一种钻井液混合清洁搅拌装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻井液混合清洁搅拌装置及其控制方法，钻井液混合清洁搅拌装置包括驱动传动机构、底座和进液搅拌机构，进液搅拌机构包括混合传动装置和搅拌杆，混合传动装置包括进液管和旋转机构，旋转机构包括内旋转体和外壳体，内旋转体和外壳体之间通过轴承转动连接，外壳体上设有第一进液口，第一进液口与进液管连接，内旋转体的侧壁上开设有第二进液口，第二进液口为圆台形的进液口，且第二进液口的小口端朝向内旋转体的外侧，第二进液口的轴线与内旋转体的轴线相交，内旋转体通过出液管连接有搅拌杆，通过使用不同的控制方法，本发明专利技术可以实现搅拌、混合和清洁三种功能，且搅拌效果好，清砂方便，混合时叶轮的转矩小，节省能源。

A Clean Mixing Device for Drilling Fluid and Its Control Method

The invention discloses a drilling fluid mixing and cleaning mixing device and its control method. The drilling fluid mixing and cleaning mixing device comprises a driving transmission mechanism, a base and an intake mixing mechanism. The intake mixing mechanism comprises a mixing transmission device and a stirring rod. The mixing transmission device comprises an intake pipe and a rotating mechanism, and the rotating mechanism comprises an inner rotating body and a shell body. The first inlet is connected with the intake pipe, the side wall of the inner revolving body is provided with a second intake, the second intake is a circular intake, and the small end of the second intake is facing the outer side of the inner revolving body, the axis of the second intake intersects with the axis of the inner revolving body, and the inner revolving body is connected with the axis of the inner revolving body through the outlet pipe. By using different control methods, the stirring rod can realize three functions of stirring, mixing and cleaning, and has good stirring effect, convenient sand cleaning, small impeller torque and energy saving when mixing.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液混合清洁搅拌装置及其控制方法
本专利技术涉及钻井工程
，特别涉及一种钻井液混合清洁搅拌装置及其控制方法。
技术介绍
钻井液的混合搅拌是固控系统中不可缺少的工艺。混合搅拌主要是为了防止钻井液沉淀，钻井液密度偏小(偏大)时对钻井液进行加重(稀释)作业后对钻井液进行搅拌，使罐内钻井液密度基本恒定。一般的搅拌叶轮只有搅拌作用，不能对罐底沉砂进行充分搅拌混合，以致搅拌效果不理想；此外，现有技术中的罐体一般为长方体，角落里的钻井液长期不能被搅拌混合，始终不能参与整个钻井液的循环作业，时间一长就会逐渐沉淀，对钻完后清砂带来很大的困难。罐体沉砂的清除也是非常棘手的问题，打完井后，都需要人工进行清砂，虽然泥浆枪有清洁作用，但是其效果实在太小基本起不到清洁的作用，所以现有钻井队几乎没有用泥浆枪进行清砂作业的，都是人工进行清砂。由于钻井液沉淀后非常坚硬，有的时候需要用钢钎进行清除，所以员工的劳动强度非常大。申请号为CN201720166926.7的技术专利公开了一款喷头叶轮，这款喷头叶轮基本解决了上述问题，但工艺麻烦，且喷头数量有限，这款喷头叶轮沿用以往的叶轮样式，叶片通过安装板与输液管连接，安装板上下的液体得不到搅动，叶轮输送能力加强有限，由于喷头直接组焊在输液管上，如果叶轮转速快，喷头喷出水后由于转速太快水柱不能成行，如果转速慢，对液体的搅动效果又不好，这一点此喷头叶轮没有解决。申请号为CN201720226751.4的技术专利公开了一种钻井液混拌清洁装置，其工况为搅拌时液体呈现漩涡状液体流，混合时液体呈现喷泉状液体流，液体的流动方向和液体喷出的方向相同，液体的冲击力阻止了叶轮的旋转，叶轮需要更大的转矩才能实现工作，电机的输出功率较大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种钻井液混合清洁搅拌装置及其控制方法，目的是提高钻井液的搅拌效果，实现罐体内沉砂的自动化清除，增强清砂效果，减少人力成本的投入，同时，减小在混合时叶轮的转矩，从而减小电机的功率节省能源。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钻井液混合清洁搅拌装置，包括驱动传动机构、底座和进液搅拌机构，所述驱动传动机构设置在底座上表面，所述进液搅拌机构设置在底座的下表面，且进液搅拌机构与驱动传动机构相连接。优选的，所述驱动传动机构包括固定设置在底座上表面的防爆电机和变速箱，所述防爆电机与变速箱相连接，所述变速箱的输出轴贯穿底座与所述进液搅拌机构相连接。优选的，所述进液搅拌机构包括混合传动装置和搅拌杆，所述混合传动装置包括进液管和旋转机构，所述旋转机构包括内旋转体和外壳体，所述内旋转体为顶端封闭且底端开口的筒状结构，内旋转体的顶部开设有安装槽，并通过安装槽与变速箱的输出轴同轴固定连接，所述内旋转体和外壳体之间通过钢球或轴承转动连接，轴承的上端面和下端面均设置有密封圈，所述轴承的内环固定套接在内旋转体的外壁上，轴承的外环固定于外壳体的内壁上，外壳体上设有第一进液口，所述第一进液口与进液管连接，内旋转体的侧壁上开设有第二进液口，所述第二进液口为圆台形的进液口，且第二进液口的小口端朝向内旋转体的外侧，第二进液口的轴线与内旋转体的轴线相交，内旋转体的下端设有出液管，所述出液管通过法兰连接所述搅拌杆。本专利技术的钻井液混合清洁搅拌装置在工作时，内旋转体在外壳体内进行旋转，内旋转体的转动力矩由底座上的防爆电机和变速箱输入，液体从进液管进入到外壳体内，内旋转体在外壳体内进行旋转的同时，从外壳体输入的液体可以从内旋转体的第二进液口进入到内旋转体的内部，内旋转体的第二进液口为圆台形的进液口，且第二进液口的小口端朝向内旋转体的外侧，第二进液口的轴线与内旋转体的轴线相交，内旋转体有一定厚度，由于第二进液口呈圆台形结构，第二进液口的口壁处形成一个环状的锋利边结构，可以对钻井液起到挖取的一个作用，在使得钻井液加速流动的同时，还可以对钻井液中大颗粒进行剪切、混合，而且，由于形成了一个环状的锋利边结构，不管内旋转体是顺时针旋转还是逆时针旋转时都有利于外部液体进入到内部，且都可以对液体起到剪切的作用；在内旋转体的顶部设置安装槽用于安装变速箱的输出轴，使变速箱的输出轴与内旋转体之间驱动连接。优选的，所述内旋转体的侧壁上均匀开设有多个第二进液口，内旋转体的外壁与外壳体的内壁之间设有空腔。第二进液口设置为多个，可以加强内旋转体中的进液效率，同时在内旋转体与外壳体之间设置空腔，进一步的加大了内旋转体中的进液速率，从而提高了混合、搅拌的速率。优选的，所述搅拌杆包括第一进液轴管，所述第一进液轴管上连接有叶轮组，第一进液轴管上均匀开设有多个喷缝，所述喷缝的出液方向与叶轮的搅拌工作面的朝向相同，所述喷缝包括开设在第一进液轴管内管壁上的内层孔以及第一进液轴管外管壁上的外层孔，内层孔的第一上边缘在竖直方向上高于外层孔的第二上边缘，内层孔的第一下边缘在竖直方向上高于外层孔的第二下边缘。通过设置喷缝，改变了以往设置喷嘴的方式，能更好地达到清理沉砂的效果，另外，设置的喷嘴容易陷入罐体底部的沉砂中，使得叶轮转动所需扭矩增大，造成能源浪费，而设置的喷缝是在第一进液轴管上直接开设条孔，因此不需要增加扭矩便能轻易实现该钻井液缝喷叶轮的运转；通过设置喷缝的出液方向与第一进液轴管在喷缝位置处的切线方向形成锐角，这样便保证了喷缝在出液时在水平面上有一定的倾角，当该装置进行搅拌工作时，先启动喷缝喷液，喷缝喷液形成一定的反作用力，辅助驱动第一进液轴管往相反方向转动，提升了该装置搅拌功能的启动效率，此时喷缝喷出液体的方向和叶轮叶片倾斜的方向相同，叶轮叶片的下面为工作面，叶轮叶片将液体压向罐底，使钻井液形成漩涡状液体流，减小了叶轮的转矩；当该装置实施混合功能时，此时喷缝喷出液体的方向和叶轮叶片倾斜的方向相同，叶轮叶片的下面为工作面，叶轮叶片将液体压向罐底，使钻井液形成漩涡状液体流，减小了叶轮的转矩；当该装置实施清洁功能时，此时罐中无钻井液，开启混合传动装置阀门并启动第一进液轴管，此时喷缝喷出的液体形成一个覆盖面，增大了对罐底的清洁面积，大大提升了清洁效果，此时叶轮旋转方向与喷缝喷出液体方向一致，进一步加强了喷缝喷出液体的冲击力，这样使得罐底的沉积得到最大限度的清洁，本专利中的喷缝叶轮的喷缝喷出的液体和叶轮的倾斜方向相同，其工况为，搅拌功能时液体呈现漩涡状液体流，混合时液体呈现漩涡状液体流，清洁时液体呈现喷泉状液体流，这样的设计可以减小叶轮的转矩，从而可以减小电机的功率节省能源；通过设置内层孔的第一上边缘高于外层孔的第二上边缘，内层孔的第一下边缘高于外层孔的第二下边缘，这样便使得喷缝处形成了一个向下的倾斜面，这样便能够增强喷缝向下的冲击力，更进一步提升了清理沉砂的效率。优选的，所述叶轮组包括沿第一进液轴管周向均匀设置的第一副叶轮，所述第一副叶轮包括一端固定在第一进液轴管外壁上的第一副叶片，所述第一副叶片的自由端连接有第一副叶片围板，且该第一副叶片围板设置在第一副叶片倾斜方向的下端；所述叶轮组还包括沿第一进液轴管周向均匀设置的第一主叶轮，所述第一主叶轮设置在第一副叶轮的下方，第一主叶轮包括一端固定在第一进液轴管外壁上的第一主叶片，所述第一主叶片的自由端连接有第一主叶片围板，所述第一主叶片围板呈方形结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，包括驱动传动机构、底座和进液搅拌机构，所述驱动传动机构设置在底座上表面，所述进液搅拌机构设置在底座的下表面，且进液搅拌机构与驱动传动机构相连接，所述驱动传动机构包括固定设置在底座上表面的防爆电机和变速箱，所述防爆电机与变速箱相连接，所述变速箱的输出轴贯穿底座与所述进液搅拌机构相连接。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，包括驱动传动机构、底座和进液搅拌机构，所述驱动传动机构设置在底座上表面，所述进液搅拌机构设置在底座的下表面，且进液搅拌机构与驱动传动机构相连接，所述驱动传动机构包括固定设置在底座上表面的防爆电机和变速箱，所述防爆电机与变速箱相连接，所述变速箱的输出轴贯穿底座与所述进液搅拌机构相连接。2.根据权利要求1所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，所述进液搅拌机构包括混合传动装置和搅拌杆，所述混合传动装置包括进液管和旋转机构，所述旋转机构包括内旋转体和外壳体，所述内旋转体为顶端封闭且底端开口的筒状结构，内旋转体的顶部与所述变速箱的输出轴固定连接，所述内旋转体和外壳体之间通过钢球或轴承转动连接，外壳体上设有第一进液口，所述第一进液口与进液管连接，内旋转体的侧壁上开设有第二进液口，所述第二进液口为圆台形的进液口，且第二进液口的小口端朝向内旋转体的外侧，第二进液口的轴线与内旋转体的轴线相交，内旋转体的下端设有出液管，所述出液管通过法兰连接所述搅拌杆。3.根据权利要求2所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，所述内旋转体的侧壁上均匀开设有多个第二进液口，内旋转体的外壁与外壳体的内壁之间设有空腔。4.根据权利要求2所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，所述搅拌杆包括第一进液轴管，所述第一进液轴管上连接有叶轮组，第一进液轴管上均匀开设有多个喷缝，所述喷缝包括开设在第一进液轴管内管壁上的内层孔以及第一进液轴管外管壁上的外层孔，内层孔的第一上边缘在竖直方向上高于外层孔的第二上边缘，内层孔的第一下边缘在竖直方向上高于外层孔的第二下边缘。5.根据权利要求4所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，所述叶轮组包括沿第一进液轴管周向均匀设置的多个第一副叶轮，所述第一副叶轮包括一端固定在第一进液轴管外壁上的第一副叶片，所述第一副叶片的自由端连接有第一副叶片围板，且该第一副叶片围板设置在第一副叶片倾斜方向的下端；所述叶轮组还包括沿进液轴管周向均匀设置的多个第一主叶轮，所述第一主叶轮设置在第一副叶轮的下方，第一主叶轮包括一端固定在第一进液轴管外壁上的第一主叶片，所述第一主叶片的自由端连接有第一主叶片围板，所述第一主叶片围板呈方形结构，且第一主叶片自由端的两个端点沿第一主叶片围板的对角线设置。6.根据权利要求5所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于，所述第一主叶片包括依次连接的顶板、主板和底板，所述顶板、主板和底板的侧面均与进液轴管的外壁连接，所述主叶片呈“Z”型或者“S”型设置。7.根据权利要求6所述钻井液混合清洁搅拌装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李舒婷，
申请(专利权)人：四川中创石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51