CN112122090A - 一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，属于油田钻井固控设备技术领域。它在主体框架内部设置滚动链条式筛分装置、负压泥浆收集装置和气动激振装置，主体框架的一侧设置有风机，风机的抽吸口依次通过排气***和连接通道与负压泥浆收集装置相连通。本发明将泥浆的固液气分离功能集一身，其具有能耗小、处理量大以及占地面积小的特点，结构简单、整机性能安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井固控设备技术领域，具体涉及一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛。
背景技术
钻井振动筛主要处理钻井泥浆中的固相颗粒，实现固液分离。随着石油机械的不断发展，其作为石油钻井固控***的关键设备，已经得到越来越广泛的应用。
目前，现有激振式振动筛振动大，对安装基座要求高，振动大会导致钻井液的飞溅，特别是在油基泥浆中飞溅大，不好清理，物料容易堆积，进而堵塞网孔，需要较大的清理工作。筛分粒度到了200目以上时，就不好筛分，容易堵网孔或跑浆，物料为移动式向前排料，钻井液中所含固相岩屑等会对筛网的冲击力增大，从而缩短筛网的使用寿命。
现有激振式振动筛的筛分粒度最大能达到240目，处理量小，并且振动筛与除气器为分别独立的固控设备，具有能耗大、占地面积大等缺点。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，替代了现有振动筛和除气器，能耗小，筛分料度可达320目以上且处理量大，解决了现有设备处理量小、能耗大和占地面积大的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，它包括主体框架，所述主体框架的内部设置有滚动链条式筛分装置、负压泥浆收集装置和位于负压泥浆收集装置顶部的气动激振装置；
所述滚动链条式筛分装置包括主动链轮和从动链轮、张紧轮、链条和筛网，所述主动链轮和从动链轮分别设置在主体框架的两端，链条套设在主动链轮、从动链轮和张紧轮上，筛网安装在链条的外表面上并随链条一起滚动，负压泥浆收集装置位于由主动链轮、从动链轮、张紧轮和链条所围空间内；
所述主体框架的一侧设置有风机，风机的抽吸口依次通过排气***和连接通道与负压泥浆收集装置相连通。
作为本发明的一种改进，所述链条为塑料材质，其包括链条主体、限位销和连接销轴；
所述链条主体包括圆筒状的筛网支撑部和链轮啮合部，链轮啮合部的最高点低于筛网支撑部的最高点，所述筛网支撑部上开设有与限位销适配的限位孔，连接销轴的外径与筛网支撑部的内径相适配。
作为本发明的一种改进，所述排气***的下方设置有与其连通的排液***；
所述排液***包括浮球，浮球正下方为与其外形适配的排液口，风机抽吸时，浮球封闭排液口。
作为本发明的一种改进，所述排气***包括相连通的一级过滤器和二级过滤器，所述二级过滤器与风机的抽吸口相连通；
所述一级过滤器为片状交错过滤结构，二级过滤器为网状过滤结构。
作为本发明的一种改进，所述主体框架的底部设置有底板，滚动链条式筛分装置的下方设置有用于清扫底板的滚动式链条清扫装置；
所述滚动式链条清扫装置包括滚动链条装置和毛刷，至少三个毛刷连接在滚动链条装置上并随其一起滚动。
作为本发明的一种改进，所述毛刷为六个，且均匀分布在滚动链条装置上。
作为本发明的一种改进，所述主体框架的前后两端设置有喷嘴清洗机构，喷嘴清洗机构设置在链条的内侧并对链条进行反清洗。
作为本发明的一种改进，所述气动激振装置包括链条支撑条、固定板、气动激振器和缓冲弹簧；
所述固定板至少为两个且横向连接在负压泥浆收集装置的顶部，链条支撑条至少为两个且纵向连接在两相邻固定板上；
所述缓冲弹簧设置在固定板和链条支撑条之间，气动激振器设置在链条支撑条的下平面上。
作为本发明的一种改进，所述链条支撑条与主体框架的纵向中心平面之间的夹角为5°～10°。
作为本发明的一种改进，所述主体框架的前端底部设置有安全护栏。
本发明的有益效果是：一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，它在主体框架内部设置滚动链条式筛分装置、负压泥浆收集装置和气动激振装置，主体框架的一侧设置有风机，风机的抽吸口依次通过排气***和连接通道与负压泥浆收集装置相连通。其通过设置滚动链条式筛分装置，筛分过程中，物料随筛网滚动式向前排料，不易堵塞筛网；另外，通过风机抽吸负压泥浆收集装置，使其内腔形成真空，通过筛网上下的压差和气动激振装置的双重作用，可实现较大的钻井泥浆处理量，筛分粒度可达320目以上，为后续的处理带来巨大的便利；通过筛网进入负压泥浆收集装置的泥浆，由于负压的存在，使泥浆中的气泡破碎并释放，由排气口排出；本发明将泥浆的固液气分离功能集一身，其具有能耗小、处理量大以及占地面积小的特点，结构简单、整机性能安全可靠。
链条主体包括圆筒状的筛网支撑部和链轮啮合部，链轮啮合部的最高点低于筛网支撑部的最高点，筛网支撑部上开设有与限位销适配的限位孔，连接销轴的外径与筛网支撑部的内径相适配。通过将筛网支撑部设计成圆筒状结构，作业过程中，圆筒状的筛网支撑部与筛网接触的为线接触，极大地提高了开孔率，圆筒状的结构更加容易清洗和过滤；另外，链条通过限位销和连接销轴连接，结构简单，安装方便。
排液***包括浮球，浮球正下方为与其外形适配的排液口，风机抽吸时，浮球封闭排液口。通过采用浮球控制排液口，结构简单，操作方便。
排气***包括相连通的一级过滤器和二级过滤器，二级过滤器与风机的抽吸口相连通；一级过滤器为片状交错过滤结构，二级过滤器为网状过滤结构。一级过滤器采用片状交错过滤结构，把气体中的液体及大颗粒分离，同时还能降低气体中的温度；二级过滤器为网状过滤结构，主要是去除大部分的细小颗粒；通过多级过滤，使气体过滤的更全面。
主体框架的底部设置有底板，滚动链条式筛分装置的下方设置有用于清扫底板的滚动式链条清扫装置；在筛分过程中，筛网会携带一小部分无法完全脱开的物料落至底板上，通过滚动式链条清扫装置对底板进行自动清扫，无需人工扫除，提高了自动化程度。
气动激振装置包括链条支撑条、固定板、气动激振器和缓冲弹簧。缓冲弹簧设置在固定板和链条支撑条之间，链条支撑条与主体框架的纵向中心平面之间的夹角为5°～10°。通过倾斜的布置链条支撑条，在筛分过程中，链条支撑条可将粘附在链条内侧的泥浆刮掉，对链条起到一定的清洁作用，进一步提高筛分效率。链条支撑条与主体框架的纵向中心平面之间的夹角太小，起不到清洁效果；夹角太大，阻力越大，进而功耗也就越大，本发明将夹角设计为5°～10°，是在兼顾对链条清洁效果的同时，将阻力降到了最小，对整机能耗的影响可忽略。
主体框架的前端底部设置有安全护栏，可避免意外掉落的部件随泥浆至泥浆池中。
附图说明
图1为本发明实施例一中的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大结构示意图；
图3为本发明实施例一中的链条的结构示意图；
图4为本发明实施例一中的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛的局部结构示意图；
图5为本发明实施例一中的滚动式筛分激振***的结构示意图；
图6为本发明实施例一中的钻井液筛分示意图；
图7为本发明实施例一中进料槽的结构示意图；
图8为本发明实施例二中的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛的结构示意图。
图中，1、风机；2、排气***；21、一级过滤器；22、二级过滤器；3、进料槽；31、进料口；32、调节手柄；33、进料调节板；34、指缝调节板；35、缓冲挡板；36、进料槽框架；4、气动激振装置；41、链条支撑条；42、气动激振器；43、缓冲弹簧；44、固定板；5、主体框架；6、滚动链条式筛分装置；61、主动链轮；62、从动链轮；63、张紧轮；64、链条；641、筛网支撑部；642、限位销；643、连接销轴；644、链轮啮合部；65、筛网；7、安全护栏；8、滚动链条装置；9、浮球；10、毛刷；11、喷嘴清洗机构；12、连接通道；121、通道入口；13、负压泥浆收集装置；14、钻井液；15、底板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
需要说明的是，本发明实施例中的前、后、顶、底、左、右、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
实施例一：
如图1所示，一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，它包括主体框架5、风机1、排气***2、排液***、进料槽3、气动激振装置4、滚动链条式筛分装置6和滚动式链条清扫装置。滚动链条式筛分装置6、负压泥浆收集装置13和气动激振装置4均设置在主体框架5内部，气动激振装置4位于负压泥浆收集装置13的顶部；风机1通过风机底座安装在主体框架5的一侧，本实施例为左侧，风机1的抽吸口依次通过排气***2和连接通道12与负压泥浆收集装置13相连通，其中，连接通道12的通道入口直接连通负压泥浆收集装置13的内腔，排气***2与风机1布置在主体框架5的同一侧位置，其下方设置有与其连通的排液***。
优选地，排液***包括浮球9，浮球9正下方为与其外形适配的排液口，风机1抽吸时，浮球9封闭排液口；当液面达到一定高度时，浮球9浮起，进行排液处理；当浮球9浮起设定高度时，触碰限位开关，发出报警信号，提醒操作人员检查一体筛运转是否正常，安全可靠。需要说明的是，本发明对排液口也可采用如水密封等方式进行控制，本发明对排液口的控制方式不作限定。
优选地，排气***2包括相连通的一级过滤器21和二级过滤器22，一级过滤器21设置在二级过滤器22的下方，二级过滤器22与风机1的抽吸口相连通；一级过滤器21为片状交错过滤结构，二级过滤器22为网状过滤结构，优选地，一级过滤器21为铝制或铜制材质。一级过滤器采用片状交错过滤结构，把气体中的液体及大颗粒分离，同时还能降低气体中的温度；二级过滤器为网状过滤结构，主要是去除大部分的细小颗粒；通过多级过滤，使气体过滤的更全面。
如图6所示，滚动链条式筛分装置6包括主动链轮61和从动链轮62、张紧轮63、链条64和筛网65。作为优选，主动链轮61和从动链轮62采用尼龙卡槽式链轮结构，结构简单，转动时更加顺畅；主动链轮61和从动链轮62分别设置在主体框架5的前后两端，在本实施例中，主动链轮61设置在主体框架5的前端，从动链轮62设置在主体框架5的后端，主动链轮可通过如电机加减速器等常规技术方式对主动链轮61进行驱动控制，链条64套设在主动链轮61、从动链轮62和张紧轮63上，筛网65安装在链条64的外表面上并随链条64一起滚动，负压泥浆收集装置13位于由主动链轮61、从动链轮62、张紧轮63和链条64所围空间内；进一步地，在上述所围空间内的前后两端分别设置有对链条64进行反清洗的喷嘴清洗机构11，也就是说喷嘴清洗机构11设置在链条64的内侧，筛分工作过程中，由于泥浆的高粘性，筛网65会发生粘接或堵孔的现象，通过前后设置高压式喷嘴清洗机构11，通过高压气流，把筛网65内的固相反冲，使其始终保持高效的工作状态。
作为优选，筛网65采用双层粘接式网面结构，底网为低目数，面网为高目数，增加高目数筛网的支撑，耐磨性能等。筛网65两侧及中间使用胶水粘接起来，两端头缝制魔术贴或卡扣封边，安装及拆卸方便，能更好的调整贴合性。
如图2和图3所示，链条64包括链条主体、限位销642和连接销轴643，链条64优选为塑料材质。其中，链条主体包括圆筒状的筛网支撑部641和与链轮（该链轮指主动链轮61、从动链轮62和张紧轮63）适配的链轮啮合部644，链轮啮合部644的最高点低于筛网支撑部641的最高点，筛网支撑部641上开设有与限位销642适配的限位孔，连接销轴643的外径与筛网支撑部641的内径相适配，连接销轴643***并穿过与其适配的筛网支撑部641内部，再通过限位销642进行固定，连接销轴643优选为不锈钢材质。本发明通过将筛网支撑部641设计成圆筒状结构，筛分作业过程中，圆筒状的筛网支撑部641与筛网65接触的为线接触，极大地提高了开孔率，圆筒状的结构更加容易清洗和过滤，结构简单，安装方便。
如图1和图4所示，主体框架5的底部设置有底板15，滚动链条式筛分装置6的下方设置有用于清扫底板15的滚动式链条清扫装置；滚动式链条清扫装置包括滚动链条装置8和至少三个连接在滚动链条装置8上的毛刷10，优选地，毛刷10为六个且均匀地分布在滚动链条装置8上，滚动链条装置8可采用滚动链条式筛分装置6（不含筛网65）的结构，也可采用现有的其它结构，本发明对其具体结构不作限定；毛刷10随滚动链条装置8转动对底板进行清洁，刷掉底板15上的物料，达到清洁的效果。
如图5所示，气动激振装置4包括链条支撑条41、固定板44、气动激振器42和缓冲弹簧43；固定板44至少为两个且横向连接在负压泥浆收集装置13的顶部，链条支撑条41至少为两个且纵向连接在两相邻固定板44上；缓冲弹簧43设置在固定板44和链条支撑条41之间，关于缓冲弹簧43的连接方式，可在固定板44或/和链条支撑条41上可设置弹簧导向杆，使缓冲弹簧43套设在该导向杆上，也可采用现有的其它方式，本发明对缓冲弹簧43的具体连接不作制定，气动激振器42设置在链条支撑条41的下平面上，优选在下平面的中心位置。
优选地，链条支撑条41与主体框架5的纵向中心平面之间的夹角为5°～10°。通过倾斜的布置链条支撑条41，在筛分过程中，链条支撑条41可将粘附在链条64内侧的泥浆刮掉，对链条64起到一定的清洁作用，进一步提高筛分效率。链条支撑条41与主体框架5的纵向中心平面之间的夹角太小，起不到清洁效果；夹角太大，阻力越大，进而功耗也就越大，本发明将夹角设计为5°～10°，是在兼顾对链条清洁效果的同时，将阻力降到了最小，对整机能耗的影响可忽略。
如图7所示，进料槽3为指条式进料槽，其由进料口31、调节手柄32、进料调节板33、指缝调节板34、缓冲挡板35和进料槽框架36组成。钻井泥浆通过缓冲挡板35分散液面，使液面平铺，外排时通过指缝调节板34引流至筛分，该进料方式可使泥浆平铺于网面，处理更加的便利。
实施例二：
如图8所示，一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，本实施例与实施例一不同之处在于：主体框架5的前端底部设置有安全护栏7，可避免意外掉落的如毛刷10等部件随泥浆至泥浆池中，打捞极其不便，并且容易导致安全事故。该安全护栏7的设置为一体筛提供了一种安全保障。
以上是对本发明所提供的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，它包括主体框架（5），其特征在于：所述主体框架（5）的内部设置有滚动链条式筛分装置（6）、负压泥浆收集装置（13）和位于负压泥浆收集装置（13）顶部的气动激振装置（4）；
所述滚动链条式筛分装置（6）包括主动链轮（61）和从动链轮（62）、张紧轮（63）、链条（64）和筛网（65），所述主动链轮（61）和从动链轮（62）分别设置在主体框架（5）的两端，链条（64）套设在主动链轮（61）、从动链轮（62）和张紧轮（63）上，筛网（65）安装在链条（64）的外表面上并随链条（64）一起滚动，负压泥浆收集装置（13）位于由主动链轮（61）、从动链轮（62）、张紧轮（63）和链条（64）所围空间内；
所述主体框架（5）的一侧设置有风机（1），风机（1）的抽吸口依次通过排气***（2）和连接通道（12）与负压泥浆收集装置（13）相连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述链条（64）为塑料材质，其包括链条主体、限位销（642）和连接销轴（643）；
所述链条主体包括圆筒状的筛网支撑部（641）和链轮啮合部（644），链轮啮合部（644）的最高点低于筛网支撑部（641）的最高点，所述筛网支撑部（641）上开设有与限位销（642）适配的限位孔，连接销轴（643）的外径与筛网支撑部（641）的内径相适配。
3.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述排气***（2）的下方设置有与其连通的排液***；
所述排液***包括浮球（9），浮球（9）正下方为与其外形适配的排液口，风机（1）抽吸时，浮球（9）封闭排液口。
4.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述排气***（2）包括相连通的一级过滤器（21）和二级过滤器（22），所述二级过滤器（22）与风机（1）的抽吸口相连通；
所述一级过滤器（21）为片状交错过滤结构，二级过滤器（22）为网状过滤结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述主体框架（5）的底部设置有底板（15），滚动链条式筛分装置（6）的下方设置有用于清扫底板（15）的滚动式链条清扫装置；
所述滚动式链条清扫装置包括滚动链条装置（8）和毛刷（10），至少三个毛刷（10）连接在滚动链条装置（8）上并随其一起滚动。
6.根据权利要求5所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述毛刷（10）为六个，且均匀分布在滚动链条装置（8）上。
7.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述主体框架（5）的前后两端设置有喷嘴清洗机构（11），喷嘴清洗机构（11）设置在链条（64）的内侧并对链条（64）进行反清洗。
8.根据权利要求1所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述气动激振装置（4）包括链条支撑条（41）、固定板（44）、气动激振器（42）和缓冲弹簧（43）；
所述固定板（44）至少为两个且横向连接在负压泥浆收集装置（13）的顶部，链条支撑条（41）至少为两个且纵向连接在两相邻固定板（44）上；
所述缓冲弹簧（43）设置在固定板（44）和链条支撑条（41）之间，气动激振器（42）设置在链条支撑条（41）的下平面上。
9.根据权利要求7所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述链条支撑条（41）与主体框架（5）的纵向中心平面之间的夹角为5°～10°。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种用于钻井泥浆的固液气分离一体筛，其特征在于：所述主体框架（5）的前端底部设置有安全护栏（7）。
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