水力离心旋流器的工作原理及在固控中的应用

　　一、水力离心旋流器的工作原理：

　　离心沉降原理是水力离心旋流器的基本工作原理，即悬浮的颗粒受到离心加速度的作用而从液体中分离出来。当分离的两相混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒与细颗粒之间存在着粒度差，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒由溢流管排出，从而达到分离分级的目的。

　　在径向加速度(离心力)的作用下，迫使固相颗粒向锥筒壁运移。同时，由于旋转下行的固相颗粒惯性力很大，将推着它向底部快速运动，因此当液体反向旋转，向上由溢流口排出时，这些已分离出来的固相颗粒不可能随溢流返回，而是由底流口(排砂口)排出。由此可见，这些固相颗粒实际上是由于惯性除掉的，而不是靠沉降作用。由于细小的颗粒受到的离心力较小，在到达锥底之前未能到达锥壁，因而被反向运动的钻井泥浆带至锥筒中心经溢流口返回。

　　二、水力离心旋流器的在固相控制(固控)中的应用

　　水力离心旋流器是根据离心沉降分离原理设计的液-液，液-固，液-气分离设备，它分离固相的能力与本身的结构参数、进浆压力和钻井泥浆特性有关。旋流器内径越小，能分离出的固相颗粒越细。旋流除砂器、泥浆除泥器的核心部件是水力离心旋流器。它们的区别也就表现在旋流器内径的大小以及处理量上。