混樣器

混樣器樣液特性

需混合樣液的基本特性:樣品量15L，密度820－860kg/m3，水分0.025%-0.15%，20攝氏度時運動粘度為5-10mm2/s，常壓蒸餾初餾點:40-48攝氏度?；旌虾蟮臉悠窇?yīng)當(dāng)滿足GB/T4756－1998對于樣品品質(zhì)進(jìn)行檢測，均化后水滴在1～50μm，要求所測定的密度水分與其平均值的差值在表1所給的范圍之內(nèi)。

混樣器基本作業(yè)參數(shù)

混合時間直接影響樣品的混合效果，根據(jù)GB/T4756－1998要求循環(huán)流速至少應(yīng)足以使內(nèi)含物每分鐘循環(huán)一次，典型的循環(huán)時間為15min，樣品量15L，因此該混合裝置的平均流量Q=0.25L/s。可以確定混合動力源為Y801-4-B3的三項異步電動機，額定功率0.55KW，額定轉(zhuǎn)速1600r/min，CB=B10型齒輪泵額定流量10ml/r，額定壓力2.5MPa。

混樣器元件扭轉(zhuǎn)角度與相鄰元件螺旋方向的確定

SK型靜態(tài)混樣器相鄰元件的螺旋方向?qū)旌掀鹬匾饔茫噜徳捎孟喾绰菪较虻慕Y(jié)構(gòu)時，不僅可以分割流體、增加流體界面面積，而且能夠使流體在流動中產(chǎn)生周期性的流向變化，即實現(xiàn)無序混合，從而避免無混死區(qū)的存在。該SK型一次混合裝置混合元件扭轉(zhuǎn)角定為120°，相鄰元件采用反向螺旋。

混樣器混合元件個數(shù)的確定

物料每經(jīng)過一個混合元件就被分割成兩層，當(dāng)經(jīng)過n個元件時其分割層數(shù)如式1所示:

S=2^n(1)

式中:S—總層數(shù);n—物料通過的元件個數(shù)

應(yīng)用Flowsimulation分析元件個數(shù)增加對混合器中流場軸向速度脈動的影響。從結(jié)果可以看出，隨混合元件個數(shù)的增加流場速度脈動明顯增加，當(dāng)個數(shù)增至8個時基本保持穩(wěn)定?？紤]到一次混合后的流場速度脈動與殘余壓力對該靜動聯(lián)合混樣器的二次混合有較大影響，確定SK型一次靜態(tài)混合裝置的元件數(shù)為10個。

混樣器長徑比的確定

應(yīng)用Flowsimulation得出不同長徑比條件下對應(yīng)的壓降情況?？梢钥闯鲭S長徑比λ值的增大，SK型靜態(tài)混樣器壓力降顯著減少?；旌显拈L徑比λ對總壓降值影響顯著，由于該混合器二次混合裝置的存在，應(yīng)盡量減少一次混樣后的壓力損失，而長徑比過大將使元件軸向體積過大，綜合考慮混樣器的空間布置，此處定λ=2.5，根據(jù)壓降模型可得其總壓降值P為957Pa。

靜動聯(lián)合混樣機主要由動力裝置，混合裝置，附屬部件三部分組成，其中動力裝置由三相異步電動機，聯(lián)軸器，齒輪泵組成;混合裝置由一次混合裝置SK型靜態(tài)混合器、二次混合裝置射流式攪拌葉輪兩部分組成;附屬部件包括溢流閥、冷卻罩體，取樣閥，樣品容器、連接管路等部分 。

靜動聯(lián)合混樣器是將靜態(tài)混樣器的混合作用與葉輪式攪拌器的混合作用相結(jié)合從而實現(xiàn)液體的充分分割與匯聚。作業(yè)時，電動機帶動齒輪泵從原油混合容器中吸油，在齒輪泵出油口處，通過三通管接頭原油分別流向溢流閥和SK型靜態(tài)混樣器，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過額定值時，溢流閥開啟，使原油直接流回容器，從而保證整個系統(tǒng)的安全性，同時，另一路油流經(jīng)SK型靜態(tài)混合器，經(jīng)一次混合后進(jìn)入噴油旋轉(zhuǎn)攪拌器主腔體內(nèi)，油液從葉片末端噴口不斷噴出，其方向與旋轉(zhuǎn)圓周相切，攪拌葉片在射流作用下轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)油液的二次混合?；旌虾蟮脑?，通過接在管路中的取樣閥，可隨時方便的對混合液體進(jìn)行取樣，為解決管路中溫度過高問題，在多螺旋葉片混合器外側(cè)增設(shè)一冷卻罩體，冷卻液可以通過注水口不斷流進(jìn)，通過出水口流出，以此消除混合升溫對原油混合液的影響。

容器結(jié)構(gòu)形式的確定二次混合裝置葉片的驅(qū)動力來自末端液體的噴射作用，當(dāng)產(chǎn)生同樣的推動力時，增加葉片長度可以有效提高驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，設(shè)長徑比L/D=0.8。樣品體積Vg=15L，裝料系數(shù)η=0.8，從而確定容器直徑D=0.03m，L=0.024m。在容器內(nèi)壁圓周方向均布四處30mm寬的擋板，應(yīng)用FlowSimulation對容器內(nèi)壁有擋板和無擋板兩種情況進(jìn)行模擬，從速度矢量圖可以看出其擾動明顯高，在擋板處形成局部的渦旋，有研究表明促使樣液混合的主要原因在于流場內(nèi)部渦旋的存在。因此增設(shè)擋板可有效改善混合效果。

混樣器水套及溢流壓力的確定

根據(jù)靜動聯(lián)合混樣器的工作原理，其主要熱量來源于SK型靜態(tài)混合器的剪切與摩擦作用，因此在其外側(cè)增加水套，作業(yè)時，進(jìn)水口與水管相連，水套充滿水后從出水口流出，從而保證熱量及時被帶走。二次混合器的入口壓力為1.1MPa，λ=2.5時總壓降為957Pa，因此可確定最大壓力值為1.100957MPa，可設(shè)定最高壓力的1.2倍1.32MPa做為溢流閥溢流壓力。

以水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為對象，分別對靜動聯(lián)合混樣器及SK型靜態(tài)混樣器進(jìn)行對比試驗，其中A表示聯(lián)合混樣器，B表示SK型靜態(tài)混樣器從試驗結(jié)果可以看出，經(jīng)過15分鐘兩種混樣器均可達(dá)到預(yù)期混合目的，從混合度M的變化趨勢上看，聯(lián)合混樣器混合度增長速度明顯高于SK型靜態(tài)混樣器，并且在第13分鐘混合度M值開始保持穩(wěn)定。試驗結(jié)果表明二次混合裝置能夠有效提高樣液混合效率 。

1、燃燒器可分為：預(yù)混燒嘴，內(nèi)混燒嘴和部分預(yù)混燒嘴

2、預(yù)混系統(tǒng)的作用：在燒嘴和點火點之前完成一次空氣和氣體燃料的混合。

也就是說，空氣和燃?xì)庠谶M(jìn)入燒嘴之前已經(jīng)混合成為可燃?xì)怏w。

3、預(yù)混合氣的流量應(yīng)考慮以下因素：

a.可燃性氣體與空氣混合物的著火極限

b.火焰?zhèn)鞑ニ俣?

c.混合壓力

d.調(diào)節(jié)比

4、保證完全預(yù)混式燃燒的條件：

燃?xì)夂涂諝庠谥鹎邦A(yù)先按照化學(xué)當(dāng)量比混合均勻設(shè)置專門的火道，使燃燒區(qū)內(nèi)保持穩(wěn)定的高溫在以上條件下，燃?xì)?空氣混合物到達(dá)燃燒區(qū)后能在瞬間燃燒完畢?；鹧婧芏?，甚至看不到，所以又稱為無焰燃燒。

5、預(yù)混系統(tǒng)的優(yōu)點：

形成短火焰，火焰溫度高，延展性好，使用集中的預(yù)混合系統(tǒng)可簡化燃燒系統(tǒng)的管路。

6、預(yù)混系統(tǒng)的缺點：

存在回火的可能性，調(diào)節(jié)比有限，空氣/燃料比受限，難于應(yīng)用在燃油燒嘴上。2100433B

瓊斯分樣器是隨 CSR一10AV鉆機一起從加拿大Dill Systems公司引進(jìn)的、進(jìn)行取樣鉆探的干燥巖樣縮分裝置。該裝置的國產(chǎn)化設(shè)計，屬于地礦部 “八五” 科技攻關(guān)項目“中心取樣(心)地質(zhì)鉆探及無巖心鉆探技術(shù)和設(shè)備的研 究”中的內(nèi)容，這個項目于1996年1月通過部級鑒定，專家評定達(dá)到國際先進(jìn)水平。

分樣器工作原理

CSR鉆進(jìn)時，由于是全斷面破碎，加之孔徑一般又較大，故上返至地表的樣品過多，如全部采取，則為樣品 的收集、處理、保管等帶來一系列問題，故通常都需要在鉆探現(xiàn)場把樣品進(jìn)行無分選縮分，從而既保證地質(zhì)樣品 的可靠性，又大大減輕對樣品的收集、處理、保管等各項工作的壓力。瓊斯分樣器的作用，就是將由鉆孔上返到地表的巖樣按一定的比例無分選縮分為幾個部分，為地質(zhì)化驗分析提供一定量的巖樣。常用的縮分比例為1/8、1/8和6/8。其工作原理和結(jié)構(gòu)如圖2所示，在一個框架上，設(shè)置三層分樣槽(1、3和5)，每層分樣槽的上面均設(shè)有開口，以承接由上面倒入和流下的巖樣。每層分樣槽中，相鄰的分樣槽的外側(cè)面均設(shè)有開口，且方向相反。工作時，由最上面倒入的巖樣進(jìn)入分樣槽 (1)，其中流出的巖樣一半進(jìn)入接樣盒(2)，另一半則進(jìn)入分樣槽(3)，其巖樣又被分為兩個1/2部分，分別進(jìn)入接樣盒(4)和分樣槽(5)，(5)中的巖樣又分為兩個1/2部分，分別進(jìn)入接樣盒(6)和(7)。則最后巖樣被分為整個巖樣的1/2、1/4、1/8和1/8四個部分，其中兩個1/8部分送交地質(zhì)化驗，6/8 (1/2 1/4) 部分入庫保存。

分樣器改進(jìn)措施

引進(jìn)的原瓊斯分樣器的原理是正確的，但從其結(jié)構(gòu)上加以分析，卻存在分樣槽布置的不合理問題。原分樣器為三層分樣槽等數(shù)量上下對中布置的結(jié)構(gòu)，每層分樣槽均為18個，上下分樣槽的中心線均在同一鉛垂線上。工作時，由上面倒入的巖樣被第一層分樣槽分流后，是可以形成兩個1/2部分的，但由于上下槽對中布置，且流下的巖樣流束和斷面沿槽寬方向的分布如圖3所示，為中間多、兩側(cè)少，所以，由分樣槽(l)中相間的分樣槽流下的巖樣的大部分，將進(jìn)入分樣槽(3)中與之相對中的各相間分桿酒中，而進(jìn)入分樣槽(3)中另外的各相間分樣槽中的巖樣為一少部分，相鄰分樣槽為反向布置，則巖樣多的部分共同流向一方，巖樣少的部分共同流向另一方，因此，由分樣槽（3）分流的巖樣兩部分比例便不會相等，且誤差較大。同樣，分樣槽(5)分流出的巖樣兩部分比例也不會相等。

綜上所述，原瓊斯分樣器所縮分樣品的比例除能形成最初的1/2部分外，其余的1/4、1/8和1/8部分則無法形成，并且所造成的誤差將隨著分樣槽層數(shù)的遞增而加大，亦即最后縮分的供地質(zhì)化驗分析使用的兩個1/8部分比例偏差將最大。經(jīng)過上述分析并通過實際了解，證實了在使用中確實如此。如果盲目模仿原設(shè)計，進(jìn)而使用該裝置，必將給地質(zhì)化驗分析提供不合比例要求的巖樣。

在保證其工作原理不變的情況下，第一層分樣槽仍設(shè)置偶數(shù)個，以便于對半分流所倒入的巖樣，下層分樣槽改變了與上層相對中的布置形式，采取了中心偏移分樣槽寬1/2距離的布置結(jié)構(gòu)，即第二層分樣槽中每個槽的槽壁與第一層分樣槽的中心在一個鉛垂線上，第三層分樣槽的槽壁與第二層分樣槽的中心在一個鉛垂線上，這樣，由上一層各相間分樣槽流下的巖樣，正好落在下一層各相鄰分樣槽的中間位置，使巖樣一分為二，流向不同的方向，這樣才能保證所要求的各個比例。為使第二、三層左右兩端部的分樣槽也能如此分流，減少比例誤差，在分樣的數(shù)量上，還必須改變原分樣器三層分樣槽等數(shù)量的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使其依次遞增，即第一層為18個，第二層則應(yīng)為 19個，第三層應(yīng)為20個，只有這樣，才能最大限度地在結(jié)構(gòu)上保證實現(xiàn)1/2、1/4、1/8和1/8的巖樣縮分比例。 2100433B