理装置经现场实际应用证明,具有一定的实用价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 钻井岩屑清洗的意义  8
  1.2 钻井岩屑清洗的现状  8
  1.3 钻井岩屑清洗机的研究动态  8-9
  1.4 钻井液(泥浆)的研究  9-11
第二章 钻井岩屑清洗机的设计  11-28
  2.1 现场对自动清洗设备的总体要求  11
  2.2 钻井岩屑清洗机工作原理  11-12
  2.3 岩屑清洗机的结构设计(如图2-1所示)  12
  2.4 泵的主要参数和结构方案的确定  12-13
    2.4.1 泵的参数  12
    2.4.2 确定泵的总体结构和进口尺寸  12-13
  2.5 防爆等级及其基本原理  13-16
    2.5.1 爆炸的概念  14
    2.5.2 为什么要防爆  14
    2.5.3 仪表防爆的原理  14-16
    2.5.4 泵的选择  16
  2.6 喷嘴直径计算及喷嘴选择  16-17
  2.7 管路设计  17-18
    2.7.1 管路压力损失计算  17-18
    2.7.2 高压水射流反作用力计算  18
    2.7.3 计算管径  18
    2.7.4 确定管子规格  18
  2.8 零部件设计  18-26
    2.8.1 漏斗(冲洗仓)  18-19
    2.8.2 过渡法兰1  19-20
    2.8.3 过滤法兰2  20
    2.8.4 排出法兰  20-21
    2.8.5 气囊  21
    2.8.6 方滤网  21-22
    2.8.7 支撑架  22
    2.8.8 隔盘  22-23
    2.8.9 排出管接头  23
    2.8.10 水箱  23-24
    2.8.11 喷嘴  24
    2.8.12 螺帽  24-25
    2.8.13 分配器  25
    2.8.14 水箱盖子  25-26
  2.9 岩屑清洗机控制电路设计  26-28
第三章 净水处理装置设计  28-47
  3.1 超声波技术及其应用研究  28-30
    3.1.1 超声波的概念  28
    3.1.2 超声波传播的特点及应用  28-29
    3.1.3 超声波空化作用  29
    3.1.4 超声波清洗原理  29-30
  3.2 膜分离技术的研究  30-35
    3.2.1 膜分离技术概述  30-31
    3.2.2 微滤膜过滤的原理  31-32
    3.2.3 微滤膜的形态结构  32
    3.2.4 微滤的分离机理  32
    3.2.5 微滤与常规过滤的区别  32-33
    3.2.6 微滤的过程  33
    3.2.7 微滤膜过滤技术的市场调研  33-35
  3.3 净水处理装置工作原理  35-36
  3.4 净水处理装置结构设计  36-41
    3.4.1 设计总体要求  36
    3.4.2 结构设计  36-41
  3.5 净水处理装置主要零部件设计  41-47
    3.5.1 泵的选用  42
    3.5.2 超声波发生器的选用  42
    3.5.3 超声波振子的选用  42
    3.5.4 膜组件外壳设计  42-43
    3.5.5 膜组件端盖设计  43
    3.5.6 微滤膜托架  43-44
    3.5.7 限位架的设计  44
    3.5.8 无缝钢管  44
    3.5.9 水箱设计  44-45
    3.5.10 粗滤过滤器  45-47
第四章 制造工艺与经济分析  47-51
  4.1 材料的选择  47
    4.1.1 钻井岩屑清洗机主要材料  47
    4.1.2 净水处理设备主要材料  47
  4.2 焊接工艺要求  47-48
    4.2.1 焊接顺序  47
    4.2.2 焊前预热和焊后热处理  47-48
  4.3 技术经济性分析  48-51
    4.3.1 技术分析时需要考虑的因素  48-49
    4.3.2 经济性分析  49
    4.3.3 产品分析  49
    4.3.4 成本预算  49-51
第五章 实验研究及工程实现  51-53
  5.1 岩屑清洗实验  51-52
    5.1.1 实验设计  51
    5.1.2 产品样机试制  51-52
  5.2 超声波微滤膜废水处理效果实验  52-53
    5.2.1 验证实验设计  52
    5.2.2 探索性实验  52-53
第六章 结论  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-56
攻读工程硕士学位期间发表论文  56-57
详细摘要  57-73

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