U području istraživanja nafte i plina, kao i različitim primjenama industrijske tekućine, prevrtanja igraju ključnu ulogu. Kao vodeći dobavljač nadmašivanja, bio sam iz prve ruke svjedočio kako ovi alati komuniciraju s različitim vrstama tekućine, a to je tema koja kombinira i znanost i praktično inženjerstvo.
Razumijevanje prevrtanja
Prije nego što uđete u interakciju s tekućinom, nakratko shvatimo što su prevrtanje. AnPrekoračite montažuje alat za bušenje koji se koristi prvenstveno u naftnoj i plinskoj industriji. Njegova glavna funkcija je dohvaćanje izgubljenih ili zaglavljenih objekata u bušotini. Dizajn prevrtanja omogućuje im da se bave vanjskom površinom izgubljenog objekta, a zatim ga podižu iz bušotine. Međutim, prekomjerni su se koristi i u drugim industrijama u kojima postoji potreba za rukovanjem i dohvaćanjem predmeta u okruženjima ispunjenim tekućinom.
Interakcija s newtonske tekućine
Newtonove tekućine, poput vode i većine lakih ulja, imaju linearni odnos između stresnog naprezanja i brzine naprezanja smicanja. Kada se u Newtonovom fluidnom okruženju koristi prevrtanje, protok tekućine oko alata je relativno predvidljiv.
Kretanje prelaska kroz tekućinu stvara uzorak protoka. Dok se prevrtanje spušta u bušotinu ispunjenu newtonskom tekućinom, ona pomakne tekućinu ispred sebe. Fluid se zatim teče oko prevrtanja, a sila povlačenja koja djeluje na prevrtanje može se izračunati koristeći dobro utvrđene jednadžbe dinamike fluida. For example, the drag force (F_d) on a spherical overshot moving through a Newtonian fluid can be estimated using Stokes' law for low - Reynolds - number flows ((Re<1)): (F_d = 6\pi\mu rv), where (\mu) is the dynamic viscosity of the fluid, (r) is the radius of the overshot, and (v) is the velocity of the overshot u odnosu na tekućinu.
U aplikacijama velike brzine, Reynoldsov broj se povećava, a protok oko prevrtanja može prijeći s laminara u turbulentno. Turbulentni protok može uzrokovati složenije interakcije s tekućinom - strukturom. Preokret može osjetiti fluktuirajuće sile, što može utjecati na njegovu stabilnost tijekom operacija pronalaska. Uz to, prisutnost newtonske tekućine može podmazati pokretne dijelove prelaska, smanjujući trenje i habanje. To je posebno važno za prevrtanje mehaničkih mehanizama hvatanja, jer osigurava nesmetan rad i duži radni vijek.
Interakcija s ne -Newtonovim tekućinama
Non -newtonske tekućine pokazuju složeniji odnos između stresa smicanja i stope smicanja. Postoji nekoliko vrsta ne -newtonskih tekućina, uključujući pseudoplastične, dilatantne i viskoelastične tekućine.
Pseudoplastične tekućine
Pseudoplastične tekućine, poput nekih blata za bušenje na bazi polimera, imaju viskoznost koja se smanjuje s povećanjem brzine smicanja. Kad se prevrtanje kreće kroz pseudoplastičnu tekućinu, tekućina u blizini površine prelaska doživljava visoke stope smicanja zbog relativnog gibanja. Kao rezultat toga, viskoznost tekućine u ovoj regiji smanjuje se, smanjujući silu povlačenja na prelasku u usporedbi s newtonovom tekućinom s istom prosječnom viskoznošću.
Ovo svojstvo može biti korisno tijekom operacija pronalaženja. Preokret se može lakše kretati kroz tekućinu, a smanjeno povlačenje omogućava učinkovitije podizanje zaglavljenog objekta. Međutim, promjena viskoznosti također može utjecati na performanse brtvljenja. Ako se prekomjerno oslanja na tekućinu - tijesnu brtvu za uključivanje s izgubljenim objektom, smanjenje viskoznosti u blizini za brtvljenje može dovesti do istjecanja, smanjujući učinkovitost pretraživanja.
Dilatirajuće tekućine
Dilatantne tekućine, poznate i kao tekućina za zgušnjavanje smicanja, imaju viskoznost koja se povećava s povećanjem brzine smicanja. Kad se prevrtanje kreće kroz dilatantnu tekućinu, tekućina u regijama visokog smicanja oko prevrtanja postaje viskoznija. To može značajno povećati silu povlačenja na prevrtanje, što otežava kretanje kroz tekućinu.
U nekim slučajevima, povećana viskoznost također može uzrokovati da tekućina djeluje kao svojevrsna "kruta" oko prevrtanja, potencijalno zaglavljujući pokretne dijelove alata. Inženjeri to moraju uzeti u obzir prilikom dizajniranja prevrtanja za upotrebu u dilatantnom fluidnom okruženju. Možda će biti potrebni specijalizirani materijali i maziva kako bi se osiguralo da preplati može djelovati učinkovito unatoč regijama visoke viskoznosti.
Viskoelastična tekućina
Viskoelastične tekućine, poput nekih tekućina na bazi gela koji se koriste u poboljšanom oporavku ulja, pokazuju i viskozna i elastična svojstva. Kad se prekomjerno prebaci kroz viskoelastičnu tekućinu, tekućina može pohraniti i oslobađati energiju. Elastična komponenta tekućine može uzrokovati da se presjeci doživljavaju oscilatornim silama dok se kreće.
Ove oscilatorne sile mogu utjecati na stabilnost prelaska tijekom pretraživanja. Uz to, viskoelastična priroda tekućine može uzrokovati da se pridržava površine prelaska, što može utjecati na sposobnost alata da se bavi izgubljenim objektom. Prianjanje također može otežati čišćenje prelaska nakon uporabe.
Interakcija s korozivnim tekućinama
U mnogim industrijskim primjenama, prevrtanje može stupiti u kontakt s korozivnim tekućinama, poput kiselih ili alkalnih otopina. Korozija može značajno degradirati performanse i životni vijek prevrtanja.
Kad je prevrtanje izloženo korozivnoj tekućini, metalne komponente alata mogu proći kemijske reakcije. Na primjer, u kiselom okruženju, metal može reagirati s kiselinom kako bi nastao metalne soli i vodikov plin. To može dovesti do pittinga, pucanja i općeg gubitka materijala na površini prelaska.
Za ublažavanje učinaka korozije, prevrtanje se može napraviti od materijala otpornih na koroziju, poput nehrđajućeg čelika ili obloženih zaštitnim slojevima. Uz to, dizajn prekoračenja može se optimizirati za minimiziranje područja na kojima se korozivne tekućine mogu akumulirati. Na primjer, glatke površine i pravilni kanali za odvodnju mogu spriječiti stvaranje stagniranih džepova tekućine, što je vjerojatnije da će uzrokovati koroziju.
Interakcija s višefaznim tekućinama
Višefazne tekućine, poput nafte - vode - plinske smjese, uobičajene su u naftnoj i plinskoj industriji. Kad se u višefaznom fluidnom okruženju koristi prekomjerno zavođenje, interakcija postaje još složenija.
Prisutnost različitih faza može uzrokovati da se svojstva fluida razlikuju prostorno. Na primjer, viskoznost i gustoća tekućine mogu biti različiti u regijama u kojima postoji veća koncentracija nafte ili plina. To može dovesti do neravnih sila koje djeluju na prevrtanje.
Plinska faza u višefaznoj tekućini također može uzrokovati probleme. Mjehurići plina mogu se akumulirati oko prevrtanja, smanjujući učinkovito kontaktno područje između prelaska i izgubljenog objekta. Uz to, širenje i kontrakcija mjehurića plina uslijed promjena tlaka mogu uzrokovati nagle promjene u silama tekućine koje djeluju na preopterećenje, što utječe na njegovu stabilnost.
Važnost fluida - prevrtanje interakcije u dizajnu proizvoda
Kao dobavljač prevrtanja, razumijevanje interakcije između prevrtanja i različitih vrsta tekućine ključno je za dizajn proizvoda. Moramo razmotriti svojstva tekućine prilikom odabira materijala, dizajniranja oblika prelaska i odabira odgovarajućih mehanizama hvatanja.
Na primjer, ako je nadjačavanje namijenjeno za upotrebu u visoko korozivnoj tekućini, odabrat ćemo materijale otporne na koroziju i nanijeti zaštitne prevlake. Ako će se prevladavanje koristiti u newtonskoj tekućini, možda ćemo trebati optimizirati oblik prelaska kako bismo smanjili povlačenje ili poboljšali performanse brtvljenja.
Zaključak
Interakcija između prevrtanja i različitih vrsta tekućina je složena i višenamjenska tema. Od Newtonian -a do ne -Newtonovih, korozivnih i višefaznih tekućina, svaka vrsta fluida predstavlja jedinstvene izazove i mogućnosti za prevladavanje dizajna i rada.
Kao vodeći dobavljač nadmašivanja, posvećeni smo boravku na čelu istraživanja na ovom području. Naš tim inženjera i znanstvenika kontinuirano proučava fluidne interakcije kako bi razvio inovativna rješenja koja zadovoljavaju različite potrebe naših kupaca. Bilo da se nalazite u naftnoj i plinskoj industriji, rudarstvu ili bilo kojem drugom području koje zahtijeva uporabu prevrtanja, imamo stručnost i proizvode kako bismo osigurali uspješne operacije pretraživanja.
Ako ste zainteresirani da saznate više o našim proizvodima za nadzor ili imate posebne zahtjeve za aplikacije za upravljanje tekućinom, pozivamo vas da nas kontaktirate na detaljnu raspravu. Naš iskusni prodajni tim spreman je pomoći u pronalaženju najboljeg rješenja za vaše potrebe.
Reference
- Bird, RB, Stewart, WE, & Lightfoot, EN (2007). Transportni fenomeni. John Wiley & Sons.
- Schowalter, WR (1978). Mehanika ne -Newtonovih tekućina. Pergamon Press.
- Daugherty, RL, Franzini, JB, & Finnemore, EJ (1985). Mehanika tekućine s inženjerskom primjenom. McGraw - Hill.