一种钻井液的固相颗粒排除系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钻井液的固相颗粒排除系统，包括外壳、进料口、出料口，外壳的侧壁上设置有排沙口，外壳内壁上铰链连接第一过滤板，第一过滤板上设置挡泥板，第一过滤板的活动端穿过排沙口，排沙口顶面的高度低于外壳内壁上铰链的高度，第一过滤板的活动端的下方安装若干第一弹簧，第一弹簧的下端固定在排沙口的底面上，第一过滤板的正下方水平设置第二过滤板，第二过滤板下方设置有弹簧装置。本发明专利技术通过水基钻井泥浆自身的重力，一边进行固相分离，一边由堆积在第一过滤板的活动端的固相颗粒自身的重力开启排沙口，排出固相颗粒，避免了使用螺旋输送器排出外壳内的固相颗粒，不仅降低了操作人员受伤的风险，而且节约了装置的使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井液回收领域，具体涉及一种钻井液的固相颗粒排除系统。
技术介绍
钻井液又称作钻井泥浆，是钻井过程中使用到的各种循环流体的总称。钻井过程中，钻井液不仅能够有效地冷却和润滑钻头，还具备平衡底层压力，避免发生井喷和井涌的作用，不仅如此，钻井液还能够传递动力和取芯采样。根据分散介质不同，钻井液主要分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三大类。钻井过程中，钻井液通过钻杆进入至底层，在完成其作用后带着钻井中产生的废渣一起排出，由于钻井液不仅价格高昂而且会破坏环境，所以应该对钻井液进行回收，固控系统就是用于回收钻井液的。固控系统也叫作钻井液循环系统和钻井液净化系统。固控系统主要包括钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、卧式螺旋离心机等固控设备。这些固控设备就像一系列大小、功能不同的筛子，通过层层过滤实现对钻井液的净化和再利用。除砂器是钻井液回收工艺的二级固控系统，钻井液在经过钻井液振动筛初步筛分掉较大的固相颗粒后，即进入除砂器中，清除钻井液中含有的粒度为40~80μm的固相颗粒。传统的除砂器在将钻井液与固相颗粒分离后，固相颗粒通过螺旋输送器被带出除砂器，但是螺旋输送器是非常危险的，在实际操作中如果操作人员操作失误将产生严重的后果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对传统除砂器的缺陷，目的在于提供一种钻井液的固相颗粒排除系统，针对水基钻井液，解决传统除砂器由于使用螺旋输送器而容易造成操作人员受伤的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种钻井液的固相颗粒排除系统，包括外壳，所述外壳顶部设置有进料口，外壳底部设置有出料口，外壳的侧壁上设置有排沙口，外壳的内壁上铰链连接有第一过滤板，所述第一过滤板的活动端穿过排沙口、且第一过滤板的上表面与排沙口的顶面接触，排沙口顶面的高度低于外壳内壁上铰链的高度，第一过滤板上设置有若干挡泥板，所述挡泥板在第一过滤板上的投影呈V字形，挡泥板夹角的角平分线均与第一过滤板的中轴线重合、且挡泥板的夹角均朝向第一过滤板的活动端，第一过滤板的活动端的下方安装有若干第一弹簧，所述第一弹簧的下端固定在排沙口的底面上，第一过滤板的正下方水平设置有位于外壳内的第二过滤板，所述第二过滤板下方固定有套筒，所述套筒内设置有第二弹簧，所述第二弹簧下端固定有支撑杆，所述支撑杆下端固定有支撑板，所述支撑板安装在外壳的内壁上。现有技术中，传统的除砂器在将钻井液与固相颗粒分离后，固相颗粒通过螺旋输送器被带出除砂器，但是螺旋输送器是非常危险的，在实际操作中如果操作人员操作失误将产生严重的后果。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种针对水基钻井泥浆，不需要使用螺旋输送器输送固相颗粒的除砂器。水基钻井泥浆的粘度较油基钻井泥浆低，且液相包裹固相的现象相对少一些，导致固液两相比较容易分离。本装置拥有外壳、进料口、出料口等现有除砂器都拥有的零部件，不同的是，本装置在外壳的侧壁上设置有排沙孔，在外壳的内壁上通过铰链连接有第一过滤板，第一过滤板的活动端穿过排沙孔与外界连通，第一过滤板的上表面与排沙孔顶面接触，下表面连接有若干第一弹簧，第一弹簧固定在排沙孔的底部上。排沙孔的顶面的高度低于铰链的高度，通过这种设置，使得第一过滤板具有一定的倾斜角度，而不是与水平面平行的，当本装置水平放置在地面上、且第一过滤板的活动端与排沙孔的顶面接触时，第一过滤板铰接端的高度大于活动端的高度，当进料口中的钻井泥浆落在第一过滤板上后，钻井泥浆是能够沿着第一过滤板从铰接端滑向活动端的。第一过滤板的下方设置有第二过滤板，第二过滤板也位于外壳的内部。通过上述结构，当有水基钻井泥浆从进料口进入外壳内部时，首先落在第一过滤板上，由于重力作用以及倾斜设置的第一过滤板，钻井泥浆沿着第一过滤板从铰接端向活动端移动。移动的同时，钻井泥浆中的水相穿过第一过滤板落入至第二过滤板上，经过第二过滤板的再一次过滤后，钻井泥浆中的水相从出料口中排出。另一方面，由于钻井泥浆在向活动端移动，并且，位于活动端的钻井泥浆与刚落至第一过滤板上的钻井泥浆相比，其包含的固体颗粒更多，导致活动端受到钻井泥浆的重力后竖直向下移动，活动端下方的第一弹簧受到挤压，此时活动端的上表面不再与排沙口的顶面接触，排沙口与第一过滤板之间形成缝隙，少量的钻井泥浆带着大量的固相颗粒从排沙口与第一过滤板之间的缝隙中排出，进入下一级固控设备。排沙完成后，活动端受到的压力减小，第一弹簧恢复至最初的位置，第一过滤板的上表面再次接触排沙口的顶面。综上所述，本专利技术通过水基钻井泥浆自身的重力，在一边进行固相分离的同时，一边由堆积在活动端的固相颗粒自身的重力开启排沙口，实现固相颗粒的排出，避免了使用螺旋输送器排出外壳内的固相颗粒，不仅降低了操作人员受伤的风险，而且节约了除砂器的使用成本。钻井泥浆落在第一过滤板上后，是逐渐散开的过程，当钻井泥浆在第一过滤板上的流速较快时，钻井泥浆不会向第一过滤板的两侧展开，而是直接滑向活动端，造成大部分固液两相还未来得及分离就已经移动至排沙口，造成液相的回收效率低。为了提高第一过滤板的利用效率，在第一过滤板上设置有若干挡泥板，所述挡泥板在第一过滤板上的投影呈V字形，并且挡泥板投影的夹角的角平分线同第一过滤板的沿铰接端至活动端的中轴线重合，夹角正对第一过滤板的活动端。通过设置挡泥板，当钻井泥浆从进料口落至第一过滤板上时，挡泥板将钻井泥浆带向第一过滤板的两侧，增大了钻井泥浆的过滤面积，不仅充分利用了第一过滤板两侧的滤孔，而且减缓了钻井泥浆在第一过滤板上的移动速度，在进一步提升第一过滤板分离效果的同时，避免了钻井泥浆在第一过滤板上流速较快而导致的大部分固液两相还未来得及分离就已经移动至排沙口。由于第一过滤板与第二过滤板之间有一定的距离，钻井泥浆穿过第一过滤板后落至第二过滤板上，将会对第二过滤板产生冲击，频繁的冲击容易导致第二过滤板损坏。为了解决上述问题，在第二过滤板下方安装有套筒，套筒内设置有第二弹簧，第二弹簧下端连接支撑杆，支撑杆固定在支撑板上，支撑板固定在外壳的内壁上。通过上述结构，当钻井泥浆落在第二过滤板上时，第二过滤板通过竖直向下移动卸去一部分冲力，减弱了第二过滤板受到的撞击，达到了保护第二过滤板的目的，增加了第二过滤板的使用寿命。进一步地，外壳的侧壁上设置有位于排沙口下方的回流口，外壳的侧面上固定有位于排沙口和回流口之间的第三过滤板，第三过滤板固定在外壳上的一端的高度高于另一端，第三过滤板的下方设置有接液板，所述接液板的一端设置在回流口内，设置在回流口内的一端的高度小于另一端。为了进一步分离固液两相，尽可能多的回收钻井泥浆中的液相，在少量钻井泥浆带着大部分固相颗粒离开外壳之后，落入第三过滤板上，第三过滤板倾斜设置，钻井泥浆沿着第三过滤板从靠近外壳的一端向远离外壳的一端滑动，一边滑动的过程中，钻井泥浆一边与固相颗粒进行分离，分离的水相落至第三过滤板下方的接液板上。接液板同样是倾斜设置，通过回流口将水相送回至外壳内，并最终从出料口中排出。通过上述设置，能够进一步分离钻井液中的固液两相，达到回收更多的钻井泥浆的目的。进一步地，第二过滤板的滤网孔径小于第一过滤板的滤网孔径的二分之一。在实践中发现，将第二过滤板的滤网孔径设置为小于第一过滤板的滤网孔径的二分之一不仅能够保证钻井泥浆在第一过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液的固相颗粒排除系统，包括外壳（1），所述外壳（1）顶部设置有进料口（2），外壳（1）底部设置有出料口（3），其特征在于，外壳（1）的侧壁上设置有排沙口，外壳（1）的内壁上铰链连接有第一过滤板（4），所述第一过滤板（4）的活动端穿过排沙口、且第一过滤板（4）的上表面与排沙口的顶面接触，排沙口顶面的高度低于外壳（1）内壁上铰链的高度，第一过滤板（4）上设置有若干挡泥板（9），所述挡泥板（9）在第一过滤板（4）上的投影呈V字形，挡泥板（9）夹角的角平分线均与第一过滤板（4）的中轴线重合、且挡泥板（9）的夹角均朝向第一过滤板（4）的活动端，第一过滤板（4）的活动端的下方安装有若干第一弹簧（6），所述第一弹簧（6）的下端固定在排沙口的底面上，第一过滤板（4）的正下方水平设置有位于外壳（1）内的第二过滤板（5），所述第二过滤板（5）下方固定有套筒（12），所述套筒（12）内设置有第二弹簧（11），所述第二弹簧（11）下端固定有支撑杆（10），所述支撑杆（10）下端固定有支撑板（9），所述支撑板（9）安装在外壳（1）的内壁上。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液的固相颗粒排除系统，包括外壳（1），所述外壳（1）顶部设置有进料口（2），外壳（1）底部设置有出料口（3），其特征在于，外壳（1）的侧壁上设置有排沙口，外壳（1）的内壁上铰链连接有第一过滤板（4），所述第一过滤板（4）的活动端穿过排沙口、且第一过滤板（4）的上表面与排沙口的顶面接触，排沙口顶面的高度低于外壳（1）内壁上铰链的高度，第一过滤板（4）上设置有若干挡泥板（9），所述挡泥板（9）在第一过滤板（4）上的投影呈V字形，挡泥板（9）夹角的角平分线均与第一过滤板（4）的中轴线重合、且挡泥板（9）的夹角均朝向第一过滤板（4）的活动端，第一过滤板（4）的活动端的下方安装有若干第一弹簧（6），所述第一弹簧（6）的下端固定在排沙口的底面上，第一过滤板（4）的正下方水平设置有位于外壳（1）内的第二过滤板（5），所述第二过滤板（5）下方固定有套筒（12），所述套筒（12）内设置有第二弹簧（11），所述第二弹簧（11）下端固定有支撑杆（10）...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，
申请(专利权)人：成都高普石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51