负压钻井液岩屑分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种负压钻井液岩屑分离器，包括负压脉冲发生系统、气液分离箱、吸盘、连接管线和筛箱；气液分离箱设置在筛箱上方高位处，其上设有进液端、排液端和出气端；连接管线包括一端与排液端连接并形成连通的排液管、吸盘连接管、一端与进液端连接并形成连通的吸液管、以及一端与出气端连接并形成连通的排气管；负压脉冲发生系统包括控制至少一个气动蝶阀以间歇式的方式工作的电磁气动阀和与出气端的另一端端口连接的旋涡气泵；吸盘设置在筛网下方，其盘体顶端与筛网连接以形成一个封闭空间、其通气口通过吸盘连接管与气液分离箱形成连通；该负压钻井液岩屑分离器结构简单、成本低、能耗小，实现有效降低岩屑含液量以实现钻井液回收。钻井液回收。钻井液回收。

【技术实现步骤摘要】
负压钻井液岩屑分离器


[0001]本专利技术涉及石油钻井固相控制
，特别涉及一种负压钻井液岩屑分离器。

技术介绍

[0002]钻井液振动筛分离出的岩屑含液率一般≥30wt.％，不仅钻井作业的泥浆材料成本过高，而且增加了钻井废弃物处理难度。
[0003]目前，常见的市售负压振动筛有三种：
[0004]第一种是美国SWACO公司生产的脉冲真空钻井液分离装置，其在常规振动筛基础上增加一个吸盘，该吸盘安装在振动筛出口端的第一张筛网下，利用压缩空气的脉冲喷射形成脉动的真空，气流经过文丘里射吸器时产生负压，但是此项技术耗能高、性价比不太高，因此没有在国内广泛应用；
[0005]第二种是挪威CUBILITY公司生产的MUDCUBE系统，该系统实际为一种循环滚动式微振负压筛，其优点是净化效率高，利用负压吸钻井液和滚动排出岩屑方式，能大幅提高筛网的目数，但是缺点在于使用时需要配备高耗空压机驱动振动器，导致系统整体结构复杂，筛网寿命低，维护保养难度很高，因此目前也不适宜大规模推广；
[0006]第三种是西南石油大学自主研制的负压发生和气液分离一体化负压筛(CN112696161A)；该装置采用高压风机作为负压发生器，大大降低了能耗，极具推广价值；但其不足之处：1)使用时需要将振动筛底座加高至0.5米以上，在筛网下面安装吸盘和自动排液槽，加大了振动筛操作难度；2)由于吸盘与自动排液槽的高差受限(＜0.4米)，因此一旦系统内真空度稍高，就会出现钻井液倒流至吸盘的问题，导致该装置只适合在高比重钻井液条件下工作；3)由于无脉冲抽吸功能，为了防止岩屑吸附在筛网上，只能降低真空度才能保证岩屑顺畅排出；基于上述缺陷，如果安装高目数筛网或者遇到当粘性高的岩屑和钻井液时，钻井废弃物处理过程中会因装置的抽吸力不足，导致岩屑脱干效果不佳。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种解决目前采用压缩空气脉冲喷射式负压振动筛耗能高，循环滚动式微振负压筛维护难度高、耗电量大，负压发生和气液分离一体化的负压振动筛吸力小、需要加高振动筛底座等问题的负压钻井液岩屑分离器。
[0008]为此，本专利技术技术方案如下：
[0009]一种负压钻井液岩屑分离器，包括负压脉冲发生系统、气液分离箱、至少一个吸盘、连接管线和至少一台筛箱；其中，
[0010]气液分离箱设置在筛箱上方高位处，其为一具有大横截面积的封闭箱体，箱体的上部侧壁上、底板上以及顶板上分别设有至少一个进液端、一个排液端和一个出气端；
[0011]连接管线包括一根一端与排液端连接并形成连通的排液管、至少一根吸盘连接管、至少一根一端与进液端连接并形成连通的吸液管、以及一根一端与出气端连接并形成连通的排气管；
[0012]负压脉冲发生系统包括电磁气动阀、至少一个气动蝶阀和旋涡气泵；气动蝶阀安装在进液端与吸液管的两个连接端口之间；电磁气动阀固定在气动蝶阀邻侧并与气动蝶阀通过气路连接，以控制气动蝶阀以间歇式的方式处于开启和关闭的循环状态；旋涡气泵固定在气液分离箱顶部，其与出气端的另一端端口连接并形成连通；
[0013]吸盘的数量至少与筛箱的数量一致，使每个筛箱至少匹配有一个吸盘；每台与筛箱匹配的吸盘按照自筛箱中位于排砂端的筛网朝向位于进砂端的筛网的方式顺序设置；每个吸盘均设置在筛网的下方，且其尺寸与筛网的尺寸相适应，使其盘体顶端与筛网连接以形成一个封闭空间；每个吸盘的通气口分别一一对应与单独的吸盘连接管、气动蝶阀和吸液管依次连接，并与气液分离箱形成连通。
[0014]具体来说，该负压钻井液岩屑分离器进行组件设置时，筛箱的数量一般为一台或两台；如果该装置内设有一台筛箱，则可选择性地为筛箱匹配一个吸盘或两个吸盘，如果吸盘数量为1个，则该吸盘设置在筛箱中位于排砂端的筛网下方，而如果吸盘数量为2个，则两个吸盘分别设置在筛箱中位于排砂端的筛网下方和位于排砂端筛网邻侧的筛网的下方；如果该装置内设有两台筛箱，则可选择性地为每台筛箱匹配一个吸盘或两个吸盘，如果每台筛箱匹配的吸盘数量为1个，则两个吸盘分别设置在两台筛箱中位于排砂端的筛网下方，如果每台筛箱匹配的吸盘数量为2个，则每台筛箱对应的2个吸盘分别设置在筛箱中位于排砂端的筛网下方和位于排砂端筛网邻侧的筛网的下方。
[0015]进一步地，气液分离箱设置在高于下方振动筛底座至少2m以上的位置处。
[0016]进一步地，进液端为一短弯管，其一端设置在箱体一侧侧板的顶侧中部并与箱体形成连通、另一端端口竖直朝下。
[0017]进一步地，排液端为一短直管，其一端设置在箱体底面上并与箱体形成连通、另一端端口竖直朝下。
[0018]进一步地，出气端为一短弯管，其一端设置在远离进液端的箱体(顶板上并与箱体形成连通、另一端端口朝向水平方向设置。
[0019]进一步地，排液管的另一端垂直向下并伸入至钻井液罐内且管端位于钻井液罐内液面以下，或安装保持钻井液仅能自管内流至管外的单向阀。
[0020]进一步地，吸液管的另一端安装有三通接头，三通接头的剩余一端端口安装有保持钻井液仅能自管内流至管外的单向阀、另一端端口与吸盘连接管连接并形成连通。
[0021]进一步地，负压脉冲发生系统还包括有电控箱，其内设有分别与外接电源电连接的旋涡气泵控制开关、电磁气动阀控制开关和时间继电器；旋涡气泵控制开关与旋涡气泵电连接，以控制旋涡气泵的开启和关闭；电磁气动阀控制开关和时间继电器分别与电磁气动阀电连接，以控制电磁气动阀以设定的通断间隔时间保持通电和断电状态交替进行。
[0022]进一步地，筛箱包括设置在一箱体内的4～5张筛网和设置在箱体上方的1～3台振动电机；其中，4～5张筛网呈阶梯状自上而下设置并依次连接，其中，位于最高处的筛网设置在钻井液进口端，作为进砂端，而位于最低处的筛网作为排砂端；1～3台振动电机驱动箱体带动4～5张筛网同步向斜上方振动。
[0023]与现有技术相比，该负压钻井液岩屑分离器具有结构简单、成本低、能耗小的优点，通过在常规振动筛基础上增加脉动负压发生系统，采用大横截面积结构和较高安装位置的气液分离箱，采用较高负压、大排量间歇抽吸岩屑表面游离的钻井液的方式，实现有效
降低岩屑含液量以实现钻井液回收；该装置不仅适用于高比重、岩屑颗粒完整的油基钻井液，也适合低比重、易粘糊筛网、岩屑颗粒分散的水基钻井液条件下应用，在油基、水基钻井液的高比重及低比重的作业环境下具有良好的推广应用前景。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的侧视剖视图；
[0025]图2为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的正视剖视图；
[0026]图3为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的脉冲负压发生系统的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的气液分离箱的结构示意图；
[0028]图5为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的连接管线的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术的负压钻井液岩屑分离器的筛箱的结构示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负压钻井液岩屑分离器，其特征在于，包括负压脉冲发生系统(100)、气液分离箱(200)、至少一个吸盘(300)、连接管线(400)和至少一台筛箱(500)；其中，气液分离箱(200)设置在筛箱(500)上方高位处，其为一具有大横截面积的封闭箱体(203)，箱体(203)的上部侧壁上、底板上以及顶板上分别设有至少一个进液端(201)、一个排液端(202)和一个出气端(204)；连接管线(400)包括一根一端与排液端(202)连接并形成连通的排液管(401)、至少一根吸盘连接管(403)、至少一根一端与进液端(201)连接并形成连通的吸液管(404)、以及一根一端与出气端(204)连接并形成连通的排气管(405)；负压脉冲发生系统(100)包括电磁气动阀(102)、至少一个气动蝶阀(103)和旋涡气泵(104)；气动蝶阀(103)安装在进液端(201)与吸液管(404)的两个连接端口之间；电磁气动阀(102)固定在气动蝶阀(103)邻侧并与气动蝶阀(103)通过气路连接，以控制气动蝶阀(103)以间歇式的方式处于开启和关闭的循环状态；旋涡气泵(104)固定在气液分离箱(200)顶部，其与出气端(204)的另一端端口连接并形成连通；吸盘(300)的数量至少与筛箱(500)的数量一致，使每个筛箱(500)至少匹配有一个吸盘(300)；每台与筛箱(500)匹配的吸盘(300)按照自筛箱(500)中位于排砂端的筛网(503)朝向位于进砂端的筛网的方式顺序设置；每个吸盘(300)均设置在筛网(503)的下方，且其尺寸与筛网(503)的尺寸相适应，使其盘体顶端与筛网(503)连接以形成一个封闭空间；每个吸盘(300)的通气口分别一一对应与单独的吸盘连接管(403)、气动蝶阀(103)和吸液管(404)依次连接，并与气液分离箱(200)形成连通。2.根据权利要求1所述的负压钻井液岩屑分离器，其特征在于，气液分离箱(200)设置在高于下方振动筛(500)底座(501)至少2m以上的位置处。3.根据权利要求1所述的负压钻井液岩屑分离器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟长清，侯召坡，张杰，刘振华，李凤玉，王志林，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司华油一机河北钻井装备有限公司，
类型：发明
国别省市：