一种可自动化调节的新型磁选分离系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可自动化调节的新型磁选分离系统，其属于石油钻井技术领域。本实用新型专利技术包括送料管路、磁选机、动态分流机构、磁通量动态调节机构和控制器，动态分流机构包括过滤装置、液位监测组件和循环罐，所述送料管路与过滤装置连通，过滤装置分别连通至磁选机和循环罐，用于分别将过滤得到的完好粒子送入磁选机以进行回收，以及将破碎粒子、部分钻井液送入循环罐以循环使用；所述过滤装置与磁选机之间设有节流阀。本实用新型专利技术的有益效果是，能够基于处理量来自适应动态调节进料量和磁通量，满足不同层段、排量、粒子浓度等工况的磁选需求以达到最优的工作效率，并确保稳定运行，提高了经济效益，并增强了磁选分离系统适用性。

A new magnetic separation system with automatic adjustment

【技术实现步骤摘要】
一种可自动化调节的新型磁选分离系统
本技术涉及石油钻井
，尤其是涉及一种可自动化调节的新型磁选分离系统。
技术介绍
粒子冲击钻井技术属于石油勘探行业一项新型前沿钻井技术，主要利用直径1～3mm的钢珠粒子对岩石进行高速、高频冲击，借助瞬间作用力快速破碎岩石，从而实现在坚硬、难钻地层中的高效钻进。粒子冲击钻井技术是基于粒子冲击钻井系统来应用的，粒子冲击钻井系统主要包括粒子注入系统和粒子分离系统，其中，粒子分离系统的作用是从井底返出的粒子、钻井液、岩屑等混合浆料中将粒子分离出来，重新注入井底，提高粒子使用率，以实现循环利用。目前，粒子分离回收方式主要有如下两种：其一为振动式回收，利用单级或者多级振动筛，将粒子、钻井液、岩屑等混合浆料进行分离，该方式实现简单，但无法将粒子与同尺寸的岩屑分离，长期应用会影响粒子钻井的破岩效率；其二为磁选式回收，利用钢珠粒子可被磁选的特性，将粒子、钻井液、岩屑等混合浆料通过带有磁性的部件，以分离回收粒子。相比振动式回收，磁选式回收保证了粒子回收的效率，更适用于现阶段粒子钻井现场。影响磁选机磁选效果的因素包括给入混合浆料的流量与浓度等，比如当混合浆料的浓度过大，则其粘度增大、流动性相应减小，包括混合浆料的流量过大进入磁选机腔室过多都会增加磁选机的负荷，而现有的磁选机磁通量是固选的，如果固选的磁通量过小，则达不到磁选效果。在实际钻井现场，钻井液配方为了适应不同地层情况需要进行实时调整，而从井内返出的混合浆料又混杂了不同层段的泥屑、矿产物等，导致其密度、粘度、流动性等特性多变，而现有的磁选设备的磁通量是固选的，无法适应混合浆料的特性变化甚至超出磁选机的工作负荷，不能满足粒子分离的处理需求，粒子回收效果差，造成浪费，增加了成本；粒子循环使用后，因完好粒子占比减少，粒子冲击钻进尺质量下降，影响工作效率。
技术实现思路
(一)技术目的针对上述现有技术的不足，本技术提出了一种可自动化调节的新型磁选分离系统，旨在实现磁选分离系统的进料处理量和磁选磁通量的可调节化，满足不同层段井下工况的磁选需求，优化了磁选分离系统的工作效率，提升了其适用性和经济性。(二)技术方案为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种可自动化调节的新型磁选分离系统，其包括送料管路和磁选机，送料管路与磁选机连通；所述磁选机包括有机架、磁选槽体、磁选筒、进料箱和出料箱，磁选槽体设于机架上，磁选筒位于磁选槽体中，用于对混合浆料进行磁选分离处理，进料箱和出料箱设于机架上并位于磁选槽体的两侧，进料箱与磁选槽体连通以向磁选槽体中输送混合浆料，出料箱用于接收被磁选筒带出的粒子。可自动化调节的新型磁选分离系统还包括动态分流机构、磁通量动态调节机构和控制器；所述动态分流机构包括过滤装置、液位监测组件和循环罐，所述送料管路与过滤装置连通，过滤装置分别连通至磁选机和循环罐，用于分别将过滤得到的完好粒子送入磁选机以进行回收，以及将破碎粒子、部分钻井液送入循环罐以循环使用；所述过滤装置与循环罐之间设有节流阀。所述液位监测组件和所述磁通量动态调节机构均设于所述磁选机，所述控制器分别与液位监测组件、所述节流阀以及磁通量动态调节机构电连接以实现信号交互，液位监测组件用于监测所述磁选槽体内的液位，节流阀用于控制进入磁选机的流量，磁通量动态调节机构用于监测所述磁选筒的转动情况和磁选槽体内的粒子剩余量，控制器用于根据液位信号调节节流阀的开度以控制进入磁选槽体的混合浆料流量，以及用于控制磁选筒的磁通量大小以与粒子剩余量保持匹配。首先，节流阀能够控制混合浆料进入磁选机的流量，具体地，即是通过控制调节节流阀的开度，改变送料管路中混合浆料进入过滤装置所在的分流管理的通量，从而间接改变进入磁选机的混合浆料的通量，避免了因流量过大而超过了磁选机的负荷，对磁选机造成损伤，也避免了流量过小而不能达到磁选机的有效工作能力，导致工作效率过低。当然，节流阀的调节需要结合磁选机内的磁选工作情况。因此，本技术能够确保磁选机内液面始终处于安全范围，既保护了磁选机又优化了磁选处理能力。由液位监测组件对磁选槽体内的混合浆料液位进行实时监测，计算判断其液位是否已达到预设的高低阈值，达到则控制调节节流阀的开度，对进入磁选机的流量进行适应性调节，以维持磁选槽体中的混合浆料在合适安全范围内。磁通量动态调节机构对磁选筒的磁通量进行调节，以协调磁场强度与进入磁选槽体中的剩余粒子量相匹配，具体地，即粒子剩余量过大则增大磁场强度，粒子剩余量较小，则减小磁场强度或不变。需要特别说明的是，因为混合浆料中的浓度、密度、流动性等特点多变，而现有的磁选机的磁选筒，磁通量多是固选的，即使分区的磁选筒，各区域的磁系磁通量也是固选的，不能够适应对不同粒子占比的混合浆料的处理；当混合浆料中粒子过少，则磁选筒的工作效能过大，超过了混合浆料中粒子需要的磁场强度，从而造成了磁选效能的浪费；当混合浆料中粒子过多，则磁选筒的工作效能达不到磁选要求，不能够将所有的粒子分离出来，而未被分离磁选的粒子则堆积在磁选槽体中，可能堵塞钻井液排出管道，甚至将磁选筒卡死，影响整个系统的磁选工作。需要说明的是，磁选机是基于电磁感应原理，在通电状态下磁选单元就具备磁力，其通过电流的大小，则决定产生磁场或磁力的大小。进一步地，所述液位监测组件包括液位传感器，液位传感器设于所述磁选槽体，用于实时监测磁选槽体内的液位，液位传感器与所述控制器电连接以实现信号交互。进一步地，所述液位监测组件包括液位高开关和液位低开关，液位高开关和液位低开关均设于所述磁选槽体，液位高开关的位置高于所述液位低开关，液位高开关、液位低开关分别用于实现预设高低液位阈值的报警，液位高开关、液位低开关均与所述控制器电连接以实现信号交互。进一步地，所述磁选筒沿周侧设有多个基于电磁感应调节磁通量的磁选单元，磁选单元与所述控制器电连接以实现信号交互。更进一步地，所述磁通量动态调节机构包括磁选接近开关和脱磁接近开关，磁选接近开关设于所述磁选筒的下部周侧，且靠近所述出料箱一侧，磁选接近开关位于所述磁选槽体的顶部开口处，脱磁接近开关位于磁选筒的上部周侧，且靠近出料箱一侧；所述磁选接近开关和脱磁接近开关均与所述控制器电连接以实现信号交互。所述磁选单元内均设有识别器，识别器与所述控制器电连接以实现信号交互，识别器用于区分不同的磁选单元，方便控制器精准调控对应的磁选单元的磁通量。更进一步地，所述磁通量动态调节机构包括监测摄像头，监测摄像头与所述控制器电连接以实现信号交互，监测摄像头朝向于所述磁选槽体和所述磁选筒之间的粒子，用于监测粒子的剩余量以反馈给所述控制器。更进一步地，所述磁选筒上抵接有刮板器，刮板器靠近所述出料箱且位于出料箱上侧，用于刮掉未脱磁的粒子以使其进入出料箱。进一步地，所述磁选机还引出设置有液位计，用于显示所述磁选槽体内的液位。进一步地，所述出料箱上设有振动器，用于振动出料箱以使得粒子顺利从出料箱中排出。(三)有益效果...

【技术保护点】
1.一种可自动化调节的新型磁选分离系统，包括送料管路(1)和磁选机(4)，送料管路(1)与磁选机(4)连通；所述磁选机(4)包括有机架(45)、磁选槽体(44)、磁选筒(41)、进料箱(46)和出料箱(43)，磁选槽体(44)设于机架(45)上，磁选筒(41)位于磁选槽体(44)中，用于对混合浆料进行磁选分离处理，进料箱(46)和出料箱(43)设于机架(45)上并位于磁选槽体(44)的两侧，进料箱(46)与磁选槽体(44)连通以向磁选槽体(44)中输送混合浆料，出料箱(43)用于接收被磁选筒(41)带出的粒子；其特征在于：/n还包括动态分流机构、磁通量动态调节机构和控制器；所述动态分流机构包括过滤装置(2)、液位监测组件和循环罐(7)，所述送料管路(1)与过滤装置(2)连通，过滤装置(2)分别连通至磁选机(4)和循环罐(7)，用于分别将过滤得到的完好粒子送入磁选机(4)以进行回收，以及将破碎粒子、部分钻井液送入循环罐(7)以循环使用；所述过滤装置(2)与循环罐(7)之间设有节流阀(3)；/n所述液位监测组件和所述磁通量动态调节机构均设于所述磁选机(4)，所述控制器分别与液位监测组件、所述节流阀(3)以及磁通量动态调节机构电连接以实现信号交互，液位监测组件用于监测所述磁选槽体(44)内的液位，节流阀(3)用于控制进入磁选机(4)的流量，磁通量动态调节机构用于监测所述磁选筒(41)的转动情况和磁选槽体(44)内的粒子剩余量，控制器用于根据液位信号调节节流阀(3)的开度以控制进入磁选槽体(44)的混合浆料流量，以及用于控制磁选筒(41)的磁通量大小以与粒子剩余量保持匹配。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可自动化调节的新型磁选分离系统，包括送料管路(1)和磁选机(4)，送料管路(1)与磁选机(4)连通；所述磁选机(4)包括有机架(45)、磁选槽体(44)、磁选筒(41)、进料箱(46)和出料箱(43)，磁选槽体(44)设于机架(45)上，磁选筒(41)位于磁选槽体(44)中，用于对混合浆料进行磁选分离处理，进料箱(46)和出料箱(43)设于机架(45)上并位于磁选槽体(44)的两侧，进料箱(46)与磁选槽体(44)连通以向磁选槽体(44)中输送混合浆料，出料箱(43)用于接收被磁选筒(41)带出的粒子；其特征在于：
还包括动态分流机构、磁通量动态调节机构和控制器；所述动态分流机构包括过滤装置(2)、液位监测组件和循环罐(7)，所述送料管路(1)与过滤装置(2)连通，过滤装置(2)分别连通至磁选机(4)和循环罐(7)，用于分别将过滤得到的完好粒子送入磁选机(4)以进行回收，以及将破碎粒子、部分钻井液送入循环罐(7)以循环使用；所述过滤装置(2)与循环罐(7)之间设有节流阀(3)；
所述液位监测组件和所述磁通量动态调节机构均设于所述磁选机(4)，所述控制器分别与液位监测组件、所述节流阀(3)以及磁通量动态调节机构电连接以实现信号交互，液位监测组件用于监测所述磁选槽体(44)内的液位，节流阀(3)用于控制进入磁选机(4)的流量，磁通量动态调节机构用于监测所述磁选筒(41)的转动情况和磁选槽体(44)内的粒子剩余量，控制器用于根据液位信号调节节流阀(3)的开度以控制进入磁选槽体(44)的混合浆料流量，以及用于控制磁选筒(41)的磁通量大小以与粒子剩余量保持匹配。


2.如权利要求1所述的可自动化调节的新型磁选分离系统，其特征在于：所述液位监测组件包括液位传感器(51)，液位传感器(51)设于所述磁选槽体(44)，用于实时监测磁选槽体(44)内的液位，液位传感器(51)与所述控制器电连接以实现信号交互。


3.如权利要求1所述的可自动化调节的新型磁选分离系统，其特征在于：所述液位监测组件包括液位高开关(52)和液位低开关(53)，液位高开关(52)和液位低开关(53)均设于所述磁选槽体(44)，液位高开关(52)的位置高于所述液位低开关(53)，液位高开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雷，李伟成，韩烈祥，万夫磊，姚建林，乔李华，邹强，黄伟，郑凯中，邓虎，张继川，
申请(专利权)人：四川川庆石油钻采科技有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：四川;51