CN111794702B - 一种除气振动筛 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种除气振动筛，涉及泥浆处理设备技术领域，其包括振动筛和设置于振动筛下方的除气装置，除气装置包括除气仓，除气仓上侧设置有进浆管和抽气管，进浆管与振动筛的下层出料管连接，抽气管远离除气仓一端设置有高压风机，高压风机的进气口与抽气管连通，高压风机与除气仓之间的抽气管上设置有除水机构，除气仓底壁上设置有出浆机构，出浆机构包括与除气仓内腔连通的内管和套设与内管外的外管，内管侧壁上开设有出浆槽，内管中设置有堵塞，堵塞与内管滑动连接，堵塞与内管之间设置有第一弹簧，且第一弹簧设置于堵塞远离除气仓内腔一侧。本申请具有降低泥浆循环过程中废气逸散对施工环境造成的污染的效果。
Description
技术领域
本申请涉及泥浆处理设备技术领域，尤其是涉及一种除气振动筛。
背景技术
目前，在石油与天然气的开采及钻探过程中，会产生大量的钻井泥浆。由于在钻井过程中使用的化学处理剂种类较多，造成废弃钻井泥浆COD高、色度深、pH高、重金属离子多等污染有害物质严重超标。废弃钻井泥浆是石油天然气工业的主污染源之一。为了降低钻井泥浆带来的污染以及降低钻井成本，通常对钻井泥浆进行循环回用。
自井内抽出的泥浆中除了含有泥、砂以及碎石等固体沉渣外，通常还浸入有气泡，而且气泡中可能包裹有地下的有毒气体，因此在对钻井泥浆进行回用时，除了对泥浆进行过滤除去固体杂质外，还需要经过除气工序降低泥浆中的废气含量。一方面通过除去废气恢复泥浆的比重，稳定泥浆的粘度性能，降低泥浆回用时发生井喷的可能；另一方面避免有毒气体在泥浆循环过程中对施工人员身体造成损伤。
公告号为CN110130844A的中国申请文件中公开了一种钻井泥浆用振动筛，包括加工仓、顶盖、振动装置、筛网、漏斗、外环、压缩弹簧、防堆料装置、导流管、引流管和底座，加工仓的顶部套装有顶盖，且加工仓内腔的中部设有振动装置，振动装置的顶端安装有筛网，且加工仓内腔的底端套装有漏斗，漏斗的外侧设有外环，且加工仓内腔的底部与外环的顶端通过压缩弹簧传动连接，加工仓底部的内侧设有防堆料装置，且加工仓顶部的一侧安装有导流管，漏斗底端的中部设有引流管，加工仓底端的中部安装有底座。振动装置包括固定罩、气缸、锥形弹簧和套管，固定罩位于加工仓内腔的中部，且固定罩内腔的底部设有气缸，气缸顶部的外侧套装有锥形弹簧，气缸顶部的外侧套装有套管，且套管底部的外侧与气缸的顶端通过锥形弹簧传动连接。传动轴、转块、固定板和电动机，且传动轴位于加工仓内腔的底部，传动轴内腔的一侧设有转块，且转块呈十字形分布在加工仓内壁的底部，加工仓内腔底部的一侧安装有固定板，且固定板的顶端安装有电动机。
使用时，首先将顶盖打开，其次启动振动装置和防堆料装置，然后将泥浆倒在筛网的顶端，使振动装置带动筛网进行纵向和横向振动，使泥浆中的小颗粒物通过筛网空隙进入漏斗，转块采用电动机带动，能够使四个转块同时敲击漏斗的外壁，使漏斗上方堆积的泥浆可被防堆料装置振动滑落，最后从引流管底部的一侧排出，即可。
针对上述中的相关技术，经过振筛的泥浆在后续处理过程中，随泥浆流动，泥浆中的气泡破裂，泥浆中的废气会逸散到工作环境中，发明人认为存在容易对施工环境造成污染的缺陷。
发明内容
为了降低泥浆循环过程中废气逸散对施工环境造成的污染，本申请提供一种除气振动筛。
本申请提供的一种除气振动筛采用如下的技术方案：
一种除气振动筛，包括振动筛和设置于所述振动筛下方的除气装置，所述除气装置包括除气仓，所述除气仓上侧设置有进浆管和抽气管，所述进浆管与振动筛的下层出料口连接，所述抽气管远离除气仓一端设置有高压风机，所述高压风机的进气口与所述抽气管连通，所述高压风机与除气仓之间的抽气管上设置有除水机构，所述除气仓底壁上设置有出浆机构，所述出浆机构包括与所述除气仓内腔连通的内管和套设与所述内管外的外管，所述内管侧壁上开设有出浆槽，所述内管中设置有能够对所述出浆槽进行封堵的堵塞，所述堵塞与所述内管滑动连接，所述堵塞与所述内管之间设置有第一弹簧，且所述第一弹簧设置于所述堵塞远离除气仓内腔一侧。
通过采用上述技术方案，调节高压风机和振动筛启动，高压风机对除气仓进行抽气，使得除气仓内呈负压环境；将自井下抽出的钻井泥浆通入振动筛进行振筛，使得通过钻井泥浆自井下带出的泥、砂、碎石等固体沉渣通过振动筛的上层出料口排出，过滤后的泥浆通过振动筛的下层出料管流入进浆管，并在重力作用下经过进浆管流入除气仓；泥浆中的废气在除气仓内的负压环境下加速向空气中逸散，逸散到除尘仓中的废气在高压风机作用下被抽入抽风管，并沿抽风管向靠近高压风机的方向流动，流动过程中经过除水机构，废气中的水分被除去，之后经高压风机被送入输送废气的输气管路送入废气处理装置进行处理；而除气仓中的泥浆逐渐积累，在泥浆积累过程中，泥浆对堵塞的压力逐渐增大，使得第一弹簧逐渐收缩，堵塞沿内管下降，随堵塞下降，堵塞不再对出浆槽进行完全封堵，使得除气仓与外管内腔通过出浆槽连通，除气仓中的泥浆通过出浆槽流入外管，之后通过外管流至下一工序进行处理；设计的除气装置，对经过振筛过滤的泥浆进行除气，通过负压环境加速泥浆中废气的逸散速度，并对逸散出的废气进行收集输送，减少逸散到工作环境中的废气的量，进而达到减少泥浆中的废气对工作环境的污染的目的；设计的出浆机构，通过堵塞与第一弹簧配合对内管进行堵塞，便于除尘仓形成负压环境，同时，不影响浆液从除气仓中排出，结构简单，方便实用；设计的除水机构，在废气进入高压风机之前对废气进行除湿，降低废气中的含水量，避免废气含水量过高造成高压风机故障。
优选的，所述除水机构包括与所述抽气管连通的除水室，所述除水室内设置有格栅板，所述格栅板将所述除水室分隔为上腔室和下腔室，所述上腔室内堆设有填料，所述下腔室上设置有排水管，所述排水管上设置有控制阀。
通过采用上述技术方案，废气在高压风机作用下通入上腔室，并经过填料之间的空隙向靠近高压风机方向流动，废气流动过程中，废气中的水汽与填料表面接触，在填料表面凝结汇聚，使得废气中的含水量降低，而水汽凝结成水珠后在重力作用下向下流动，通过格栅板流入下腔室中进行暂存，定期打开控制阀，将下腔室中的凝结水排出；设计的除水机构，通过废气经过填料时水汽的自然凝结降低废气中的含水量，结构简单，且无需额外消耗能源，节能环保，方便实用。
优选的，所述进浆管与振动筛的下层出料管之间通过柔性管连接。
通过采用上述技术方案，设计的柔性管，吸收振动筛工作时的振动，使得振动筛的下层出料管与进浆管之间的连接更加牢固，降低振动筛的下层出料管与进浆管的连接处发生泄漏的可能，降低除气振动筛故障几率，提升使用性。
优选的，所述内管内壁远离除气仓一侧设置有限位台，所述堵塞与所述限位台抵接时，所述第一弹簧的长度不小于所述第一弹簧压缩到工作极限载荷下的长度，且此时所述堵塞与出浆槽分离。
通过采用上述技术方案，设计的限位块，对第一弹簧进行保护，避免除气仓内进水过快导致堵塞过度挤压第一弹簧的状况发生，避免第一弹簧受损，保证第一弹簧的使用寿命。
优选的，所述堵塞靠近除气仓一侧的侧壁凸起成弧面。
通过采用上述技术方案，将堵塞靠近除气仓的侧壁设计成向上凸起的弧面，使得泥浆撞击堵塞后向周围溅射，便于泥浆从出浆槽排出，提升了泥浆排出效率，方便实用。
优选的，所述除气仓内对应进浆管设置有固定台，所述固定台通过连杆与所述除气仓内壁连接，所述固定台与进浆管的出浆口之间设置有封口凸台，所述封口凸台直径大于所述进浆管内径，所述封口凸台与固定台之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧使所述封口凸台趋于向靠近所述进浆管的出浆口方向移动。
通过采用上述技术方案，除气振动筛开始使用后，泥浆进入进浆管，受到封口凸台阻挡，在进浆管内聚积，随泥浆聚积，封口凸台受到的压力逐渐增大，当进浆管内浆液累积到一定量后，第二弹簧施加到封口凸台上的支撑力小于泥浆施加到封口凸台上的压力与封口凸台自身的重力，封口凸台下降，第二弹簧收缩，进浆管与除气仓内腔连通，浆液进入除气仓；设计的第二弹簧和封口凸台，一方面在进浆管内无泥浆或泥浆较少时对进浆管进行封堵，便于除气仓中形成负压环境，另一方面，使得泥浆进入除气仓时与封口凸台撞击，导致泥浆溅射分散，便于泥浆中的气体逸出，提升了除气质量和除气效率；同时，在泥浆挤压封口凸台，使得进浆管和除气仓连通时，根据进浆量实时对封口凸台和进浆管的出浆口之间的间隙大小进行弹性调节，实现对进浆速度的调节，并且使得进浆管内的泥浆能够对进浆管实现动态的液封，保证除气仓内的负压环境，结构简单，方便实用。
优选的，所述固定台靠近所述封口凸台的侧壁上设置有限位块，所述限位块沿所述第二弹簧伸缩方向的长度大于所述第二弹簧压缩到工作极限载荷下的长度。
通过采用上述技术方案，设计的限位块，对第二弹簧进行保护，避免除气仓内进水过快导致封口凸台过度挤压第二弹簧的状况发生，避免第二弹簧受损，保证第二弹簧的使用寿命。
优选的，所述封口凸台靠近所述进浆管的侧壁上转动连接有螺旋桨，所述螺旋桨正对所述进浆管的出浆口设置，且所述螺旋桨转动区域的直径小于所述进浆管内径。
通过采用上述技术方案，泥浆通过进浆管进入除气仓时，带动螺旋桨转动，螺旋桨转动过程中将靠近螺旋桨的泥浆甩飞；设计的螺旋桨，对泥浆进行分散，便于泥浆中的废气散出，提升了除气质量和除气效率，方便实用。
优选的，所述固定台上设置有导向杆，所述导向杆沿所述进浆管出浆口的轴线方向设置，且所述导向杆靠近进浆管一端设置于所述进浆管外侧，所述封口凸台上开设有供所述导向杆插接的通孔。
通过采用上述技术方案，设计的导向杆，对封口凸台升降进行导向，避免封口凸台移动过程中发生偏斜，而导致螺旋桨与进浆管发生碰撞，甚至封口凸台无法对进浆管发生封堵的情况发生，确保封口凸台能够正常使用。
优选的，所述抽气管的进气口上安装有滤网。
通过采用上述技术方案，设计的滤网，避免泥浆溅入抽气管，保证抽气管畅通，进而确保除气仓能够正常使用，降低除气振动筛维护频率，节约资源。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.设计的除气装置，对经过振筛过滤的泥浆进行除气，通过负压环境加速泥浆中气体的逸散速度，并对逸散出的气体进行收集输送，减少逸散到工作环境中的气体的量，进而达到减少泥浆中的气体对工作环境的污染的目的；设计的出浆机构，通过堵塞与第一弹簧配合对内管进行堵塞，便于除尘仓形成负压环境，同时，不影响浆液从除气仓中排出，结构简单，方便实用；设计的除水机构，在气体进入高压风机之前对气体进行除湿，降低气体中的含水量，避免气体含水量过高造成高压风机故障；
2.设计的除水机构，通过废气经过填料时水汽的自然凝结降低废气中的含水量，结构简单，且无需额外消耗能源，节能环保，方便实用；
3.设计的第二弹簧和封口凸台，一方面在进浆管内无泥浆或泥浆较少时对进浆管进行封堵，便于除气仓中形成负压环境，另一方面，使得泥浆进入除气仓时与封口凸台撞击，导致泥浆溅射分散，便于泥浆中的气体逸出，提升了除气质量和除气效率；同时，在泥浆挤压封口凸台，使得进浆管和除气仓连通时，根据进浆量实时对封口凸台和进浆管的出浆口之间的间隙大小进行弹性调节，实现对进浆速度的调节，并且使得进浆管内的泥浆能够对进浆管实现动态的液封，保证除气仓内的负压环境，结构简单，方便实用；
4.设计的螺旋桨，对泥浆进行分散，便于泥浆中的废气散出，提升了除气质量和除气效率，方便实用。
附图说明
图1是本申请的除气振动筛的整体机构示意图。
图2是沿图1中A-A方向的剖面示意图。
图3是图2中B部分的放大示意图。
图4是图2中C部分的放大示意图。
附图标记说明：1、振动筛；2、除气装置；21、除气仓；211、进浆管；212、抽气管；2121、高压风机；2122、滤网；3、除水机构；31、除水室；311、格栅板；312、上腔室；3121、填料；313、下腔室；3131、排水管；3132、控制阀；4、出浆机构；41、内管；411、出浆槽；412、堵塞；413、第一弹簧；414、限位台；42、外管；5、柔性管；6、固定台；61、连杆；62、导向杆；63、封口凸台；631、通孔；632、螺旋桨；64、第二弹簧；65、限位块。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种除气振动筛。参照图1，一种除气振动筛，包括机架，机架上方安装有振动筛1和除气装置2，除气装置2安装于振动筛1下方。
参照图1和图2，除气装置2包括除气仓21，除气仓21顶壁上安装有进浆管211，进浆管211与振动筛1的下层出料管之间通过柔性管5连接，本实施例中，柔性管5设置为波纹管，波纹管两端分别与进浆管211和振动筛1的下层出料管通过法兰连接。除气仓21底壁上设置有出浆机构4。除气仓21侧壁靠近振动筛1一侧安装有抽气管212，抽气管212的进气口上安装有滤网2122，抽气管212远离除气仓21一端安装有高压风机2121，高压风机2121的进气口与抽气管212连通，高压风机2121的出气口用于与输送废气的输气管路连接。高压风机2121与除气仓21之间的抽气管212上设置有除水机构3。
参照图2，除水机构3包括与抽气管212连通的除水室31，除水室31内焊接有格栅板311，格栅板311将除水室31分隔为上腔室312和下腔室313，上腔室312内堆设有填料3121，本实施例中，填料3121设置为陶瓷填料，具有防酸碱腐蚀性能好的优点，使用寿命长。下腔室313底壁上安装有排水管3131，排水管3131上安装有控制阀3132。
参照图3，出浆机构4包括与除气仓21内腔连通的内管41和套设与内管41外的外管42。外管42焊接在除气仓21底壁上，用于与输送泥浆的循环管道相连。内管41侧壁上沿周向方向间隔开设有若干出浆槽411，内管41内腔中远离除气仓21一侧焊接有安装座，安装座上安装有第一弹簧413，第一弹簧413靠近除气仓21一侧挂接有能够对出浆槽411进行封堵的堵塞412，堵塞412与内管41滑动连接，且堵塞412靠近除气仓21一侧的侧壁凸起成弧面。内管41内壁远离除气仓21一侧焊接有环形设置的限位台414，堵塞412与限位台414抵接时，堵塞412与出浆槽411分离，且此时第一弹簧413的长度不小于第一弹簧413压缩到工作极限载荷下的长度。
参照图4，为了便于除气仓21内形成负压环境，除气仓21内对应进浆管211设置有固定台6，固定台6通过连杆61与除气仓21内壁连接，连杆61与固定台6和除气仓21内壁之间均焊接固定。固定台6顶壁上卡接有第二弹簧64，第二弹簧64远离固定台6一端挂接有对进浆管211的出浆口进行封堵的封口凸台63，封口凸台63直径大于进浆管211内径，第二弹簧64使封口凸台63趋于向靠近进浆管211的出浆口方向移动。封口凸台63靠近进浆管211的侧壁上转动连接有螺旋桨632，螺旋桨632正对进浆管211的出浆口设置，且螺旋桨632转动区域的直径小于进浆管211内径。
参照图4，为了避免第二弹簧64压缩过度，固定台6靠近封口凸台63的侧壁上焊接有限位块65，限位块65沿第二弹簧64伸缩方向的长度大于第二弹簧64压缩到工作极限载荷下的长度。
参照图4，为了避免封口凸台63移动过程中相对进浆管211的出浆口发生偏斜，固定台6靠近封口凸台63的侧壁上还焊接有导向杆62，导向杆62沿进浆管211出浆口的轴线方向设置，且导向杆62靠近进浆管211一端设置于进浆管211外侧，封口凸台63上开设有供导向杆62插接的通孔631。
本申请实施例一种除气振动筛的实施原理为：对钻井泥浆进行处理前，调节高压风机2121和振动筛1启动，高压风机2121对除气仓21进行抽气，使得除气仓21内呈负压环境。
将自井下抽出的钻井泥浆通入振动筛1进行振筛，使得通过钻井泥浆自井下带出的泥、砂、碎石等固体沉渣通过振动筛1的上层出料口排出，并进行收集。过滤后的泥浆通过振动筛1的下层出料管在重力作用下流入进浆管211。
流入进浆管211的泥浆受到封口凸台63阻挡，在进浆管211内聚积，随泥浆聚积，封口凸台63受到的压力逐渐增大，当进浆管211内浆液累积到一定量后，第二弹簧64施加到封口凸台63上的支撑力小于泥浆施加到封口凸台63上的压力与封口凸台63自身的重力，封口凸台63下降，第二弹簧64收缩，进浆管211与除气仓21内腔连通，浆液进入除气仓21。泥浆通过进浆管211进入除气仓21时，与封口凸台63和螺旋桨632发生碰撞，向四周飞溅，同时，泥浆带动螺旋桨632转动，螺旋桨632转动过程中将靠近螺旋桨632的泥浆甩飞。
泥浆进入除气仓21后，泥浆中的废气在除气仓21内的负压环境下加速向空气中逸散，逸散到除尘仓中的废气在高压风机2121作用下被抽入抽风管，并沿抽风管向靠近高压风机2121的方向流动，废气在高压风机2121作用下通入除水室31，并经过填料3121之间的空隙向靠近高压风机2121方向流动，废气流动过程中，废气中的水汽与填料3121表面接触，在填料3121表面凝结汇聚，使得废气中的含水量降低，而水汽凝结成水珠后在重力作用下向下流动，通过格栅板311流入下腔室313中进行暂存，定期打开控制阀3132，将下腔室313中的凝结水排出；除水室31中的废气之后经高压风机2121被送入输送废气的输气管路，沿输送管路送入废气处理装置进行处理。
随除气仓21中的泥浆逐渐积累，泥浆对堵塞412的压力逐渐增大，使得第一弹簧413逐渐收缩，堵塞412沿内管41下降，随堵塞412下降，堵塞412不再对出浆槽411进行完全封堵，除气仓21与外管42内腔通过出浆槽411连通，除气仓21中的泥浆通过出浆槽411流入外管42，之后通过外管42流至下一工序进行处理。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种除气振动筛，其特征在于：包括振动筛(1)和设置于所述振动筛(1)下方的除气装置(2)，所述除气装置(2)包括除气仓(21)，所述除气仓(21)上侧设置有进浆管(211)和抽气管(212)，所述进浆管(211)与振动筛(1)的下层出料管连接，所述抽气管(212)远离除气仓(21)一端设置有高压风机(2121)，所述高压风机(2121)的进气口与所述抽气管(212)连通，所述高压风机(2121)与除气仓(21)之间的抽气管(212)上设置有除水机构(3)，所述除气仓(21)底壁上设置有出浆机构(4)，所述出浆机构(4)包括与所述除气仓(21)内腔连通的内管(41)和套设于所述内管(41)外的外管(42)，所述内管(41)侧壁上开设有出浆槽(411)，所述内管(41)中设置有能够对所述出浆槽(411)进行封堵的堵塞(412)，所述堵塞(412)与所述内管(41)滑动连接，所述堵塞(412)与所述内管(41)之间设置有第一弹簧(413)，且所述第一弹簧(413)设置于所述堵塞(412)远离除气仓(21)内腔一侧；所述内管(41)内壁远离除气仓(21)一侧设置有限位台(414)，所述堵塞(412)与所述限位台(414)抵接时，所述第一弹簧(413)的长度不小于所述第一弹簧(413)压缩到工作极限载荷下的长度，且此时所述堵塞(412)与出浆槽(411)分离。
2.根据权利要求1所述的除气振动筛，其特征在于：所述除水机构(3)包括与所述抽气管(212)连通的除水室(31)，所述除水室(31)内设置有格栅板(311)，所述格栅板(311)将所述除水室(31)分隔为上腔室(312)和下腔室(313)，所述上腔室(312)内堆设有填料(3121)，所述下腔室(313)上设置有排水管(3131)，所述排水管(3131)上设置有控制阀(3132)。
3.根据权利要求1所述的除气振动筛，其特征在于：所述进浆管(211)与振动筛(1)的下层出料管之间通过柔性管(5)连接。
4.根据权利要求1所述的除气振动筛，其特征在于：所述堵塞(412)靠近除气仓(21)一侧的侧壁凸起成弧面。
5.根据权利要求1所述的除气振动筛，其特征在于：所述除气仓(21)内对应进浆管(211)设置有固定台(6)，所述固定台(6)通过连杆(61)与所述除气仓(21)内壁连接，所述固定台(6)与进浆管(211)的出浆口之间设置有封口凸台(63)，所述封口凸台(63)直径大于所述进浆管(211)内径，所述封口凸台(63)与固定台(6)之间设置有第二弹簧(64)，所述第二弹簧(64)使所述封口凸台(63)趋于向靠近所述进浆管(211)的出浆口方向移动。
6.根据权利要求5所述的除气振动筛，其特征在于：所述固定台(6)靠近所述封口凸台(63)的侧壁上设置有限位块(65)，所述限位块(65)沿所述第二弹簧(64)伸缩方向的长度大于所述第二弹簧(64)压缩到工作极限载荷下的长度。
7.根据权利要求5所述的除气振动筛，其特征在于：所述封口凸台(63)靠近所述进浆管(211)的侧壁上转动连接有螺旋桨(632)，所述螺旋桨(632)正对所述进浆管(211)的出浆口设置，且所述螺旋桨(632)转动区域的直径小于所述进浆管(211)内径。
8.根据权利要求7所述的除气振动筛，其特征在于：所述固定台(6)上设置有导向杆(62)，所述导向杆(62)沿所述进浆管(211)出浆口的轴线方向设置，且所述导向杆(62)靠近进浆管(211)一端设置于所述进浆管(211)外侧，所述封口凸台(63)上开设有供所述导向杆(62)插接的通孔(631)。
9.根据权利要求1所述的除气振动筛，其特征在于：所述抽气管(212)的进气口上安装有滤网(2122)。
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