Перемешиватель бурового раствора является ключевым оборудованием в таких отраслях, как нефтяное бурение, строительство фундаментов и горнодобыча, обеспечивая бесперебойное выполнение различных инженерных задач. Сегодня мы подробно рассмотрим принцип его работы.
 

Перемешиватель бурового раствора в основном состоит из взрывозащищённого электродвигателя, редуктора, рамы и мешающего колеса (волнового колеса). Взрывозащищённый электродвигатель служит источником энергии устройства, так как во многих рабочих условиях присутствуют легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы, и такой двигатель позволяет избежать искрообразования и связанных с этим рисков. Редуктор выполняет важную функцию понижения скорости: высокая скорость вращения, создаваемая электродвигателем, понижается до уровня, оптимального для перемешивания, при этом увеличивается крутящий момент, что позволяет мешающим лопастям эффективно перемешивать буровой раствор. Рама служит опорой для всего устройства, обеспечивая его устойчивость в процессе работы. Мешающие лопасти (волновое колесо) — это рабочий элемент, непосредственно контактирующий с буровым раствором. Обычно оно состоит из сварных лопастей.

Принцип работы перемешивателя бурового раствора прост, но конструкция при этом отличается инженерной изощрённостью. При подаче питания взрывозащищённый электродвигатель запускается, его вал вращает входной вал редуктора. Внутренние механизмы редуктора — зубчатые передачи или циклоидальные механизмы — уменьшают скорость вращения и увеличивают крутящий момент. Выходной вал редуктора, вращаясь с пониженной скоростью и повышенным моментом, приводит в движение вал мешающего колеса. При этом лопасти мешающего колеса вращаются в буровом растворе, вызывая его перемешивание. Лопасти создают вокруг себя перепад давления, и жидкость начинает двигаться по кругу — образуется вихревой поток. Такой поток заставляет буровой раствор перемещаться от центра к стенкам резервуара и обратно, создавая мощную циркуляцию внутри ёмкости.

Кроме того, при вращении лопастей создаётся интенсивное сдвиговое воздействие. Проходя мимо поверхности лопастей, буровой раствор подвергается сдвиговым нагрузкам из-за разницы скоростей, в результате чего крупные частицы или сгустки разрушаются и диспергируются. На эффективность перемешивания влияют форма, количество, угол установки лопастей и скорость вращения. Например, при большем количестве лопастей и их наклонной установке достигается более эффективное перемешивание, особенно в нижней части ёмкости.

В практическом применении мощность перемешивателя выбирается в зависимости от требований конкретного объекта. Как правило, перемешиватели мощностью до 5,5 кВт оснащаются циклоидальными редукторами — компактными и эффективными. Для мощностей выше 7,5 кВт чаще используются червячные редукторы, которые обеспечивают высокий крутящий момент, плавность хода и надёжность при высоких нагрузках.

Перемешиватель бурового раствора благодаря продуманной конструкции и научно обоснованному принципу действия обеспечивает эффективное перемешивание раствора, что играет важнейшую роль в обеспечении качества и стабильности различных технологических процессов. Будь то равномерность бурового раствора в нефтяном бурении или стабильность его параметров при строительстве фундаментов — перемешиватель является незаменимым элементом оборудования.