基于DEM的钻井液振动筛颗粒运移特性研究

发布时间：2017-12-26 07:36

本文关键词：基于DEM的钻井液振动筛颗粒运移特性研究　出处：《西南石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：钻井液振动筛是固控设备中重要的净化环节,其筛分的性能受振幅、频率、振型、筛网等多因素影响。本文从振动筛筛分工作机理出发,采用离散元方法实现了对振动筛透筛分过程的模拟,系统的比较出各个参数对振动筛面上颗粒运移速度、透筛趋势的影响,解决了传统理论方法无法做到的对颗粒群趋势规律的探究,并用实验加以验证。本文主要完成了以下几个方面的工作:1.查阅国内外关于颗粒仿真的文献资料,对关于颗粒筛分模拟的研究、实际应用的情况做出总结,以及离散元法的原理如何使用在筛分机械的模拟上,在此基础上做出仿真与实验的设计,以及确定了颗粒接触模型和仿真模型的各个参数。2.通过Pro-e建模软件,以新型钻井液振动筛为原型建立了振动筛实体模型。用离散元法进行颗粒运移的模拟,对比了干燥颗粒与JKR湿颗粒仿真中的差异,分析JKR湿颗粒中黏着力对不同规格颗粒运移与透筛情况产生的影响。比较了钻井振动筛不同相位差角、频率、振幅、筛箱倾角的条件下颗粒运移与筛分的差异。得到了最大运移速度以及最大透筛率对应各项的参数。3.建立了凸、凹、平直三种安装方式下的筛网形变的三维模型,通过离散元法模拟振动筛周期性振动,对钻井液振动筛上的颗粒运移与透筛情况进行了对比仿真研究。仿真结果表明,平直筛网具有良好的筛分能力,并且颗粒运移速度快,处理量大。而凹形筛面运移速度慢,导致处理量小,但颗粒透筛多,筛分能力较强;凸形筛面运移速度慢于平板筛网,并且有效处理面积小,导致处理量较小。4.进行了低频直线-高频圆形的复频振动筛在不同振幅比的情况下颗粒运移情况的模拟。仿真结果显示,在高频:低频为k=0.2时有最大运移速度。相比单频直线筛,其最佳振幅比的情况下复频筛有更好的表现。5.用新型钻井液振动筛进行了对照实验,得出实验的结果与模拟基本一致,实验与模拟的颗粒运移速度误差在16.7%。证明了采用离散元法对筛分过程进行模拟不仅在宏观趋势上与真实振动筛的作业过程保持一致,在微观数据上也是有可信度的。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE254

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