CN108343391A - 一种滚筒式的钻屑处理热分离结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田环境保护领域，具体提供了一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分。钻屑通过钻屑进口进入由热分离外筒体内壁和热分离滚筒体外壁构成的热分离区域，热分离滚筒体在动力端的带动下旋转，使得热分离区域中的钻屑与热磨体不断研磨并持续升温以使钻屑中的液相挥发，挥发产生的热解气经筛网滤掉固相后，由热解气进口进入到积气腔中，并由流道形状为截面积减小的锥形热解气出口加速排出，固相由残渣出口排出。本发明很好地解决了其他传统钻屑处理方法存在的缺点和不足，具有资源化处理钻屑、处理效率高、占地面积小的优点，满足油气田绿色开发的环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，属于油气田环境保护领域。
背景技术
随着环保意识的增强和环保压力的增大，油气企业对以钻屑为主的油气田固体废物的处理提出了更高更苛刻的要求。钻屑根据所含钻井液的不同，可以分为水基钻屑和油基钻屑，两者都将对油气田环境造成不良影响，特别是油基钻屑，其已被国家列为危险固体废物。资源化处理钻屑已经成为油气田开发的关键环保问题之一。
目前，国内油气开发现场的钻屑处理以固化、填埋、焚烧为主，不仅处理费用高，而且存在环境污染隐患，同时浪费了大量的油液资源。此外，油基钻井液被大量使用在油气开发的热点领域—以四川盆地为主的页岩气开发、以深海为开发趋势的海上油气开发，而这些领域均存在开发场地小、效率要求高的处理要求，传统的钻屑处理方法已无法满足这些严苛的处理要求。因此，发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，以资源化处理各类钻屑并满足各种严苛的处理要求，对绿色开发油气田以及保证油气企业可持续发展都有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，以期解决油气勘探过程中的钻屑处理问题，满足对油气田环境保护的需要。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分。
所述热分离外筒包括热分离外筒体、钻屑进口、残渣出口；钻屑进口焊接在热分离外筒体的上方；残渣出口焊接在热分离外筒体的下方。
所述热分离滚筒包括热分离滚筒体、筛网，热分离滚筒体包括动力端、热磨体、热解气进口、积气腔、热解气出口，筛网焊接在每个热解气进口处；热分离滚筒体左侧为动力端；热磨体的材料为耐磨性良好的硬质合金，且热磨体堆焊在热分离滚筒体的外壁上；热分离滚筒体上开有热解气进口，且热解气进口呈长条状，沿热分离滚筒体的轴向和周向均匀分布，根据钻屑类型与处理量以决定热解气进口的分布数量；热分离滚筒体的内腔为积气腔，且在积气腔的右侧开有流道形状为截面积减小的锥形热解气出口。
所述热分离辅助结构包括隔离连接体、轴承、密封垫，隔离连接体通过螺栓与热分离外筒体联接；轴承分别套装在热分离滚筒体两端；密封垫固定在热分离滚筒体与热分离外筒体的接触处和热分离滚筒体与隔离连接体的接触处。
本发明具有的有益效果是：(1)本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，采用紧凑设计，占地面积小，不仅可以用于常规油气勘探现场，也适用于丘陵地区的页岩气钻井和海上油气资源的开发；(2)本发明采用的热磨体研磨生热机制，可以破碎钻屑以减小液相的扩散距离，提高了液相的热分离效率；(3)本发明所使用的热磨体轴向、周向布置方式，增大了钻屑的热处理作用面积，提高了钻屑的处理效率；(4)本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，不仅可以处理水基钻屑，更能处理环境威胁极大的油基钻屑，同时回收油基钻屑中的油液，实现资源回收。
附图说明：
图1为本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构的主视图。
图2为筛网的等轴测图。
图3为热分离滚筒体的全剖视图。
图4为热分离滚筒体的等轴测图。
图中：1-热分离外筒体；2-钻屑进口；3-隔离连接体；4-轴承；5-密封垫；6-螺栓；7-残渣出口；8-筛网；9-热分离滚筒体；10-动力端；11-热解气进口；12-积气腔；13-热解气出口；14-热磨体。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分。
所述热分离外筒包括热分离外筒体1、钻屑进口2、残渣出口7；钻屑进口2焊接在热分离外筒体1的上方；残渣出口7焊接在热分离外筒体1的下方。
所述热分离滚筒包括热分离滚筒体9、筛网8，热分离滚筒体9包括动力端10、热磨体14、热解气进口11、积气腔12、热解气出口13，筛网8焊接在每个热解气进口11处；热分离滚筒体9左侧为动力端10；热磨体14的材料为耐磨性良好的硬质合金，且热磨体14堆焊在热分离滚筒体9的外壁上；热分离滚筒体9上开有热解气进口11，且热解气进口11呈长条状，沿热分离滚筒体9的轴向和周向均匀分布，根据钻屑类型与处理量以决定热解气进口11的分布数量；热分离滚筒体9的内腔为积气腔12，且在积气腔12的右侧开有流道形状为截面积减小的锥形热解气出口13。
所述热分离辅助结构包括隔离连接体3、轴承4、密封垫5，隔离连接体3通过螺栓6与热分离外筒体1联接；轴承4分别套装在热分离滚筒体9两端；密封垫5固定在热分离滚筒体9与热分离外筒体1的接触处和热分离滚筒体9与隔离连接体3的接触处。
本发明一种滚筒式的钻屑处理热分离结构的工作过程如下：
关闭残渣出口7，钻屑通过钻屑进口2进入由热分离外筒体1内壁和热分离滚筒体9外壁构成的热分离区域，当钻屑的进料量达到设计值时，关闭钻屑进口2；热分离滚筒体9在动力端10的带动下旋转，使得热分离区域中的钻屑与热磨体14不断研磨并持续升温；若钻屑为水基钻屑，则控制动力端10的转速使热分离区域升温至110℃，使得钻屑中的水可以充分挥发；若钻屑为油基钻屑，则控制动力端10的转速使热分离区域升温至相应油液的挥发温度，使得钻屑中的油液和水均可以充分挥发；挥发产生的热解气由热解气进口11进入到积气腔12中，并由热解气出口13排出，在这一过程中，筛网8会筛分掉热解气中混杂的大粒径固相残渣，而流道形状为截面积减小的锥形热解气出口13将加快热解气流的流速，以加速热解气的排出；当钻屑的处理时间达到6～14min(根据钻屑种类进行选择)，钻屑液相热分离完毕，打开残渣出口7，排出处理后的固相残渣，完成一个工作周期的钻屑处理；在钻屑热处理的过程中，密封垫5和隔离连接体3隔开了外部环境和热分离区域，以防止钻屑、残渣、热解气的溢出，并避免外部环境中的空气进入而带来的油气闪爆风险，而轴承4则起到了支撑热分离滚筒体9的作用。
Claims (2)
1.一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分，其特征在于：所述热分离外筒包括热分离外筒体(1)、钻屑进口(2)、残渣出口(7)；钻屑进口(2)焊接在热分离外筒体(1)的上方；残渣出口(7)焊接在热分离外筒体(1)的下方；所述热分离滚筒包括热分离滚筒体(9)、筛网(8)，热分离滚筒体(9)包括动力端(10)、热磨体(14)、热解气进口(11)、积气腔(12)、热解气出口(13)，筛网(8)焊接在每个热解气进口(11)处；热分离滚筒体(9)左侧为动力端(10)；热磨体(14)的材料为耐磨性良好的硬质合金，且热磨体(14)堆焊在热分离滚筒体(9)的外壁上；热分离滚筒体(9)上开有热解气进口(11)，且热解气进口(11)呈长条状，沿热分离滚筒体(9)的轴向和周向均匀分布，根据钻屑类型与处理量以决定热解气进口(11)的分布数量；热分离滚筒体(9)的内腔为积气腔(12)，且在积气腔(12)的右侧开有流道形状为截面积减小的锥形热解气出口(13)；所述热分离辅助结构包括隔离连接体(3)、轴承(4)、密封垫(5)，隔离连接体(3)通过螺栓(6)与热分离外筒体(1)联接；轴承(4)分别套装在热分离滚筒体(9)两端；密封垫(5)固定在热分离滚筒体(9)与热分离外筒体(1)的接触处和热分离滚筒体(9)与隔离连接体(3)的接触处。
2.根据权利要求1所述的一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，其特征在于：热分离滚筒体(9)在动力端(10)的带动下旋转，使得热分离区域中的钻屑与热磨体(14)不断研磨并持续升温；若钻屑为水基钻屑，则控制动力端(10)的转速使热分离区域升温至110℃，使得钻屑中的水可以充分挥发；若钻屑为油基钻屑，则控制动力端(10)的转速使热分离区域升温至相应油液的挥发温度，使得钻屑中的油液和水均可以充分挥发；挥发产生的热解气由热解气进口(11)进入到积气腔(12)中，并由流道形状为截面积减小的锥形热解气出口(13)加速排出。
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