CN107596782A - 井下钻孔气液固三相分离装置 - Google Patents

Abstract

井下钻孔气液固三相分离装置，包括机箱，机箱的一侧上部连接进料管，机箱连接二级筛选固液分离震动输送装置、旋转电机和数个弹簧，弹簧的上端连接第二固定框，第二固定框的内侧连接第二滤网，第二固定框的上部连接第一固定框，第一固定框通过柱状杆与第二固定框连接，第一固定框的内侧连接第一滤网，第一固定框、第二固定框间隔并平行安装，第一固定框位于进料管的一侧高于其另一侧。本发明的震动输送装置能够对原料同时产生水平方向和垂直方向两种模式的震动，使原料能够获得水平和竖直方向的加速度，同时第一固定框和第二固定框的旋转作用能够使附着在固体表面的液体产生较大的离心力，从而加速固体和液体分离的过程。

Description

井下钻孔气液固三相分离装置

技术领域

本发明涉及一种分离器，属于地质和矿用技术领域，更确切的说是一种井下钻孔气液固三相分离装置。

背景技术

井下钻孔操作中经常会用到固液气三相分离装置，固液气三相分离装置的主要作用是将固体、液体和气体三种形态的物质进行分离，以便于将施工中产生的物质排出，保证施工和人员的安全。

现有的固液气三相分离装置只是简单地将固体、颗粒状原料通过滤网静置，然后液体在重力作用下与固体物质分离、气体较轻从上部导出。这种方法的固液气分离效率较低，处理后的固体、颗粒状原料往往还带有大量的水分，造成产品的品质较差。

如中国专利(申请公布号CN106368671A)公开了“一种高含硫天然气气液固三相分离装置及分离的方法”，该发明通过高含硫天然气气液固三相分离装置实现三相分离，高含硫天然气原料气在采气井口节流后，经弯管处流场变化，通过原料气出口进入高效液固捕集器，在高效液固捕集器内进入纳米陶瓷管组，经过高效脱液脱固后，气体经折流板组从捕集器原料气出口进入集输管网；脱出的液固混合物通过液固相排出管进入液固分离器，液固混合物中密度较大的固体被液固挡板隔断在液固分离器一侧，并通过固体浆料管由浆料抽取泵抽出；密度较小的液体到达液固挡板另一侧，经过纳米α氧化铝陶瓷板分离，液体部分到达分离器底部并由排液阀排出。该三相分离装置仍然采用固体和液体的物理力学性能实现自然分离，因此所能取得的固液气分离效果有限，导致所分离出的天然气品质较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下钻孔气液固三相分离装置，用于解决现有中固液气分离效果较差的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

井下钻孔气液固三相分离装置，包括机箱，所述机箱外侧上部连接进料管，进料管与机箱内部连通；机箱内侧设有二级筛选固液分离震动输送装置、旋转电机和数个弹簧；所述弹簧上端与第二固定框连接，第二固定框为方框形结构，第二固定框内安装第二滤网，所述第二固定框设在第一固定框下方，第一固定框通过多个柱状杆与第二固定框平行连接，所述第一固定框内安装第一滤网，第一固定框位于进料管的一侧高于其另一侧；所述旋转电机的输出轴端部连接传动板，传动板的一侧连接伸缩杆的下端，伸缩杆的上端连接轴承的内圈，轴承的外圈连接第二固定框，第二固定框的底部连接垂直振动电机，垂直振动电机的固定端与第二固定框连接，垂直振动电机的输出轴水平设置，垂直振动电机的输出轴端部连接偏心锤，轴承的中心轴与旋转电机输出轴平行；所述机箱内侧上部安装喷吹搅动固液分离器，所述喷吹搅动固液分离器包括变速箱，变速箱上安装步进电机，步进电机的输出轴与变速箱的输入轴连接，变速箱固定安装在与机箱内，变速箱的输出轴侧周安装两个或者两个以上的喷吹装置；所述喷吹装置包括旋转杆，旋转杆的一端与变速箱的输出轴连接，旋转杆的另一端连接导风筒，导风筒的下端开口，导风筒上端封口并安装风机，风机的输出轴穿过导风筒的上部封口端，风机的输出轴上安装数个扇叶，扇叶位于导风筒的内部，导风筒的下端安装金属网笼，金属网笼位于第一滤网的上方。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述第一固定框、第二固定框较低的一侧均安装漏斗。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述第一固定框、第二固定框的倾斜角为10度。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述第一滤网、第二滤网上均竖直安装数个排成一排的滤网挡板。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述金属网笼的底部安装数个拨动杆。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述机箱的底部安装出水管，出水管与机箱的内部相通。

如上所述的井下钻孔气液固三相分离装置，所述变速箱的输出轴垂直于第一滤网所在的平面。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明设置的二级筛选固液分离震动输送装置与喷吹搅动固液分离器，能够将二者的作用和效果相互结合。二级筛选固液分离震动输送装置能够对固体、颗粒状原料同时产生水平方向和垂直方向两种模式的震动，使固体、颗粒状原料能够获得水平和竖直方向的加速度，同时，第一固定框和第二固定框的旋转作用能够使附着在固体表面的液体产生较大的离心力，从而加速固体和液体分离的过程。

2、设置的喷吹搅动固液分离器能够在原料由二级筛选固液分离震动输送装置带动震动的同时，将原料搅拌，使原料加速碰撞，从而与离心力结合，加速液体与固体的分离，整个固液分离过程的效率大大提高，并且风机在金属网笼对原料进行搅拌的同时能够向原料进行喷吹操作，将附着在固体表面的液体吹下，由于风机与固体、颗粒状原料十分接近，可以有效去除附着在固体表面的液体，经过实际测试，本发明在相同时间内对原料的处理效率提高％以上，同时处理后的产品表面固体表面更加干燥。

3、本发明设置有第一滤网、第一固定框、第二滤网和第二固定框，第二滤网可以选用比第一滤网网孔小的滤网，从而可以接住由第一滤网掉落的固体、颗粒状原料碎屑，进行第二次固液分离，从而大大减少了碎屑混入到液体中，进一步提高了固液分离效率。

4、使用弹簧既能够将第二固定框固定在合适的高度，又能够方便旋转电机带动第二固定框震动；第一固定框与第二固定框距离料斗较近的一侧高于另一侧，可以方便原料利用重力自然经过第二滤网和第一滤网排出。

5、本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的Ⅰ部放大示意图；

图3是图1的Ⅱ部放大示意图；

图4是图2中A向放大示意图。

附图标记：1-滤网挡板，2-旋转电机，3-传动板，5-漏斗，6-弹簧，7-机箱，8-第一滤网，9-第一固定框，10-第二滤网，11-第二固定框，20-进料管，21-变速箱，22-旋转杆，23-出水管，24-偏心锤，25-垂直振动电机，26-风机，27-导风筒，28-扇叶，29-金属网笼，30-拨动杆，33-轴承，34-伸缩杆，36-步进电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本实施例一种井下钻孔气液固三相分离装置，包括机箱7，机箱7外侧上部开孔并固定安装进料管20，进料管20与机箱7内部连通，机箱7内侧安装有能够进行二级筛选的固液分离震动输送装置、旋转电机2和数个弹簧6，弹簧6的上端固定在第二固定框11四周，为了抬高弹簧6的高度，弹簧6的下端可安装支撑板或者支持杆。第二固定框11为方框形结构，第二固定框11内安装第二滤网10，第二滤网10与第二固定框11之间可以采用压接或者挂钩时，压接或挂接方式方便对第二滤网10进行更换。第二固定框11的上部连接第一固定框9，第一固定框9与第二固定框11之间通过柱状杆连接，即柱状杆的上下两端分别与第一固定框9、第二固定框11固定或活动连接。第一固定框9内安装第一滤网8，第一固定框9所在平面与第二固定框11所在平面平行，第一固定框9与第二固定框11距离进料管20较近的一侧高于另一侧，旋转电机2的输出轴端部连接传动板3，传动板3的一侧连接伸缩杆34，伸缩杆34的下端与传动板3连接，伸缩杆34的上端连接轴承33，轴承33的内圈与伸缩杆34的端部连接，轴承33的外圈连接第二固定框11，第二固定框11的底部连接垂直振动电机25，垂直振动电机25的固定端与第二固定框11连接，垂直振动电机25的输出轴处于水平状态，垂直振动电机25的输出轴端部连接偏心锤24，轴承33的中心轴与旋转电机2输出轴平行，机箱7内部上侧安装喷吹搅动固液分离器，喷吹搅动固液分离器包括变速箱21，变速箱21上安装步进电机36，步进电机36的输出轴与变速箱21的输入轴连接，变速箱21的侧部与机箱7连接，变速箱21的输出轴侧周安装两个或者两个以上喷吹装置，喷吹装置包括旋转杆22，旋转杆22的一端与变速箱21的输出轴连接，旋转杆22的另一端连接导风筒27，导风筒27为下端开口的筒体，导风筒27的上部封口端连接风机26，风机26的输出轴穿过导风筒27的上部封口端，风机26的输出轴上安装数个扇叶28，扇叶28位于导风筒27的内部，导风筒27的下部开口端连接金属网笼29，金属网笼29位于第一滤网8的上方。

具体而言，本装置使用时，进料管20将井下钻孔产生的气体、液体和固体一起引入机箱7内，经过分离后，液体从机箱7底部的出水管排出，而气体聚集在机箱7上部并可以从排气口导出，液体和固体通过二级筛选固液分离，同时结合固液分离震动输送装置与喷吹搅动固液分离器，二级筛选的固液分离震动输送装置能够对固体产生水平方向和垂直方向两种模式的震动，使固体能够获得水平和竖直方向的加速度，第一固定框9和第二固定框11的震动作用能够使附着在固体表面的液体产生较大的离心力，从而加速固体和液体分离的过程，提高分离胡效率，降低固体含水率。喷吹搅动固液分离器能够在固体由二级筛选固液分离震动输送装置带动震动的同时，将原料搅拌，使原料加速碰撞，从而与离心力结合，加速液体与固体的分离，整个固液分离过程的效率大大提高，并且风机26在金属网笼29对原料进行搅拌的同时能够向原料进行喷吹操作，将附着在固体表面的液体吹下，由于风机26与原料十分接近，可以有效去除附着在固体表面的液体。

经过实际试验监测，本发明在相同时间内对原料的处理效率提高45％以上，同时处理后的产品表面固体表面更加干燥。

如图1所示，本实施例中设置有第一滤网8、第一固定框9、第二滤网10和第二固定框11，第二滤网10可以选用比第一滤网8网孔小的滤网，以接住由第一滤网8掉落的固体碎屑，进行第二次固液分离，从而大大减少了固体碎屑混入到液体中，进一步提高了固液分离效率。

另外，设置胡弹簧6可将第二固定框11固定在合适的高度，又方便旋转电机2带动第二固定框11震动。将第一固定框9与第二固定框11靠近料斗12的一侧设置的较高，以方便利用重力将固体自然经过第二滤网10和第一滤网8排出。第一固定框9和第二固定框11较低的一侧均安装漏斗5，设置漏斗5可以将筛选后的固体集中，通过外接编织袋或其他收纳装置等集中存放。

如图1所示，本实施例中第一固定框9、第二固定框11为水平，两者间隔一定距离且倾斜角度均为10度，此倾斜角度下，固体经过第一滤网、第二滤网能获得更好的离心力。可以使原料以合适的速度经过，既能够保证原料的固液分离质量，又能够保证原料的筛选速度。

如图1所示，本实施例在第一滤网8和第二滤网10上均竖直安装数个排成一排的滤网挡板1。设置滤网挡板1可以适度阻拦沙土经过，又能够透过沙土，使沙土在撞击下将小粒度的沙土排下。

如图2所示，本实施例中在金属网笼29的底部安装数个拨动杆30。通过拨动杆30可以方便金属网笼29对原料进行搅拌。

如图1所示，本实施的变速箱21的输出轴垂直于第一滤网8所在平面。变速箱21的输出轴垂直于第一滤网8所在平面，可以方便金属网笼29沿着第一滤网8表面进行搅拌，避免金属网笼29与第一滤网8发生碰撞。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (7)

1.井下钻孔气液固三相分离装置，包括机箱(7)，其特征在于，所述机箱(7)外侧上部连接进料管(20)，进料管(20)与机箱(7)内部连通；机箱(7)内侧设有二级筛选固液分离震动输送装置、旋转电机(2)和数个弹簧(6)；所述弹簧(6)上端与第二固定框(11)连接，第二固定框(11)为方框形结构，第二固定框(11)内安装第二滤网(10)，所述第二固定框(11)设在第一固定框(9)下方，第一固定框(9)通过多个柱状杆与第二固定框(11)平行连接，所述第一固定框(9)内安装第一滤网(8)，第一固定框(9)位于进料管(20)的一侧高于其另一侧；所述旋转电机(2)的输出轴端部连接传动板(3)，传动板(3)的一侧连接伸缩杆(34)的下端，伸缩杆(34)的上端连接轴承(33)的内圈，轴承(33)的外圈连接第二固定框(11)，第二固定框(11)的底部连接垂直振动电机(25)，垂直振动电机(25)的固定端与第二固定框(11)连接，垂直振动电机(25)的输出轴水平设置，垂直振动电机(25)的输出轴端部连接偏心锤(24)，轴承(33)的中心轴与旋转电机(2)输出轴平行；所述机箱(7)内侧上部安装喷吹搅动固液分离器，所述喷吹搅动固液分离器包括变速箱(21)，变速箱(21)上安装步进电机(36)，步进电机(36)的输出轴与变速箱(21)的输入轴连接，变速箱(21)固定安装在与机箱(7)内，变速箱(21)的输出轴侧周安装两个或者两个以上的喷吹装置；所述喷吹装置包括旋转杆(22)，旋转杆(22)的一端与变速箱(21)的输出轴连接，旋转杆(22)的另一端连接导风筒(27)，导风筒(27)的下端开口，导风筒(27)上端封口并安装风机(26)，风机(26)的输出轴穿过导风筒(27)的上部封口端，风机(26)的输出轴上安装数个扇叶(28)，扇叶(28)位于导风筒(27)的内部，导风筒(27)的下端安装金属网笼(29)，金属网笼(29)位于第一滤网(8)的上方。

2.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于，所述第一固定框(9)、第二固定框(11)较低的一侧均安装漏斗(5)。

3.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于，所述第一固定框(9)、第二固定框(11)的倾斜角为10度。

4.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于，所述第一滤网(8)、第二滤网(10)上均竖直安装数个排成一排的滤网挡板(1)。

5.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于：所述金属网笼(29)的底部安装数个拨动杆(30)。

6.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于，所述机箱(7)的底部安装出水管(23)，出水管(23)与机箱(7)的内部相通。

7.根据权利要求1所述的井下钻孔气液固三相分离装置，其特征在于，所述变速箱(21)的输出轴垂直于第一滤网(8)所在的平面。