油氣鉆井過程中的泥漿是導致環境污染的主要源頭，含巖屑的泥漿直接排放不僅污染環境，同時浪費鉆井液，增加鉆井成本。離心機是處理固液分離的關鍵設備，其處理能力和處理效果直接影響泥漿質量。
1 高速鉆井液離心機原理
介紹為了保護油氣層，獲得更高的油氣產量，渦輪螺桿鉆具在勘探開發過程中得到廣泛的應用，而泥漿的清潔程度對渦輪螺桿鉆具的使用壽命和性能有很大影響，所以勘探開發業主要求沽空系統能嚴格控制泥漿的清潔程度；當前人們的環保意識越來越強，無論是地方政府還是當地居民，對鉆井現場的環保要求也變得越來越高，處理廢棄泥漿的工藝過程更加嚴格。在廢棄泥漿的處理過程中，盡可能地將泥漿中的固相和液相進行徹底分離。而目前固控系統中廣泛采用中速離心機進行分離，低黏度泥漿中可分離的固相顆粒最小直徑為5~7μm，不能滿足固
1.1 離心機的工作原理
送料泵將泥漿泵入高速離心機的進液管 ，在高速旋轉的滾筒帶動下，被送進來的泥漿高速旋轉 ，被甩到筒壁上的泥漿形成液圈，在高速旋轉產生的離心力的作用下，固相顆粒就克服泥漿的阻力快速積聚到滾筒內壁形成固相層，液體形成液相層，完成固液分離的過程。在輔助電動機一定轉速下，螺旋推進器與滾筒之間形成轉速差，螺旋葉片將積聚在滾筒內壁上的固相層就從筒壁上刮下并推向滾筒小端，在推進過程中進行脫水，最后巖屑到達排砂噴嘴被旋轉的滾筒甩出，完成推渣過程。
2 控制系統設計
要實時監測3個電動機的負載情況，一般采用電流互感器測量電流，但交流電動機的電流與有功功率之間還有相位角，不能直接體現電動機的實際負載情況，通過傳感器來計算有功功率比較麻煩。轉矩比電流更能反映當前的受阻情況。轉矩直接監測需要在驅動軸上安裝轉矩傳感器，結構復雜，同時增加機械結構難度和制造成本，并且收結構影響，其復合受力導致其檢測的結果不一定能準確反映離心機的真實負載情況。
2.1 硬件設計
該系統需要同時實現3個電動機的實時速度控制，直接采用3個變頻器對送料泵電動機、主電動機和輔助電動機進行驅動，一般變頻器本身帶有控制器，采用變頻器對電動機轉速的控制，根據需要調整滾筒、螺旋推進器的轉速以及螺旋推進器與滾筒的轉速差，實現一個機型可適應不同性能的泥漿和不同的泥漿處理要求。同時變頻器對電動機進行各種保護，所以自帶當前電動機的速度、轉矩、功率等參數的監視。直接通過變頻器獲取需要的速度和轉矩參數，變頻器具有轉矩參數，避免在機械結構上增加轉矩
傳感器和復雜的換算。
2.2 軟件設計
軟件設計主要完成鉆井液離心機的工藝過程控制和狀態監視控。工藝過程控制主要由可編程控制器完成，操作分為自動控制和手動控制兩種模式。狀態監視由組態屏完成。
2.3 防爆柜散熱設計
高速離心機是石油鉆井的固控設備，安裝在泥漿灌上，器件的工作溫度一般在-20~55℃之間，除非極寒天氣，一般低溫環境都能正常運行。但安裝位置屬于一區防爆區域 ，電控系統都是大功率驅動裝置，必須采用隔爆形式才能滿足防爆要求，而變頻器的發熱量大，采用普通隔爆柜柜內溫升難以得到控制 ，很容易導致柜內的變頻器、可編程控制器等電氣設備不能正常工作甚至損壞。這也是當前阻礙變頻器等先進設備在防爆區域廣泛應用的主要因素，必須采用強制散熱措施，控制柜內溫升。
3 結論
該控制系統采用可編程控制器作為核心，通過以太網連接變頻器，信息化程度高，實現自動或手動雙模式控制，實時監測顯示離心機運行狀態，采用預置的控制程序實時調整滾筒轉速、螺旋推進速度、送料量，使離心機一直處于最佳工作狀態。同時實現了自動清洗、遇阻解卡、狀態顯示、故障報警及急停等功能。寶石機械生產制造的LW450×1250BP-N高速大排量離心機采用該控制系統，整機性能優良，運行穩定可靠。設計的控制柜將隔爆、熱傳導和強制風冷相結合，解決了滿足大功率發熱元器件在一區及以下區域的安全可靠使用的難題，實現了防爆區域設備的智能化、自動化控制，提高了離心機的綜合性能，同時降低現場施工難度，為防爆其他設備的智能控制柜設計有一定借鑒意義。
