CN107812601A - 油气勘探洗砂作业机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了油气勘探洗砂作业机，包括外筒、转轴，所述外筒始端上方开设进砂口，末端开设出砂口，还包括注水三通、注水管、喷淋槽，所述转轴为喷淋转轴，设置在外筒中心，所述喷淋转轴外壁设置螺旋翼片，且喷淋转轴为中空管，喷淋转轴的轴管壁开设径向喷水通孔，所述喷淋转轴一端连接调速电机，另一端连通注水管，所述外筒为横置摆放，在外筒壁开设进水孔，所述喷淋槽压设在外筒外壁，且使喷淋槽底部开设的出水孔对准外筒壁开设的进水孔，所述注水三通同时连接来水管、注水管、喷淋槽进口。本发明在现场施工操作和日常应用中能够充分消除其上述多种不利因素，省时省力，解放了劳动力，节省了人工成本，保障了岩屑清洗的科学高效。

Description

油气勘探洗砂作业机

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探过程中的地质录井岩屑清洗作业领域，具体地说是油气勘探洗砂作业机。

背景技术

钻井液(行话称为泥浆)是指钻井过程中中使用的流体介质。钻井液可以是液体或气体，因此，钻井液应确切地称为钻井流体。钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液主要功用是：(1)清洁井底，携带岩屑；(2)冷却和润滑钻头及钻柱；(3)平衡井壁岩石侧压力；(4)平衡(控制)地层压力；(5)悬浮岩屑和加重剂；(6)在地面能沉除砂子和岩屑；(7)有效传递水力功率；(8)承受钻杆和套管的部分重力；(9)提供所钻地层的大量资料；(10)水力破碎岩石。

地质录井的工作离不开对岩石岩屑的观察和分析，这也是进行地层评价和油气资源评价的重要基础。从井下经钻井液携带返至地面的岩屑都附着钻井液污物，要对岩屑进行观察分析就必须将附着的污物用清水清洗干净，以还原地下岩石本色，所以，岩屑清洗成为地质录井现场的一项重要工作。岩石岩屑的常规清洗方式是一个盆、一根棍；但是，随着精细高效勘探的提出和不断深入，这种简单的岩石岩屑清洗方式已不再适合各种新的要求，亟待需要一种新型的岩屑清洗装置。

在地质录井的洗砂作业是一项简单而繁重的体力劳动。捞砂人员在钻井液振动筛的下方放置一个接砂盆，岩屑自振动筛上振落到捞砂盆内，在经过一个既定的迟到时间后，捞砂人员将捞砂盆的砂子端到一个大水罐处放水冲洗，并用一个搅拌棒反复搅拌。水脏后，捞砂人员要将水倒掉，然后再加清水清洗，如此反复，直到岩屑清洗干净。有的岩屑容易清洗，洗几遍后即可合乎要求；有的岩屑极不易清洗，甚至洗上十遍或二十几遍才能干净，在整个的清洗过程中捞砂人员付出极大的体力，风雨无阻。所以，捞砂洗砂成为地质捞砂人员的重体力劳动，归纳起来，存在以下几个方面的问题：

①占据劳动力，人工成本增加；

②作业风险大，交叉作业安全性低；

③工作效率低，岩屑清洗效果差；

④劳动强度高，不利于职业健康保护；

⑤洗砂污水难集中，污染环境；

⑥洗砂作业连续性差，不利于保护油气勘探效益；

⑦岩屑清洗作业自动化无法实现，达不到科学、规范的要求。

所以，油气勘探现场亟需一种能够自动洗砂的装置。

经过检索专利文献，申请号：201410674549.9申请日：2014-11-21公开了一种洗砂机及洗砂方法。洗砂机包括收集装置、旋流分离装置和脱水装置，还包括清洗装置，所述收集装置包括有清洗槽、进料管道、渣浆泵和离心泵，所述进料管道两端分别与清洗装置和洗砂槽连通，渣浆泵安装于进料管道上，离心泵进料口与收集槽连通、出料口通过管路与旋流分离装置连通。该种洗砂机使用时物料依次通过清洗装置、收集装置、旋流分离装置和脱水装置完成清洗。通过清洗装置将进入收集装置前的物料去除附着在砂表面泥土和盐碱等杂质，从而提高清洗效率；通过旋流分离装置进行泥砂分离，细砂回收率高；采用脱水筛使得洗砂后的砂得到有效的脱水，处理效果好。

申请号：201310411655.3申请日：2013-09-11公开了一种叶轮洗砂机。叶轮洗砂机是处理砂石和矿渣颗粒的洗选设备。洗石机采用流水刷洗式洗石方案，机制砂经破碎后一般会含有一定的杂质和灰尘，直接做为产品不能达到相关的行业标准，所以洗石机就成为制砂生产线上不可缺少的一环。本发明组成包括:洗砂池，所述的洗砂池上安装电机，所述的电机通过皮带连接到减速变速机，所述的减速变速机通过传动轴连接叶轮轴，所述的叶轮轴上安装有叶轮。本发明用于矿山洗砂。

申请号：201510378912.7申请日：2015-06-30公开了轮斗式洗砂机，包括洗砂机槽、叶轮，飞轮，电动机及减速轮，所述洗砂机槽侧面上端一侧设置有面板，所述面板上设置有电动机以及减速轮，所述电动机通过传动皮带与减速轮相连，所述减速轮通过传动皮带与飞轮相连，所述飞轮设置在叶轮上，所述叶轮设置在洗砂机槽中。本发明通过叶轮的设置，便于滤水去除杂质，运行稳定，所洗物料流失少、选洗效率高，故障少。

以上公开专利文献虽然也利用了清洗、叶轮、旋流等装置，但在整体技术方案、技术效果和解决的技术问题上都与本发明不相同。

发明内容

本发明的目的在于提供油气勘探洗砂作业机，在现场施工操作和日常应用中能够充分消除其上述多种不利因素，省时省力，解放了劳动力，节省了人工成本，保障了岩屑清洗的科学高效。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，油气勘探洗砂作业机，包括外筒、转轴，所述外筒始端上方开设进砂口，末端开设出砂口，还包括注水三通、注水管、喷淋槽，所述转轴为喷淋转轴，设置在外筒中心，所述喷淋转轴外壁设置螺旋翼片，且喷淋转轴为中空管，喷淋转轴的轴管壁开设径向喷水通孔，所述喷淋转轴一端连接调速电机，另一端连通注水管，所述外筒为横置摆放，在外筒壁开设进水孔，所述喷淋槽压设在外筒外壁，且使喷淋槽底部开设的出水孔对准外筒壁开设的进水孔，所述注水三通同时连接来水管、注水管、喷淋槽进口。

所述外筒的底部设置有排污口，所述喷淋转轴通过轴承及轴承座设置在外筒上。

所述外筒固定在支架上，支架上方设置有凹槽，该凹槽的弧面与外筒底部弧面相贴合。

所述凹槽上设置有用来连接固定住外筒的固定夹。

所述支架底部设置四个支撑脚，支撑脚为升降底座。

所述出砂口下方设置接砂盒，接砂盒固定在支架上。

所述接砂盒后端通过螺栓穿进支架内，然后用角度调整旋钮上在螺栓上，角度调整旋钮为调整螺丝。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

①解放了劳动力，降低了人工成本；

②消除了人工作业风险，不影响交叉作业安全；

③工作效率高，岩屑清洗效果佳；喷淋槽和喷淋转轴，内外共同作用，可以更高效，更彻底的洗砂。

④降低了人员劳动强度，有利于职业健康保护；

⑤洗砂污水得到集中，保护了施工作业环境；

⑥洗砂作业连续性高，有利于提高油气勘探效益；

⑦实现了岩屑清洗作业的自动化，达到了生产中科学规范化的要求。

油气勘探洗砂作业机在现场施工操作和日常应用中能够充分消除其上述多种不利因素,实现了洗砂作业的自动化，解放了劳动力，节省了人工成本，保障了岩屑清洗的科学高效。该装置安全可靠，方便应用，自动化程度高。

附图说明

图1为油气勘探洗砂作业机的结构示意图。

图中：喷淋转轴1、调速电机2、固定夹3、升降底座4、支架5、排污口6、接砂盒7、出砂口8、轴承9、注水管10、螺旋翼片11、喷淋槽12、注水三通13、进砂口14、外筒15、角度调整旋钮16。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如附图1所示，油气勘探洗砂作业机，包括外筒15、转轴，所述外筒始端上方开设进砂口14，末端开设出砂口8，还包括注水三通13、注水管10、喷淋槽12，所述转轴为喷淋转轴1，设置在外筒中心，所述喷淋转轴外壁设置螺旋翼片11，且喷淋转轴为中空管，喷淋转轴的轴管壁开设径向喷水通孔，所述喷淋转轴一端连接调速电机2，另一端连通注水管10，所述外筒为横置摆放，在外筒壁开设进水孔，所述喷淋槽12压设在外筒外壁，且使喷淋槽底部开设的出水孔对准外筒壁开设的进水孔，所述注水三通13同时连接来水管、注水管10、喷淋槽12进口。所述外筒的底部设置有排污口6，所述喷淋转轴通过轴承9及轴承座设置在外筒15上。

所述外筒固定在支架5上，支架上方设置有凹槽，该凹槽的弧面与外筒底部弧面相贴合。所述凹槽上设置有用来连接固定住外筒的固定夹3，固定夹3同时与支架和外筒连接固定。所述支架底部设置四个支撑脚，支撑脚为升降底座4。所述出砂口下方设置接砂盒7，接砂盒固定在支架上。所述接砂盒后端通过螺栓穿进支架内，然后用角度调整旋钮16上在螺栓上，角度调整旋钮为调整螺丝，上紧时，接砂盒就接近水平，放松螺丝，接砂盒就向下倾斜。

外筒。外筒为圆柱形，内径250mm×壁厚3mm×长1000mm。外筒的一端为封闭状，中部安装可调速电机，另一端为开放状，穿过两端为水平状的喷淋转轴。①喷淋转轴。喷淋转轴为管状，水平状穿过筒中间，内径40mm×壁厚5mm×长1000mm，和外筒长度相等。转轴的两端长100mm为封闭状，轴两端之间开喷淋孔。喷淋孔直径3mm，开孔方向和旋翼的走向相反，在两个旋翼间开6个喷淋孔，等距排列，水在压力作用下经三通注水口/开关进入转轴通过喷淋孔形成射流对翼片间的岩屑清洗。喷淋转轴的一端和可调速电机连接，另一端通过轴承及轴承座固定在外筒上，电机转动时带动转轴旋转。喷淋转轴和注水管联通，水在压力的作用下通过喷淋孔对岩屑进行清洗。喷淋孔的喷淋范围在有效长度内，对进砂口出不喷淋。②旋翼。螺旋翼片，翼片厚2mm×翼间距50mm，旋翼穿过喷淋转轴中间。旋翼在旋转时推动岩屑前移，在前移过程中得到清洗。③注水管。注水管提供水源，三通注水口在外筒的上方，为带有两个闸门三通管，管内径30mm×壁厚3mm。从水平控制闸门注水管在水平方向延伸至外筒一端和轴承快锁固定转轴连接；垂向控制闸门和喷淋槽连接。三通注水口/开关距离进砂口150mm。水平管长800mm，距离轴承快锁固定转轴高180mm。④喷淋槽。外筒的上方和旋翼间距对口开三排喷淋孔，每个旋翼片间纵向有三个喷淋孔，孔径3mm×孔间距5mm，水平方向上的孔距对应翼片中间。喷淋槽将喷淋孔密封扣接，槽长800mm，水在压力作用下经三通注水口/开关进入喷淋槽内通过喷淋孔形成射流对翼片间的岩屑清洗，喷淋槽的高度为20mm。⑤进砂口。在外筒上方开直径120mm口形成进砂口，进砂口坐高60mm。⑥出砂口。在旋翼的推送前移下，清洗后的岩屑经出砂口排出。⑦排污口。外筒的底部靠近出砂口110mm和180mm处设排污口两个，直径分别为50mm和30mm，清洗岩屑后的污水经排污口集中收集。⑧可调速电机。防爆电机，可调速，电机枢和喷淋转轴连接，带动转轴转动。

支架。外筒坐落在支架上，支架中间为凹槽，凹槽深度50mm。支架高500mm×上宽350mm×下宽500mm×长900mm，梯形。支架用槽钢，支架的凹槽用来坐落外筒，通过两侧的固定夹固定。支架一侧高300mm处，外筒出砂口的下方设接砂盒一个。①接砂盒。接砂盒为正方形，长300mm×宽300mm，两侧有凸缘，凸缘高50mm，底板为孔板，孔径2mm，成不规则排列。接砂盒为一悬挂盒，通过支架槽钢有调整旋钮，追进杆连接凸缘一端，旋转调整旋钮则追进丝扣，接砂盒的仰角则变化。②升降底座。升降底座为旋丝状，转动则可追进调整底座高度。

岩屑从进砂口进入，在旋翼的作用下前移，前移过程中同时受到喷淋槽和喷淋转轴水射流的清洗，最后经出砂口排出到接砂盒中。喷淋槽和喷淋转轴共同作用，可以更高效，更彻底的洗砂。

油气勘探洗砂作业机在现场施工操作和日常应用中能够充分消除其上述多种不利因素,实现了洗砂作业的自动化，解放了劳动力，节省了人工成本，保障了岩屑清洗的科学高效。该装置安全可靠，方便应用，自动化程度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (7)

1.油气勘探洗砂作业机，包括外筒、转轴，所述外筒始端上方开设进砂口，末端开设出砂口，其特征在于，还包括注水三通、注水管、喷淋槽，所述转轴为喷淋转轴，设置在外筒中心，所述喷淋转轴外壁设置螺旋翼片，且喷淋转轴为中空管，喷淋转轴的轴管壁开设径向喷水通孔，所述喷淋转轴一端连接调速电机，另一端连通注水管，所述外筒为横置摆放，在外筒壁开设进水孔，所述喷淋槽压设在外筒外壁，且使喷淋槽底部开设的出水孔对准外筒壁开设的进水孔，所述注水三通同时连接来水管、注水管、喷淋槽进口。

2.根据权利要求1所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述外筒的底部设置有排污口，所述喷淋转轴通过轴承及轴承座设置在外筒上。

3.根据权利要求1或2所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述外筒固定在支架上，支架上方设置有凹槽，该凹槽的弧面与外筒底部弧面相贴合。

4.根据权利要求3所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述凹槽上设置有用来连接固定住外筒的固定夹。

5.根据权利要求3所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述支架底部设置四个支撑脚，支撑脚为升降底座。

6.根据权利要求3所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述出砂口下方设置接砂盒，接砂盒固定在支架上。

7.根据权利要求3所述的油气勘探洗砂作业机，其特征在于，所述接砂盒后端通过螺栓穿进支架内，然后用角度调整旋钮上在螺栓上，角度调整旋钮为调整螺丝。