CN110614145A - 一种立磨系统及生产油井水泥的方法 - Google Patents

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白明科
李海宏
王亚锋
赵健
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Abstract

本发明提供一种立磨系统及生产油井水泥的方法，由电动机、减速机、机架、立磨壳体、风环、磨盘、磨辊、选粉机、出风口、下料管、加压装置、摇臂、下料管、入磨风管等部分组成。所述的立磨壳体安装在机架之上，设置在磨盘上部；磨盘位于立磨壳体底部，在减速机之上；所述的磨辊通过摇臂安装于磨盘侧面；所述选粉机安装立磨壳体的顶部；所述电动机和减速机通过传动机构与磨盘连接；所述的下料管位于立磨壳体一侧；所述的入磨风管位于磨盘与立磨壳体连接部。该水泥生产用立磨能生产出高性能G级HSR型油井水泥，满足油、气田固井对水泥的品质要求。

Description

一种立磨系统及生产油井水泥的方法
技术领域
本发明涉及一种立磨系统，更具体地说涉及一种G级HSR油井水泥立磨系统及生产油井水泥的方法。
背景技术
随着水泥生产技术的不断发展和水泥工业的日益大型化，立磨被广泛运用于水泥行业。与球磨相比，立磨具有粉磨效率高、电耗低、烘干能力大，允许入磨物料粒度大，粉磨工艺流程简单，占地面积小，操作容易等优点，无论是系统还是单机相对于球磨机而言重量都小，可节省大量材料。然而，立磨也有一定的局限性，主要是立磨用于生产水泥会改变水泥特性，例如使水泥成品的粒度分布范围变窄，颗粒形貌变差等，从而使其不能达到国家标准要求。用于建材的通用水泥对水泥性能要求较低，采用立磨生产尚可基本满足建筑施工的要求。但用于加固油井、气井的油井水泥则对水泥性能的要求比较苛刻，用现有立磨工艺系统生产出的油井水泥暂不能满足油田固井的使用要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型水泥立磨系统，可以保证生产出高性能G级HSR型油井水泥。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于油井水泥生产的立磨系统，包括电动机、减速机、机架、立磨壳体、风环、磨盘、磨辊、选粉机、出风口、下料管、液压缸、摇臂。所述的立磨壳体安装在机架之上，设置在磨盘上部；磨盘位于立磨壳体底部，在减速机之上；所述的磨辊通过摇臂安装于磨盘侧面；所述选粉机安装立磨壳体的顶部；所述电动机和减速机通过传动机构与磨盘连接；所述的下料管位于立磨壳体一侧；所述液压缸通过摇臂与磨辊连接；所述蓄能器与液压缸连接。选粉机转子的叶片设置为动态叶片，每条叶片分成三段，以活动镶嵌方式安装，转子被所有叶片从垂直方向上分成三层，每层叶片设置225块，其中，上层和中层的叶片圆周对称方向分别取掉3块叶片。
所述的水泥立磨系统运行时，电动机通过减速机带动磨盘转动，物料从下料管落到磨盘中央，在离心力的作用下向磨盘边缘移动并受到磨辊的碾压，粉碎后的物料从磨盘边缘溢出，同时被来自风环的高速向上的热气流带至与立磨一体的高效选粉机内，粗粉经分离器分选后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统的收尘装置中收集下来，即为产品。
为达到生产油井水泥的目的，本发明对选粉机笼型转子分布不同位置的叶片数量进行调整，同时调整操作参数加载压力、拉风等措施，达到调整立磨生产水泥颗粒分布目的，拓宽水泥粒径分布范围，以满足油井水泥各项性能指标的要求。
本发明的优点和积极效果是：与现有技术相比，该水泥生产用立磨系统能生产出高性能G级HSR型油井水泥，满足油田固井对水泥的品质要求。
附图说明
图1是立磨结构示意图；
图2是选粉机结构示意图，
图例说明：1-电动机、2-减速机、3-机架、4-立磨壳体、5-风环、6-磨盘、7-磨辊、8-选粉机、9-出风口、10-下料管、11-液压缸、12-蓄能器、13-摇臂、14-叶片、15-笼子、16-拉杆、17-拉杆护套、18-主轴、19-主轴套。
具体实施方式
以下结合附图1-图2对本发明作进一步详细说明。
如附图1，本发明提供一种用于油井水泥生产的立磨系统，包括电动机1、减速机2、机架3、立磨壳体4、风环5、磨盘6、磨辊7、选粉机8、出风口9、下料管10、液压缸11、摇臂13。所述的立磨壳体1安装在机架3之上，设置在磨盘6上部；磨盘6位于立磨壳体4底部，在减速机2之上；所述的磨辊7通过摇臂13安装于磨盘6侧面；所述选粉机8安装立磨壳体4的顶部；所述电动机1和减速机2通过传动机构与磨盘6连接；所述的下料管10位于立磨壳体4一侧。所述液压缸11通过摇臂13与磨辊7连接；所述蓄能器12与液压缸11连接。选粉机转子的叶片设置为动态叶片，每条叶片分成三段，以活动镶嵌方式安装，转子被所有叶片从垂直方向上分成三层，每层叶片设置225块，其中，上层和中层的叶片圆周对称方向分别取掉3块叶片。
本发明的立磨系统及其附加设备配置如表1所示。
表1水泥立磨系统主要设备及配置
本实施例中，所述的新型水泥立磨系统方案为：选粉机转子动态叶片长度2.4m，每条叶片共分成三段，共三块，每块长度0.8m，每块叶片安装活动镶嵌方式，叶片两端用螺栓紧固。转子被所有叶片从垂直高度方向上分成三层。对上层及中层对称的分别取3块，共取掉6块叶片。磨机1号辊、3号辊不加压，2号辊、4号辊加载压力13.9MPa。控制选粉机变频频率31.3Hz，排风机变频频率49Hz。磨机垂直方向振动值由1.3mm/s降低为0.8mm/s，水平方向振动值由1.5mm/s降低为1.1mm/s。控制磨机台时产量120t/h。
所述新型水泥立磨系统用于生产油井水泥，具体质量技术指标数据见表2。
表2新型水泥立磨系统生产成品油井水泥品质
由表2可见，通过上述立磨系统及工艺参数的调整，实现了用新型立磨系统生产出的油井水泥品质指标全部达标。
所述的新型水泥立磨系统有如下技术特点：
1、通过适度提高加载压力，将磨辊压力由13.5MPa提高到13.9MPa，由此提高磨机料床粉磨的效率，提高水泥成品率及水泥细颗粒的含量，实现水泥比表面积的大幅度提高。
2、为降低磨机振动，通过保证料床稳定而提高磨盘上物料的成品率，将原来的四辊加压改为对称地两辊加压，加压方式调整以后，磨机垂直方向振动值由1.3mm/s降低为0.8mm/s，水平方向振动值由1.5mm/s降低为1.1mm/s，并且磨机工况得到稳定，使成品油井水泥有足够的细粉含量，水泥比表面积由280m2/kg提高到328m2/kg。
3、对立磨选粉机转子上层及中层对称地分别取3块，共取掉6块叶片，适当调整选粉机转子的转数及排风机的风量，水泥粒度分布范围得以拓宽，在保持油井水泥比表面积330m2/kg左右不变的情况下，0.045mm方孔筛筛余由6％左右提高到10％左右。通过上述水泥立磨系统工艺调整的措施，油井水泥的各项质量技术指标得以优化，从而成功粉磨生产出高性能G级HSR型油井水泥。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于油井水泥生产的立磨系统，包括电动机(1)、减速机(2)、机架(3)、立磨壳体(4)、风环(5)、磨盘(6)、磨辊(7)、选粉机(8)、出风口(9)、下料管(10)、液压缸(11)、摇臂(13)；所述的立磨壳体(1)安装在机架(3)之上，设置在磨盘(6)上部；磨盘(6)位于立磨壳体(4)底部，在减速机(2)之上；所述的磨辊(7)通过摇臂(13)安装于磨盘(6)侧面；所述选粉机(8)安装立磨壳体(4)的顶部；所述电动机(1)和减速机(2)通过传动机构与磨盘(6)连接；所述的下料管(10)位于立磨壳体(4)一侧；所述液压缸(11)通过摇臂(13)与磨辊(7)连接；所述蓄能器(12)与液压缸(11)连接，其特征在于：选粉机转子的叶片设置为动态叶片，每条叶片分成三段，以活动镶嵌方式安装，转子被所有叶片从垂直方向上分成三层，每层叶片设置225块，其中，上层和中层的叶片圆周对称方向分别取掉3块叶片。
2.一种利用权利要求1所述的立磨系统生产油井水泥的方法，其特征在于，优选的，选粉机转子动态叶片长度2.4m，每块长度0.8m，叶片两端用螺栓紧固。
3.一种利用权利要求1所述的立磨系统生产油井水泥的方法，其特征在于，电动机通过减速机带动磨盘转动，物料从下料管落到磨盘中央，在离心力的作用下向磨盘边缘移动并受到磨辊的碾压，粉碎后的物料从磨盘边缘溢出，同时被来自风环的高速向上的热气流带至与立磨一体的高效选粉机内，粗粉经分离器分选后返回到磨盘上，重新粉磨；细粉则随气流出磨，在系统的收尘装置中收集下来，得到油井水泥。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，磨机1号辊、3号辊不加压，2号辊、4号辊加载压力13.9MPa，控制选粉机变频频率31.3Hz，排风机变频频率49Hz，磨机垂直方向振动值由1.3mm/s降低为0.8mm/s，水平方向振动值由1.5mm/s降低为1.1mm/s，控制磨机台时产量120t/h。
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