CN103331049A - 动压固液分离机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种广泛用于石油泥浆固控、盾构泥浆净化、污水处理及其他需要进行固液分离行业部门的动压固液分离机。其技术方案是在静态压滤基础上同时采用动态激励来实现固液分离，具体结构由增压泥浆箱体、多层立式滤网机构、动态激励机构、减振支承弹簧、螺旋排屑机构、整机底座等主要部件组成。增压泥浆箱体由泥浆入口、斗状泥浆箱体、泥浆收集管及出口、网箱密闭部件等组成。滤网机构由层状滤网、动力驱动装置、滤网支撑铰链等组成。动态激励机构由动力源和激振器组成。螺旋排屑机构由螺旋推屑压实器、自动称重排屑阀门和动力传递部件组成。减振支承弹簧可以是金属螺旋弹簧或橡胶复合弹簧。根据工作需要还可增配除气器及气力或液力滤网清洁器。

Description

动压固液分离机

技术领域

本发明涉及一种广泛适用于石油泥浆固控、盾构泥浆净化、污水处理及其他需要进行固液分离行业部门的动压固液分离机，属于固液分离领域。 

背景技术

目前，在污水处理工艺、选矿工艺和食品加工工艺中已广泛采用各种静态过滤方法来实现其相应的固液分离。静态过滤方法主要包括挤压过滤式、压气过滤式和真空过滤式三种，其目标均在于使固液混合介质脱液。 

由挤压过滤原理制成的压滤机依靠压紧机构的巨大工作压力将滤布间的矿浆脱水，从结构上可分为带式和框架式；压气过滤和真空过滤是分别依靠与大气压的正(负)压差使矿浆通过滤布并形成滤饼，实现矿浆脱水、对矿浆的处理量主要取决于滤带两侧压差和滤网渗透系数。以上技术特点在于空间尺寸特大、滤布目数高、固液分离为静态间歇式。 

国外已有的MAX钻井液处理机是一种单级真空过滤处理装置，属静态固液分离设备，因负压差(真空度)大小有限且保持恒定的真空度较难，同时对泥浆的处理量受泥浆性能(粘度、比重、成分等)的影响很大，故其实用效果很不理想，至今未能得到推广应用。 

提高钻井液固液分离效率和粒度的稳定性、简化现有固控设备和系统、降低钻井成本、减少泥浆和钻屑泥饼对环境的污染、保护生态平衡、适应低压、欠平衡钻井等新型钻井工艺技术对固控系统的要求越来越迫切。 

发明内容

本发明的目的是为了适应石油泥浆固控、盾构泥浆净化、污水处理及其他需要进行固液分离行业部门的动压固液分离机。其技术方案是在静态压滤基础上同时采用动态激励来实现固液分离。它主要由增压泥浆箱体、多层立式滤网机构、动态激励机构、减振支承弹簧、螺旋排屑机构、整机底座等主要部件组成。根据工作需要还可增配除气器及气力或液力滤网清洁器。 

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案是：由立方体增压泥浆箱体1、斗状增压泥浆箱体2、多层立式滤网机构3、动态激励机构4、减振弹簧5、螺旋排屑机构驱动电机6、螺旋排屑机构推屑压实器7、整机底座8、底座减振支承弹簧9等主要部件组成动压固液分离机。 

立方体增压泥浆箱体1上部有泥浆入口10、下部有泥浆收集管11及泥浆出口12，斗状增压泥浆箱体2的底部有带称重传感器的自动闸门13、滤网机构由层状滤网、动力驱动装置、滤网支撑铰链14等组成，多层立式滤网机构3的下部有滤网支撑铰链14、并有泥浆导流管15与泥浆收集管11相连。 

动态激励机构4可以由激振电机与连接元件组成，也可以由专用激振器与连接元件组成，动态激励机构4的激励方式可以是按简谐规律激励，也可以按随机、伪随机、方波、锯齿波、瞬态及其他设定的运动规律对多层立式滤网机构3进行动态激励。 

多层立式滤网机构3中的每单个部件是由两层滤网组成的中空叠层网结构，按滤网目数允许小于和等于其网眼大小的固相颗粒与液相介质进入，并经由泥浆收集管11及泥浆出口12流向箱体外部，而大于滤网目数的固相颗粒不能进入中空叠层网，并在箱体内沉降到斗状增压泥浆箱体2的底部。 

斗状增压泥浆箱体2底部带称重传感器的自动闸门13根据固相颗粒的不同粒度和重量，按照工况要求设定定时开关排出固相。 

螺旋排屑机构由驱动电机6与螺旋推屑压实器7组成，其运转执行情况与自动闸门13协调配合进行。 

底座减振支承弹簧9可以是金属螺旋弹簧、橡胶复合弹簧、气力弹簧、液力弹簧、或金属螺旋-阻尼弹簧。 

与现有技术相比，本发明专利的优点在于： 

(1)采用动态激励与静态压滤相结合的方式进行固液分离，可以极大地提高分离效率。 

(2)当本动压固液分离机用于石油钻井液固相控制时，其明显的效果是： 

①来自井筒环空返回地面的钻井液经本动压固液分离机一步式过滤就可除去钻屑中的有害固相颗粒。 

②可按最佳清除方式选定清除粒度的大小，有效控制泥浆的处理粒度值。 

③较普通固控设备，本动压固液分离机可使钻井液损失最少、排出的泥饼密实度高，故对环境的污染可减低到最小、保护生态环境。 

④能同时适应常规钻井及特殊钻井(如低压、沙漠、海上和泡沫钻井等)工况的需要。 

⑤当本动压固液分离机的滤网用到0.075/0.05mn(200目)，甚至0.045/0.032mn(325目)时，则在离心机之前的设备，包括除砂器、除泥器、清洁器等就可完全省去，使固控设备和系统大为简化，从而产生巨大的经济效益和社会效益。 

⑥本动压固液分离机所占用的空间和所需功率相对都较少。 

⑦因固相颗粒对滤网的摩擦和冲击都很小，故滤网使用寿命较振动筛筛网大幅度提高。 

(3)本动压固液分离机在国内外均属首创，还没有见到有与本动压固液分离机相类似的报道。 

附图说明

图1是本发明动压固液分离机的结构示意图。 

图2是本发明动压固液分离机的侧视图。 

图3是本发明动压固液分离机的安装示意图。 

具体实施方案

下面结合实施例附图对本发明专利动压固液分离机作进一步说明。 

实施例 

图3是本发明动压固液分离机实施例的安装示意图。 

整机通过底座8、底座减振支承弹簧9安装固定在地基或泥浆罐体16上。 

含有固相和液相的泥浆原浆从入口10进入立方体增压泥浆箱体1，经分离处理后的液相(含有允许保留规定粒度范围的固相颗粒)从泥浆出口12排出到液相泥浆收集装置，需要排除的固相颗粒经螺旋排屑机构推屑压实器7压实后从推屑压实器7的出口15排出到专门的固相颗粒收集箱集中进行后续处理。 

Claims (6)

1.动压固液分离机，其特征是主要由立方体增压泥浆箱体(1)、斗状增压泥浆箱体(2)、多层立式滤网机构(3)、动态激励机构(4)、减振弹簧(5)、螺旋排屑机构驱动电机(6)、螺旋排屑机构推屑压实器(7)、整机底座(8)、底座减振支承弹簧(9)等部件组成，立方体增压泥浆箱体(1)上部有泥浆入口(10)、下部有泥浆收集管(11)及泥浆出口(12)，斗状增压泥浆箱体(2)的底部有带称重传感器的自动闸门(13)、滤网机构由层状滤网、动力驱动装置、滤网支撑铰链(14)等组成，多层立式滤网机构(3)的下部有滤网支撑铰链(14)、并有泥浆导流管(15)与泥浆收集管(11)相连。

2.根据权利要求1所述的动压固液分离机，其特征是动态激励机构(4)可以由激振电机与连接元件组成，也可以由专用激振器与连接元件组成，动态激励机构(4)的激励方式可以是按简谐规律激励，也可以按随机、伪随机、方波、锯齿波、瞬态及其他设定的运动规律对多层立式滤网机构(3)进行动态激励。

3.根据权利要求1所述的动压固液分离机，其特征是多层立式滤网机构(3)中的每单个部件是由两层滤网组成的中空叠层网结构，按滤网目数允许小于和等于其网眼大小的固相颗粒与液相介质进入，并经由泥浆收集管(11)及泥浆出口(12)流向箱体外部，而大于滤网目数的固相颗粒不能进入中空叠层网，并在箱体内沉降到斗状增压泥浆箱体(2)的底部。

4.根据权利要求1所述的动压固液分离机，其特征是斗状增压泥浆箱体(2)底部带称重传感器的自动闸门(13)根据固相颗粒的不同粒度和重量，按照工况要求设定定时开关排出固相。

5.根据权利要求1所述的动压固液分离机，其特征是螺旋排屑机构由驱动电机(6)与螺旋推屑压实器(7)组成，其运转执行情况与自动闸门(13)协调配合进行。

6.根据权利要求1所述的动压固液分离机，其特征是底座减振支承弹簧(9)可以是金属螺旋弹簧、橡胶复合弹簧、气力弹簧、液力弹簧、或金属螺旋-阻尼弹簧。

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