Порівняльні дослідження статичних змішувачів для приготування бурового розчину

Abstract

Метою цього дослідження є вивчення і компаративний аналіз роботи трьох конструкцій статичного змішувача неньютонівської рідини з параметрами бурового розчину: : густина - 1250 кг/м3, динамічна в’язкість - 0,02 Па·с. Методи дослідження. Для дослідження роботи статичного змішувача неньютонівської рідини використано модуль Flow Simulation програмного середовища SolidWorks. Наукова новизна. Одержані параметричні поля гідросуміші у робочій зоні труби, яка охоплює власне змішувач і відтинок труби за ним довжиною до 20 діаметрів труби: поле швидкостей гідросуміші v (м/с); поле завихреності n (с-1); поле інтенсивності турбулентності І (%), поле масштабу турбулентностей по довжині шляху перемішування lm (м). Практична значимість. За одержаними даними встановлено, що кращі технологічні характеристики перемішування бурового розчину за швидкістю і завихреністю потоків пульпи забезпечують спіральні змішувачі № 2 і № 3, які рекомендуються для впровадження в системі приготування бурового розчину на ділянці змішування його з реагентами. Результати. Виконані порівняльні дослідження роботи трьох конструкцій статичного змішувача в циркуляційній системі промивальної рідини бурових установок. Виконано компʼютерне моделювання та отримано параметричні поля гідросуміші у робочій зоні труби, а саме в місці установки статичного змішувача і в зоні трубопроводу за ним. Побудовано графіки зміни досліджуваних параметрів відносно осі труби, зокрема: графіки зміни швидкості потоку бурового розчину по довжині трубопроводу (криві v(L)), графіки зміни завихреності n (с-1) відносно осі труби L (м), (криві n(L)), графіки зміни інтенсивності турбулентності І (%) відносно осі труби L (м), (криві І(L)), графіки зміни масштабу турбулентностей lт (м) відносно осі труби L (м), (криві lт (L)). Виконано порівняльний аналіз моделей та кривих. Обґрунтовано раціональну конструкцію спірального статичного змішувача для отримання оптимальних технологічних характеристик перемішування бурового розчину.