混样器样液特性

需混合样液的基本特性:样品量15L，密度820－860kg/m3，水分0.025%-0.15%，20摄氏度时运动粘度为5-10mm2/s，常压蒸馏初馏点:40-48摄氏度。混合后的样品应当满足GB/T4756－1998对于样品品质进行检测，均化后水滴在1～50μm，要求所测定的密度水分与其平均值的差值在表1所给的范围之内。

混样器基本作业参数

混合时间直接影响样品的混合效果，根据GB/T4756－1998要求循环流速至少应足以使内含物每分钟循环一次，典型的循环时间为15min，样品量15L，因此该混合装置的平均流量Q=0.25L/s。可以确定混合动力源为Y801-4-B3的三项异步电动机，额定功率0.55KW，额定转速1600r/min，CB=B10型齿轮泵额定流量10ml/r，额定压力2.5MPa。

静动联合混样器是将静态混样器的混合作用与叶轮式搅拌器的混合作用相结合从而实现液体的充分分割与汇聚。作业时，电动机带动齿轮泵从原油混合容器中吸油，在齿轮泵出油口处，通过三通管接头原油分别流向溢流阀和SK型静态混样器，当系统压力超过额定值时，溢流阀开启，使原油直接流回容器，从而保证整个系统的安全性，同时，另一路油流经SK型静态混合器，经一次混合后进入喷油旋转搅拌器主腔体内，油液从叶片末端喷口不断喷出，其方向与旋转圆周相切，搅拌叶片在射流作用下转动，从而实现油液的二次混合。混合后的原油，通过接在管路中的取样阀，可随时方便的对混合液体进行取样，为解决管路中温度过高问题，在多螺旋叶片混合器外侧增设一冷却罩体，冷却液可以通过注水口不断流进，通过出水口流出，以此消除混合升温对原油混合液的影响。

静动联合混样机主要由动力装置，混合装置，附属部件三部分组成，其中动力装置由三相异步电动机，联轴器，齿轮泵组成;混合装置由一次混合装置SK型静态混合器、二次混合装置射流式搅拌叶轮两部分组成;附属部件包括溢流阀、冷却罩体，取样阀，样品容器、连接管路等部分 。

混样器元件扭转角度与相邻元件螺旋方向的确定

SK型静态混样器相邻元件的螺旋方向对混合起着重要作用，相邻元件采用相反螺旋方向的结构时，不仅可以分割流体、增加流体界面面积，而且能够使流体在流动中产生周期性的流向变化，即实现无序混合，从而避免无混死区的存在。该SK型一次混合装置混合元件扭转角定为120°，相邻元件采用反向螺旋。

混样器混合元件个数的确定

物料每经过一个混合元件就被分割成两层，当经过n个元件时其分割层数如式1所示:

S=2^n(1)

式中:S—总层数;n—物料通过的元件个数

应用Flowsimulation分析元件个数增加对混合器中流场轴向速度脉动的影响。从结果可以看出，随混合元件个数的增加流场速度脉动明显增加，当个数增至8个时基本保持稳定。考虑到一次混合后的流场速度脉动与残余压力对该静动联合混样器的二次混合有较大影响，确定SK型一次静态混合装置的元件数为10个。

混样器长径比的确定

应用Flowsimulation得出不同长径比条件下对应的压降情况。可以看出随长径比λ值的增大，SK型静态混样器压力降显著减少。混合元件的长径比λ对总压降值影响显著，由于该混合器二次混合装置的存在，应尽量减少一次混样后的压力损失，而长径比过大将使元件轴向体积过大，综合考虑混样器的空间布置，此处定λ=2.5，根据压降模型可得其总压降值P为957Pa。

容器结构形式的确定二次混合装置叶片的驱动力来自末端液体的喷射作用，当产生同样的推动力时，增加叶片长度可以有效提高驱动转矩，设长径比L/D=0.8。样品体积Vg=15L，装料系数η=0.8，从而确定容器直径D=0.03m，L=0.024m。在容器内壁圆周方向均布四处30mm宽的挡板，应用FlowSimulation对容器内壁有挡板和无挡板两种情况进行模拟，从速度矢量图可以看出其扰动明显高，在挡板处形成局部的涡旋，有研究表明促使样液混合的主要原因在于流场内部涡旋的存在。因此增设挡板可有效改善混合效果。

混样器水套及溢流压力的确定

根据静动联合混样器的工作原理，其主要热量来源于SK型静态混合器的剪切与摩擦作用，因此在其外侧增加水套，作业时，进水口与水管相连，水套充满水后从出水口流出，从而保证热量及时被带走。二次混合器的入口压力为1.1MPa，λ=2.5时总压降为957Pa，因此可确定最大压力值为1.100957MPa，可设定最高压力的1.2倍1.32MPa做为溢流阀溢流压力。

以水的质量分数作为对象，分别对静动联合混样器及SK型静态混样器进行对比试验，其中A表示联合混样器，B表示SK型静态混样器从试验结果可以看出，经过15分钟两种混样器均可达到预期混合目的，从混合度M的变化趋势上看，联合混样器混合度增长速度明显高于SK型静态混样器，并且在第13分钟混合度M值开始保持稳定。试验结果表明二次混合装置能够有效提高样液混合效率 。

1、燃烧器可分为：预混烧嘴，内混烧嘴和部分预混烧嘴

2、预混系统的作用：在烧嘴和点火点之前完成一次空气和气体燃料的混合。

也就是说，空气和燃气在进入烧嘴之前已经混合成为可燃气体。

3、预混合气的流量应考虑以下因素：

a.可燃性气体与空气混合物的着火极限

b.火焰传播速度

c.混合压力

d.调节比

4、保证完全预混式燃烧的条件：

燃气和空气在着火前预先按照化学当量比混合均匀设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温在以上条件下，燃气-空气混合物到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。火焰很短，甚至看不到，所以又称为无焰燃烧。

5、预混系统的优点：

形成短火焰，火焰温度高，延展性好，使用集中的预混合系统可简化燃烧系统的管路。

6、预混系统的缺点：

存在回火的可能性，调节比有限，空气/燃料比受限，难于应用在燃油烧嘴上。2100433B

琼斯分样器是随 CSR一10AV钻机一起从加拿大Dill Systems公司引进的、进行取样钻探的干燥岩样缩分装置。该装置的国产化设计，属于地矿部 “八五” 科技攻关项目“中心取样(心)地质钻探及无岩心钻探技术和设备的研 究”中的内容，这个项目于1996年1月通过部级鉴定，专家评定达到国际先进水平。

分样器工作原理

CSR钻进时，由于是全断面破碎，加之孔径一般又较大，故上返至地表的样品过多，如全部采取，则为样品 的收集、处理、保管等带来一系列问题，故通常都需要在钻探现场把样品进行无分选缩分，从而既保证地质样品 的可靠性，又大大减轻对样品的收集、处理、保管等各项工作的压力。琼斯分样器的作用，就是将由钻孔上返到地表的岩样按一定的比例无分选缩分为几个部分，为地质化验分析提供一定量的岩样。常用的缩分比例为1/8、1/8和6/8。其工作原理和结构如图2所示，在一个框架上，设置三层分样槽(1、3和5)，每层分样槽的上面均设有开口，以承接由上面倒入和流下的岩样。每层分样槽中，相邻的分样槽的外侧面均设有开口，且方向相反。工作时，由最上面倒入的岩样进入分样槽 (1)，其中流出的岩样一半进入接样盒(2)，另一半则进入分样槽(3)，其岩样又被分为两个1/2部分，分别进入接样盒(4)和分样槽(5)，(5)中的岩样又分为两个1/2部分，分别进入接样盒(6)和(7)。则最后岩样被分为整个岩样的1/2、1/4、1/8和1/8四个部分，其中两个1/8部分送交地质化验，6/8 (1/2 1/4) 部分入库保存。

分样器改进措施

引进的原琼斯分样器的原理是正确的，但从其结构上加以分析，却存在分样槽布置的不合理问题。原分样器为三层分样槽等数量上下对中布置的结构，每层分样槽均为18个，上下分样槽的中心线均在同一铅垂线上。工作时，由上面倒入的岩样被第一层分样槽分流后，是可以形成两个1/2部分的，但由于上下槽对中布置，且流下的岩样流束和断面沿槽宽方向的分布如图3所示，为中间多、两侧少，所以，由分样槽(l)中相间的分样槽流下的岩样的大部分，将进入分样槽(3)中与之相对中的各相间分杆酒中，而进入分样槽(3)中另外的各相间分样槽中的岩样为一少部分，相邻分样槽为反向布置，则岩样多的部分共同流向一方，岩样少的部分共同流向另一方，因此，由分样槽（3）分流的岩样两部分比例便不会相等，且误差较大。同样，分样槽(5)分流出的岩样两部分比例也不会相等。

综上所述，原琼斯分样器所缩分样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部分则无法形成，并且所造成的误差将随着分样槽层数的递增而加大，亦即最后缩分的供地质化验分析使用的两个1/8部分比例偏差将最大。经过上述分析并通过实际了解，证实了在使用中确实如此。如果盲目模仿原设计，进而使用该装置，必将给地质化验分析提供不合比例要求的岩样。

在保证其工作原理不变的情况下，第一层分样槽仍设置偶数个，以便于对半分流所倒入的岩样，下层分样槽改变了与上层相对中的布置形式，采取了中心偏移分样槽宽1/2距离的布置结构，即第二层分样槽中每个槽的槽壁与第一层分样槽的中心在一个铅垂线上，第三层分样槽的槽壁与第二层分样槽的中心在一个铅垂线上，这样，由上一层各相间分样槽流下的岩样，正好落在下一层各相邻分样槽的中间位置，使岩样一分为二，流向不同的方向，这样才能保证所要求的各个比例。为使第二、三层左右两端部的分样槽也能如此分流，减少比例误差，在分样的数量上，还必须改变原分样器三层分样槽等数量的结构，应使其依次递增，即第一层为18个，第二层则应为 19个，第三层应为20个，只有这样，才能最大限度地在结构上保证实现1/2、1/4、1/8和1/8的岩样缩分比例。 2100433B