一种钻井液泥浆负压筛分系统技术方案

本发明专利技术提供了一种钻井液泥浆负压筛分系统，涉及钻井液处理技术领域，其包括呈环形的滤带和驱动滤带周向转动并振动的第一驱动机构，滤带上设置有使滤带的过滤部绷紧的张紧机构，过滤部的上方设置有进液机构，进液机构内设置有防直冲机构，过滤部的下方设置有负压斗，负压斗依次与固液分离装置、气液分离装置和负压产生装置连接。固液分离装置包括旋风外壳和间隙设置于旋风外壳内的旋转叶轮，旋转叶轮通过第二驱动机构驱动其转动，旋转叶轮的下方设置有变形刮泥机构，变径部能够随着伸缩气缸的伸长撑开变形刮泥机构并带动变形刮泥机构转动。解决了现有技术中钻井液固液分离设备占地面积大、分离效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液泥浆负压筛分系统
本专利技术涉及钻井液处理
，特别是涉及一种钻井液泥浆负压筛分系统。
技术介绍
在石油等能源开采过程中产生的钻井液中包含有添加剂等有毒有害成分，直接排入环境中会造成环境污染，比如污染地表和地下水资源，重金属滞留在土壤中影响植物的生长和微生物的繁殖，同时因植物吸收富集而危害人畜的健康，所以在排放钻井液之前都需要对钻井液进行处理使其满足环保要求。现有技术中的钻井液净化通常包括：使用振动筛筛分大的固相颗粒，筛分后的钻井液进入沉砂仓后，再依次流入除气仓、除砂仓、除泥仓和离心机仓，除气仓中通过除气器对钻井液进行脱气处理，除砂仓中的除砂器将钻井液中44～74μm的固相颗粒清除，除泥仓用于除去钻井液中15～44μm的固相颗粒，离心机仓用于除去钻井液中2～15μm的固相颗粒，从而完成钻井液的净化，将净化后的钻井液储存后可以再次打入井筒中利用。现有技术中振动筛过滤后的钻井液需要多级液固分离后才能让钻井液满足净化要求，使得使用的设备较多，整个系统占地面积大，不利于像海上钻井等钻井平台小的场合使用，且现有技术中的振动筛依靠滤网的振动进行固液分离，液体很容易在滤网上形成水膜使液体不能充分地穿过滤网，降低了筛分效率和筛分效果。
技术实现思路
针对现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种钻井液泥浆负压筛分系统，解决了现有技术中钻井液固液分离设备占地面积大、分离效果差的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：提供一种钻井液泥浆负压筛分系统，其包括呈环形的滤带和驱动滤带周向转动并振动的第一驱动机构，滤带上设置有使滤带的过滤部绷紧的张紧机构，过滤部的上方设置有进液机构，进液机构内设置有防直冲机构，过滤部的下方设置有负压斗，负压斗依次与固液分离装置、气液分离装置和负压产生装置连接。固液分离装置包括旋风外壳和间隙设置于旋风外壳内的旋转叶轮，旋转叶轮通过第二驱动机构驱动其转动，旋转叶轮的下方设置有变形刮泥机构，旋转叶轮的转轴的下端通过伸缩气缸连接有变径部，变径部能够随着伸缩气缸的伸长撑开变形刮泥机构并带动变形刮泥机构转动；旋风外壳的底端设置有卸料阀，卸料阀与变径部联动。本专利技术的有益效果为：1、泥浆状的钻井液作用在滤带上，滤带下方的负压斗中为负压而滤带上方为大气压，在压差作用下，除了粒径大于滤带滤孔的颗粒留在滤带上方，其他钻井液均在压力作用下能够充分地进入负压斗中，结合滤带的振动作用，能够达到更好的分离效果。2、转动的滤带使得钻井液不会只冲刷滤带的同一个地方，能够提高滤带的使用寿命，滤带在转动过程中，被过滤掉的大颗粒物质随着滤带的移动能够在滤带转弯时在重力作用下掉落，同时能够对滤带的非过滤部(间歇部)进行清网处理，使得清网与过滤两个过程不会相互干扰，清网时不用停机且会更加彻底。3、在产生负压的气流作用下，钻井液从切向进入旋风外壳中，在旋风外壳中作旋转运动，借助于离心力和重力的作用将钻井液中的固相颗粒等固体物分离，由于固相颗粒为湿状会附着在旋风外壳上，积存到一定量后，会降低除泥效果。本方案中通过第二驱动机构驱动转动的旋转叶轮能够增加钻井液受到的离心力，提高分离效果；在需要对旋风外壳内壁刮泥操作时，控制伸缩气缸向下伸长通过变径部随着向下移动撑开变形刮泥机构，使原本与旋风外壳内壁有间隔的变形刮泥机构能够接触到附着的固相颗粒并随着旋转叶轮转动，将中部附着的固相颗粒刮除，上部附着的固相颗粒失去支撑会掉落，下部附着的固相颗粒在上部掉落固相颗粒的冲击作用下也会掉落；伸缩气缸向下伸长能够同步打开卸料阀，以保证掉落的固相颗粒掉落后能够及时落到旋风外壳外，避免第二次堆积，提高刮泥效果。从而通过在旋风外壳内增加外力驱动转动的叶轮提高离心力以及及时地除去旋风外壳内壁上附着的固相颗粒，使得固液分离装置能够分离出10～74μm的固相颗粒，精简了设备，提高了钻井液中固相颗粒的分离效果。附图说明图1为钻井液泥浆负压筛分系统的结构示意图。图2为图1中滤带的右视图。图3为图2中进液机构内的防直冲机构的俯视图。图4为图1中固液分离装置的结构示意图。图5为图4中转轴的底端结构立体图。图6为图4中外密封板的结构立体图。其中，1、滤带；101、过滤部；102、间歇部；103、绕接部；2、第一驱动机构；21、主动轮；22、从动轮；23、张紧机构；3、负压斗；4、进液机构；41、防直冲机构；5、固液分离装置；51、旋风外壳；52、旋转叶轮；521、转轴；53、第二驱动机构；531、驱动电机；532、齿轮传动机构；54、变形刮泥机构；541、轴套部；542、刮刀部；543、托盘；544、回位弹簧；545、中心套筒；546、辐条；547、圆周限位机构；55、伸缩气缸；551、活塞腔；552、活塞；553、助力弹簧；56、变径部；561、内密封板；562、外密封板；563、滑套；564、滑槽；565、滑块；566、气道；567、导向圆柱；6、气液分离装置；7、负压产生装置；8、卸料阀；81、推杆；82、凹槽；9、清网装置；10、刮泥板；11、存泥仓。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1～图6所示，该钻井液泥浆负压筛分系统包括呈环形的滤带1和驱动滤带1周向转动并振动的第一驱动机构2，滤带1上设置有使滤带1的过滤部101绷紧的张紧机构23，过滤部101的上方设置有进液机构4，进液机构4内设置有防直冲机构41，过滤部101的下方设置有负压斗3，负压斗3依次与固液分离装置5、气液分离装置6和负压产生装置7连接。利用负压将含有固相和液相的钻井岩屑进行机械分离，减少维持钻井液性能所需的化学品，更环保，对钻井液的性能保持得更好，有利于后续的循环使用。在实际处理水基泥浆时，分离后的钻屑中泥浆的体积含量可以降低到40％以下；实际处理油基泥浆时，油含量(重量)相对于普通振动筛可减少54％-69％，下降到6％-8％。待分离钻井液在滤带1的筛面上平均停留时间仅为5秒钟，相比传统系统的30秒时间大大减少，因此可以显著提高单位时间内的处理液量。同时引入了负压以后，在负压产生装置7与滤带1之间可以接入固液分离装置5，依靠气流带动钻井液沿着气路流动，将旋风外壳51加工成类比于旋风除尘器的结构，旋风外壳51包括直筒和锥形筒，通过钻井液中粒径的分布和对离心力的需求，设计旋风外壳51的形状和尺寸，携带着钻井液的气流在旋风外壳51中呈螺旋形下降直至从出液口排出，在下降过程中，钻井液中的固相颗粒在离心力作用下被甩到旋风外壳51的内壁上。防直冲机构41包括并排设置于进液机构4出口处的多个辊子，每个辊子的辊面固定有陶瓷层。钻井液放下后首先冲击辊子，辊子通过转动来缓冲钻井液的冲击力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液泥浆负压筛分系统，其特征在于，包括呈环形的滤带(1)和驱动所述滤带(1)周向转动并振动的第一驱动机构(2)，所述滤带(1)上设置有使所述滤带(1)的过滤部(101)绷紧的张紧机构(23)，所述过滤部(101)的上方设置有进液机构(4)，所述进液机构(4)内设置有防直冲机构(41)，所述过滤部(101)的下方设置有负压斗(3)，所述负压斗(3)依次与固液分离装置(5)、气液分离装置(6)和负压产生装置(7)连接；/n所述固液分离装置(5)包括旋风外壳(51)和间隙设置于旋风外壳(51)内的旋转叶轮(52)，所述旋转叶轮(52)通过第二驱动机构(53)驱动其转动，所述旋转叶轮(52)的下方设置有变形刮泥机构(54)，所述旋转叶轮(52)的转轴(521)的下端通过伸缩气缸(55)连接有变径部(56)，所述变径部(56)能够随着伸缩气缸(55)的伸长撑开所述变形刮泥机构(54)并带动所述变形刮泥机构(54)转动；所述旋风外壳(51)的底端设置有卸料阀(8)，所述卸料阀(8)与所述变径部(56)联动。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻井液泥浆负压筛分系统，其特征在于，包括呈环形的滤带(1)和驱动所述滤带(1)周向转动并振动的第一驱动机构(2)，所述滤带(1)上设置有使所述滤带(1)的过滤部(101)绷紧的张紧机构(23)，所述过滤部(101)的上方设置有进液机构(4)，所述进液机构(4)内设置有防直冲机构(41)，所述过滤部(101)的下方设置有负压斗(3)，所述负压斗(3)依次与固液分离装置(5)、气液分离装置(6)和负压产生装置(7)连接；
所述固液分离装置(5)包括旋风外壳(51)和间隙设置于旋风外壳(51)内的旋转叶轮(52)，所述旋转叶轮(52)通过第二驱动机构(53)驱动其转动，所述旋转叶轮(52)的下方设置有变形刮泥机构(54)，所述旋转叶轮(52)的转轴(521)的下端通过伸缩气缸(55)连接有变径部(56)，所述变径部(56)能够随着伸缩气缸(55)的伸长撑开所述变形刮泥机构(54)并带动所述变形刮泥机构(54)转动；所述旋风外壳(51)的底端设置有卸料阀(8)，所述卸料阀(8)与所述变径部(56)联动。


2.根据权利要求1所述的钻井液泥浆负压筛分系统，其特征在于，所述防直冲机构(41)包括并排设置于所述进液机构(4)出口处的多个辊子，每个所述辊子的辊面固定有陶瓷层。


3.根据权利要求1所述的钻井液泥浆负压筛分系统，其特征在于，所述第一驱动机构(2)包括平行设置的主动轮(21)和从动轮(22)，所述滤带(1)绕于所述主动轮(21)和所述从动轮(22)上，所述主动轮(21)内设置有振动器，所述过滤部(101)为所述主动轮(21)和所述从动轮(22)上方的所述滤带(1)，位于所述主动轮(21)和所述从动轮(22)下方的所述滤带(1)为间歇部(102)，所述张紧机构(23)为供所述间歇部(102)绕接的张紧轮。


4.根据权利要求3所述的钻井液泥浆负压筛分系统，其特征在于，所述间歇部(102)与所述过滤部(101)之间设置有对准所述间歇部(102)进行高压喷吹的清网装置(9)。


5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：文永川，廖春林，付道武，王霞，巫英泽，张晓华，赵锐，黄敏，卢曦，黄静，
申请(专利权)人：四川宝石机械石油钻头有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51