Penyelidikan Pemilihan Skrin Telaga Kawalan Pasir – Bahagian 3

Penyelidikan Pemilihan Skrin Kawalan Pasir – Bahagian 3

Model AlternativePasukan dari akademia dan industri menyemak kemajuan ujian skrin terkini, tafsiran dan pemodelan untuk aplikasi SAS. Berdasarkan penemuannya, pasukan telah mencadangkan kaedah pemilihan skrin berdasarkan model berangka dan analitik yang disahkan ujian makmal. Tujuan utama kaedah ini adalah untuk menghapuskan atau mengurangkan bilangan SRT fizikal yang mesti dilakukan apabila memilih saiz dan jenis skrin. untuk aplikasi yang diberikan dan untuk lebih memahami sains pengekalan pasir.

Kajian ini menggunakan simulasi SRT berangka yang memadankan data eksperimen dalam usaha untuk membantu pasukan dalam memahami dan mengaitkan kombinasi skrin JPA dan untuk mengaitkan pengeluaran pasir dengan pasir formasi JPA sehingga pengeluaran pasir berhenti atau dihadkan kepada denda.9Pasukan pertama kali mengkaji WWS, yang mempunyai geometri yang lebih ringkas daripada jenis skrin lain, dan melakukan simulasi menggunakan kaedah unsur diskret (KEPADA). Model berangka ini menerangkan tingkah laku mekanikal, seperti jisim,

Rajah 5. Simulasi ujian pengekalan pasir menggunakan kaedah unsur diskret (KEPADA). Menggunakan DEM, saintis mengesan maklumat seperti jisim, halaju, daya dan momentum tentang setiap zarah dalam domain pengiraan, atau kotak simulasi (ditinggalkan). Penyelidik menggunakan DEM dan simulator dinamik molekul untuk memodelkan prestasi dalam eksperimen prapek dengan menghasilkan pembungkusan sfera berbutir polydisperse (bola pelbagai warna) atas geometri skrin balutan wayar (lapisan biru) dan kemudian mengalirkan cecair melalui pek. Saiz individu dan bilangan zarah setiap saiz diperoleh daripada taburan saiz zarah yang diukur bagi sampel pasir pembentukan yang digunakan untuk eksperimen yang sepadan. Simulasi kaedah unsur diskret kemudiannya digunakan untuk mengira jisim pasir yang dihasilkan setiap unit luas skrin untuk pelbagai saiz skrin dan taburan saiz zarah. Berhampiran penghujung simulasi polydisperse, yang diperlukan 24 jam pada gugusan rangkaian 48 pemproses, zarah pasir (betul, hijau, ungu, coklat, biru dan putih) merentasi bukaan skrin (merah jambu)

Rajah 6. Menentukan jisim pasir yang dihasilkan dan keseluruhan taburan saiz zarah pembentukan. Mondal-Sharma (CIK) kaedah menggunakan korelasi antara bilangan zarah diameter Dp yang dihasilkan melalui pembukaan slot skrin lebar, W. Bilangan zarah bagi setiap diameter yang dihasilkan melalui skrin dikira dan diplot melawan Dp/W daripada setiap simulasi (bahagian). Dalam kes ini, pembentukan JPA A dan B telah diagihkan kepada lima saiz tong setiap satu (bawah, garis putus-putus) untuk menjana taburan saiz berasaskan nombor (D1A kepada D5A dan D1B kepada D5B) digunakan untuk mengisi kotak simulasi (bawah). (Diadaptasi daripada Mondal et al, rujukan 9.)

Rajah 7. Pengagihan saiz zarah (JPA) pasir pembentukan yang tertahan dan terhasil. JPA lapisan pertama pasir dikekalkan pada skrin (merah) mempunyai taburan zarah pasir yang dijangkakan dengan lebar lebih besar daripada saiz slot. JPA lapisan kedua (hijau) sedang menghampiri pasir pembentukan (biru). Kerana saiz zarah yang dikekalkan pada lapisan kedua ditentukan oleh saiz liang lapisan pertama, zarah tertahan akhirnya akan menjadi JPA dan kebolehtelapan yang sama seperti pasir pembentukan. (Diadaptasi daripada Chanpura et al, rujukan 13.)

untuk membentuk jambatan zarah yang stabil, manakala parameter paling kritikal yang mempengaruhi bilangan zarah pasir yang dihasilkan ialah nisbah lebar slot kepada diameter zarah. Begitu juga, kelikatan cecair yang tinggi dan kecerunan tekanan rendah memudahkan penyambungan zarah; tekanan cecair meningkat meningkatkan pengeluaran zarah apabila kecerunan tekanan adalah sehingga kira-kira 2.3 MPa/m [100 psi/ft]. Pada kecerunan yang lebih tinggi, bagaimanapun, tiada pergantungan sedemikian.Apabila keputusan daripada model DEM diplot, pasukan itu memerhatikan hubungan undang-undang kuasa. Hubungan ini telah disahkan dengan memplot data eksperimen, yang mendedahkan persetujuan yang sangat baik dan trend konsisten antara model dan keputusan eksperimen.

Berdasarkan hubungan yang baru terjalin ini, pasukan itu membangunkan Mondal-Sharma (CIK) kaedah, yang menggunakan bilangan dan saiz pepejal yang dihasilkan untuk menganggarkan jisim pasir yang dihasilkan (Rajah 6).

Apabila membandingkan anggaran jisim pasir yang dihasilkan menggunakan kaedah M-S dengan jisim pasir yang dihasilkan dalam eksperimen, jodoh yang baik ditemui. Kaedah M-S, yang menggunakan hasil simulasi DEM untuk membangunkan korelasi mudah, boleh digunakan untuk menganggarkan jisim pasir yang dihasilkan tanpa melakukan simulasi DEM untuk setiap kombinasi pasir dan skrin yang mungkin.11Pasukan penyelidik seterusnya memperluaskan aplikasi kaedah M-S untuk memasukkan mesh persegi biasa. (PSM) skrin, mencapai hasil yang sama. Beberapa kesimpulan daripada simulasi WWS dan PSM termasuk yang berikut:• Simulasi dapat menganggarkan jisim pasir yang dihasilkan untuk JPA dan saiz skrin tertentu.• Hasil simulasi sangat bersetuju dengan hasil daripada eksperimen prapek yang dikawal dengan teliti.• Simulasi menunjukkan bahawa jisim pasir yang dihasilkan per unit luas skrin dan untuk unit kawasan aliran terbuka adalah lebih besar untuk PSM lapisan tunggal berbanding geometri slot dengan penarafan yang sama dan kawasan aliran terbuka standard yang bersesuaian.• Simulasi menunjukkan bahawa nisbah ketebalan wayar kepada saiz bukaan nampaknya merupakan faktor utama yang menyumbang kepada peningkatan jisim pengeluaran pasir daripada PSM satu lapisan.

12Penyelidik kemudian menumpukan perhatian mereka kepada penyelesaian analisis dan simulasi Monte Carlo untuk meramalkan pengeluaran pasir melalui skrin WWS dan PSM di bawah keadaan ujian buburan. Keputusan mereka menunjukkan bahawa penyelesaian analitikal dan simulasi berangka adalah dalam persetujuan yang sangat baik. Pasukan itu menunjukkan bahawa kaedah yang dicadangkan dapat menganggarkan taburan jisim dan saiz pepejal yang dihasilkan dalam SRT jenis buburan, mengambil kira JPA penuh pasir for-mation. Simulasi juga menunjukkan bahawa, dengan pengecualian masalah denda mudah alih, pengeluaran pasir menjadi diabaikan apabila pembukaan slot telah ditutup oleh zarah yang lebih besar daripada pembukaan (Rajah 7).

Seperti dalam kes pemodelan SRT jenis prapek, kaedah yang dicadangkan boleh digunakan untuk menganggarkan pengeluaran pasir dalam SRT jenis buburan untuk pelbagai saiz skrin, dengan itu membolehkan pemilihan saiz skrin berdasarkan tahap pengeluaran pasir yang boleh diterima. Pemilihan skrin akhir kemudiannya boleh disahkan melalui SRT jenis buburan.13 Keputusan menunjukkan bahawa lebih daripada 90% daripada jumlah pengeluaran pasir mengikut jisim berlaku semasa pembentukan lapisan pertama zarah pada skrin dan bahawa JPA pasir tertahan menghampiri pasir pembentukan selepas beberapa lapisan pasir terkumpul pada skrin. Keputusan juga mendedahkan bahawa jisim pasir yang dihasilkan semasa pembentukan lapisan pertama zarah pada skrin adalah bebas daripada bentuk JPA untuk butiran yang lebih kecil daripada saiz apertur-liang dan dikawal oleh bentuk

Penyelidikan Pemilihan Skrin Telaga Kawalan Pasir – Bahagian 1

Penyelidikan Pemilihan Skrin Telaga Kawalan Pasir – Bahagian 2

Penyelidikan Pemilihan Skrin Telaga Kawalan Pasir – Bahagian 3

Penyelidikan Pemilihan Skrin Telaga Kawalan Pasir – Bahagian 4