立式切屑干燥机制造技术

立式切屑干燥机(“VCD”)可用于从夹带液体中分离固体颗粒。在一些实例中，VCD包括与内部擦拭器壳体同轴安装的筛网，该内部擦拭器壳体承载擦拭器，其扫除筛网和擦拭器壳体之间的环形空间。VCD可以具有通过驱动轴连接到筛网的第一马达和通过单独的驱动轴连接到擦拭器壳体的第二马达。控制器可以独立地控制第一马达和第二马达的速度，以独立地施加到被处理材料的离心力的大小以及被处理材料在环形空间中的停留时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立式切屑干燥机相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请序列号62/329,943的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于处理含固体流的分离装置，更具体地，涉及用于处理含固体流的立式切屑干燥机装置。
技术介绍
立式切屑干燥机(“VCD”)是钻井工业中用于将钻屑与夹带液体分离的分离装置。例如，在石油工业中，VCD可以使用单独的昂贵且环境敏感的钻井液，这些钻井液来自在钻头钻入地下时产生的土钻屑。在典型的应用中，钻井液中流化的钻屑从井筒中抽出并输送到流动线振动系统，该系统在钻屑和钻井液之间进行大量分离。这可以产生湿钻屑流，例如，其含有残余油、水和/或钻井液。为了进一步将固体钻屑与夹带的液体分离，钻屑可以通过VCD以进一步将固体颗粒物质与夹带的液体分离。在实践中，在VCD上处理的钻屑流的特征可以广泛变化。例如，发生钻井的区域的地质、引入井中的钻井液的类型、以及VCD之前的上游处理单元的配置都可以影响由VCD接收的钻屑流的特征。能够改变VCD的操作特性和性能以解决钻屑流中的任何变化，可以为操作员提供过程控制和灵活性，以避免过程扰乱并最大化流体回收。
技术实现思路
一般而言，本专利技术涉及一种立式切屑干燥机以及包含这种立式切屑干燥机的技术和系统。在一些实例中，VCD包括与擦拭器壳体同轴且安装在擦拭器壳体外部的筛网。例如，筛网和擦拭器壳体可以都是圆锥形的并且在部件之间具有环形处理空间而彼此分开。在操作中，筛网和擦拭器壳体都可以旋转，以对被处理的流体施加离心力，并影响流体上的分离。例如，当用于处理包含湿钻屑的钻屑流时，钻屑流可以通过VCD顶部的入口引入环形处理空间。筛网和擦拭器壳体都可以旋转，以向环形空间中的钻屑流提供离心力。擦拭器壳体可以以与筛网不同的速度旋转，以使向外延伸的擦拭器刮片扫过擦拭器壳体和筛网之间的环形空间，有助于防止堵推材料垂直向下穿过环形处理空间。当钻屑流被推进通过VCD时，夹带的液体可以通过筛网并通过一个出口排出，而残留的固体切屑向下通过环形空间并通过不同的出口排出，从而分离钻屑所携带的液体与固体切屑本身。当然，VCD可以用于处理湿钻屑之外的需要组分分离的其他材料。根据本公开的一些实例，VCD配置有两个马达，其独立地驱动筛网和擦拭器壳体的旋转运动。例如，一个马达可以通过一个或多个可旋转轴的直接机械连接装置连接到筛网，而另一个马达通过一个或多个可旋转轴的直接机械连接装置连接到擦拭器壳体。每个马达的速度可以独立变化，以独立地设定筛网和擦拭器壳体的旋转速度。由于各种原因，配置带有两个马达的VCD以独立驱动筛网和擦拭器壳体可能是有用的。作为一个例子，马达可以允许施加到被处理的流的力的大小独立于VCD内的流的停留时间而变化。通常，赋予被处理流的离心力的大小取决于筛网旋转的速度。相比之下，VCD内的流的停留时间与VCD上的吞吐量或处理速率成反比，由筛网和擦拭器壳体之间的速度差决定。增加速度差异会增加材料通过VCD的速度，并相应地减少材料在VCD中的停留时间。降低速度差会降低材料通过VCD的速度，并相应地增加材料在VCD中的停留时间。通过将VCD配置成具有独立驱动筛网和擦拭器壳体的两个马达，可以独立地控制施加到被处理的流的力的大小和流在VCD内的停留时间。这可以为操作者提供更大的灵活性来设置VCD上的处理特性，例如处理具有挑战性和变化的原料，而不是使用具有单个马达的VCD通过固定的传动比驱动筛网和擦拭器壳体。此外，取决于VCD的配置，VCD可以配置有两个马达，每个马达具有小于单个马达VCD处理类似流所需的功率消耗(例如，马力)的一半。这可以为用户提供即时的能量效率和成本效益。在VCD使用直接驱动机械连接装置将电源从两个马达传送到筛网和擦拭器壳体的应用中，可以消除高维护部件，如主动润滑系统和皮带，以提高设备的可靠性并减少维护负担。在一个实例中，描述了一种立式切屑干燥机，其包括筛网、擦拭器壳体、第一马达和第二马达。筛网具有内表面和外表面。擦拭器壳体定位在筛网内部并与其同轴安装，从而在筛网的内表面和擦拭器壳体的外表面之间限定环形处理空间。擦拭器壳体承载至少一个擦拭器，该擦拭器配置成扫过环形处理空间。第一马达可操作地连接到筛网并配置成驱动筛网的旋转。第二马达可操作地连接到擦拭器壳体并且配置成驱动擦拭器壳体的旋转。该实例指定第一马达的速度可独立于第二马达的速度而调节，以便控制施加到环形处理空间中被处理材料的离心力的大小以及在环形处理空间中被处理材料的停留时间。在另一个例子中，描述了一种操作立式切屑干燥机的方法。该方法包括将待处理的材料引入形成在筛网和擦拭器壳体之间的环形处理空间中。该实例规定，筛网与擦拭器壳体同轴安装，并且擦拭器壳体承载至少一个擦拭器，该擦拭器配置成扫过环形处理空间。该方法包括使用可操作地连接到筛网的第一马达旋转筛网，并使用可操作地连接到筛网的第二马达旋转擦拭器壳体。该方法还包括将已经通过筛网的材料通过第一出口排出，并将与通过筛网的材料分离的残余材料通过第二出口排出。在以下附图和描述中阐述了一个或多个实例的细节。其它特征、目标和优势将从描述和附图以及权利要求书显而易见。附图说明图1是根据本公开的示例VCD的透视图；图2是图1的示例VCD的分解透视图；图3是图1的VCD的横截面图，示出了用于VCD的部件的示例配置；图4是图3的图示的一部分的剖视图，突出显示了图像中示出的特征的示例性布置；图5是示出用于控制图1的VCD的示例控制系统的框图。具体实施方式本专利技术一般地涉及一种具有筛网和擦拭器壳体的VCD，其具有可独立调节的旋转速度。可以独立地控制筛网和擦拭器壳体的旋转速率，以调节施加到VCD中被处理材料的离心力的大小，以及控制被处理材料驻留在VCD中的时间量。通常，增加VCD中的停留时间量会增加从固体材料中分离的液体量，但会降低VCD的生产率。在一些实例中，VCD配置有双马达：一个用于驱动筛网，一个用于驱动擦拭器壳体。例如，双马达可以以垂直堆叠的布置(例如，一个马达垂直地定位在另一个马达上方)布置，或者在围绕VCD的周边的相同角度位置处或者在不同的角度位置处。在任一情况下，每个马达可通过一个或多个驱动轴机械地连接到筛网和擦拭器壳体中的相应一个。例如，每个马达可以通过机械连接装置连接，该机械连接装置包括大致水平定向的驱动轴、齿轮箱和垂直定向的驱动轴。由马达产生的旋转运动可以通过机械连接装置转移到筛网和擦拭器壳体中的相应一个，使得筛网和擦拭器壳体旋转。根据本公开的VCD可以具有各种特征和配置，如本文中更详细描述的。图1和2是根据本公开的示例VCD10的图示。图1是VCD10的透视图，示出了组装好的布置中VCD的部件。图2是VCD10的分解透视图。如图示的实例所示，VCD10包括筛网12和擦拭器壳体14。擦拭器壳体14承载至少一个擦拭器16，其示出为围绕擦拭器壳体的圆周定位的多个擦拭器。当组装时，擦拭器壳体14定位在筛网12的内部并且与筛网围绕轴线18同轴安装。在操作中，筛网12和擦拭器壳体14可以例如以相同的方向但以不同的旋转速度旋转，以使得在被处理的流中的不同材料组分之间分离。VCD10的各种部件被示出为包含在外壳20内。外壳20示出为由顶盖20A和底外壳部分20B形成(统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立式切屑干燥机，其包括：具有内表面和外表面的筛网；位于所述筛网内部并与其同轴安装的擦拭器壳体，从而在所述筛网的内表面和所述擦拭器壳体的外表面之间限定环形处理空间，所述擦拭器壳体承载至少一个擦拭器，所述擦拭器配置成扫过所述环形处理空间；第一马达，其可操作地连接到所述筛网并配置成驱动所述筛网的旋转；和第二马达，其可操作地连接到所述擦拭器壳体并配置成驱动所述擦拭器壳体的旋转，其中第一马达的速度可以与第二马达的速度独立地调节，以便控制施加到所述环形处理空间中被处理材料的离心力的大小以及被处理材料在所述环形处理空间中的停留时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 US 62/329,9431.一种立式切屑干燥机，其包括：具有内表面和外表面的筛网；位于所述筛网内部并与其同轴安装的擦拭器壳体，从而在所述筛网的内表面和所述擦拭器壳体的外表面之间限定环形处理空间，所述擦拭器壳体承载至少一个擦拭器，所述擦拭器配置成扫过所述环形处理空间；第一马达，其可操作地连接到所述筛网并配置成驱动所述筛网的旋转；和第二马达，其可操作地连接到所述擦拭器壳体并配置成驱动所述擦拭器壳体的旋转，其中第一马达的速度可以与第二马达的速度独立地调节，以便控制施加到所述环形处理空间中被处理材料的离心力的大小以及被处理材料在所述环形处理空间中的停留时间。2.根据权利要求1所述的干燥机，还包括机械地连接所述第一马达到所述筛网的第一驱动轴和机械地连接所述第二马达到所述擦拭器壳体的第二驱动轴。3.根据权利要求1所述的干燥机，还包括第一垂直定向的驱动轴、第二垂直定向的驱动轴、第一齿轮箱、和第二齿轮箱，其中所述筛网安装在第一垂直定向的驱动轴上，所述擦拭器壳体安装在第二垂直定向的驱动轴上，第一驱动轴通过第一齿轮箱与第一垂直定向的驱动轴机械连接，并且第二驱动轴通过第二齿轮箱与第二垂直定向的驱动轴机械连接。4.前述权利要求中任一项所述的干燥机，其中第一马达和第二马达以垂直堆叠的布置定位，第一齿轮箱和第二齿轮箱以垂直堆叠的布置定位，并且第一垂直定向的驱动轴和第二垂直定向的驱动轴中的一个包括中空轴，和第一垂直定向的驱动轴和第二垂直定向的驱动轴中的另一个定位在所述中空轴内。5.根据权利要求4所述的干燥机，其中所述第一马达被定位在所述第二马达的上方，所述第一垂直定向的驱动轴包括所述中空轴，并且所述第二垂直定向轴位于所述第一垂直定向轴的内部。6.根据前述权利要求中任一项所述的干燥机，其中所述筛网被安装在第一垂直定向的驱动轴的末端。7.根据前述权利要求中任一项所述的干燥机，其中所述筛网和所述擦拭器壳体各具有圆锥形状。8.根据前述权利要求中任一项所述的干燥机，进一步包括外壳，其限定入口、第一出口和第二出口，其中所述入口配置为通过所述筛网顶部的开口将被处理材料输送到所述环形处理空间，所述第一出口位于所述筛网的径向外侧和下方，并且配置成将从被处理材料通过所述筛网的物质输送出所述干燥器，并且所述第二出口位于所述环形处理空间下方，并配置成将与通过所述筛网的物质分离的残余物质输送出所述干燥器。9.根据前述权利要求中任一项所述的干燥机，其中所述至少一个擦拭器包括多个擦拭器，其定位在所述擦拭器壳体的外周周围，所述多个擦拭器的每一个从所述擦拭器壳体的外表面径向向外延伸。10.前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·莱·安德森，艾麦德·塔里克·芭芭丽，
申请(专利权)人：埃尔金分离解决方案工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US