CN108974947A - 一种钻井平台钻屑输送装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井平台钻屑输送装置及其控制方法，该装置包括：进料斗，用于收集钻屑；振动装置，安装在进料斗上；输送罐，位于进料斗的下方，输送罐的进口与进料斗的出料口通过可开闭的第一阀门相连接，输送罐的出口安装有可开闭的第二阀门；进气管，与输送罐相连接，用于向输送罐内供入压力气体；出料口通气管，连接在输送罐的出料口侧壁上，用于自出料口向外吹送压力气体；和排气管，一端与输送罐相连接、另一端连接有排气阀。该装置采用正压密闭输送方式，实现长距离、大落差爬高输送，大幅提升自动化程度，降低污染物滴漏风险。

Description

一种钻井平台钻屑输送装置及其控制方法

技术领域

本文涉及钻井平台设备技术领域，尤指一种钻井平台钻屑输送装置和一种钻井平台钻屑输送装置的控制方法。

背景技术

在油气田开发钻井作业时，井筒里的钻屑会随着钻井液的循环被带回地面。携带钻屑的钻井液经过固控系统(包括振动筛和离心机)固液分离。分离后的固相(即：钻屑)需要通过一套传输装置，输送到指定位置进行排放或者收集。目前国内石油行业针对钻屑传输的普遍做法是采用非密闭传输方式，例如螺旋输送、传输带输送。但是，随着石油行业环保要求的提升和泥浆不落地作业模式的推广，非密闭传输方式已经满足不了使用要求。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种钻井平台钻屑输送装置，采用正压密闭输送方式，实现长距离、大落差爬高输送，大幅提升自动化程度，降低污染物滴漏风险。

本发明提供的钻井平台钻屑输送装置，包括：进料斗，用于收集钻屑；振动装置，安装在所述进料斗上；输送罐，位于所述进料斗的下方，所述输送罐的进口与所述进料斗的出料口通过可开闭的第一阀门相连接，所述输送罐的出口安装有可开闭的第二阀门；进气管，与所述输送罐相连接，用于向所述输送罐内供入压力气体；出料口通气管，连接在所述输送罐的出料口侧壁上，用于自所述出料口向外吹送压力气体；和排气管，一端与所述输送罐相连接、另一端连接有排气阀。

可选地，所述进料斗和输送罐的内壁面上均设有用于辅助下料的吹扫气嘴。

可选地，所述钻井平台钻屑输送装置还包括：控制装置，所述进气管、所述出料口通气管和所述吹扫气嘴均连接有开关阀，所述排气管上连接有压力传感器，所述进料斗上设置有料位传感器，多个所述开关阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述排气阀、所述压力传感器和所述料位传感器均与所述控制装置电连接。

可选地，所述吹扫气嘴包括外壳、推杆和弹簧，所述外壳上形成有过气通道，所述推杆可移动地穿装在所述过气通道上、用以打开和关闭所述过气通道，所述弹簧安装在所述外壳和所述推杆之间，用于复位所述推杆。

可选地，所述进料斗和所述输送罐中的吹扫气嘴均为3～6个。

可选地，所述进料斗为锥形斗，所述振动装置安装在所述锥形斗的外侧面上，所述控制装置上设置有操作面板。

可选地，所述第一阀门和所述第二阀门均为隔离阀，所述隔离阀包括阀座、阀板和密封囊，所述阀座上形成有过料通道，所述阀板可转动地安装在所述过料通道内，所述密封囊安装在所述过料通道内，用于与所述阀板相配合来密封所述过料通道。

可选地，所述进料斗的进料口处设置有进料圆筒，所述进料圆筒与所述进料斗的进料口之间、以及所述进料斗的出料口和所述输送罐的进口之间均设置有隔振套。

可选地，所述钻井平台钻屑输送装置还包括：框架，所述进料斗和所述输送罐均安装在所述框架上，所述振动装置安装在所述进料斗的外侧面上。

本发明提供的钻井平台钻屑输送装置的控制方法，包括：

打开排气阀、第一阀门和振动装置，关闭第二阀门，使进料斗内收集的钻屑下落至输送罐内；

待钻屑进入输送罐后，关闭排气阀、第一阀门和振动装置，打开第二阀门，进气管和出料口通气管通入压力气体，通过压力气体将输送罐内的钻屑自输送罐的出料口向外传输。

与现有技术相比，本发明提供的钻井平台钻屑输送装置，采用正压密闭输送方式，实现长距离、大落差爬高输送，大幅提升自动化程度，降低污染物滴漏风险。

进一步地，通过控制装置自动化控制，提高了设备自动化程度、降低了作业人员工作强度、改善了作业环境、增强了爬高输送效率、减少了设备占用面积、实现最大程度的环保要求。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述钻井平台钻屑输送装置的结构示意图。

图2为图1中进料斗的结构示意图。

图3为图1中输送罐的结构示意图。

图4为图3中进料隔离阀的结构示意图。

图5为图4的剖视结构示意图。

图6为图3中出料隔离阀和出料口通气管相组装后的结构示意图。

图7为图6的剖视结构示意图。

图8为吹扫气嘴的结构是示意图。

图9为图8的剖视结构示意图。

其中，图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、进料斗，2、振动装置，3、控制装置，4、进料斗吹扫气嘴，5、进气管，6、输送罐，7、压力传感器，8、进料隔震套，9、出料隔震套，10、料位传感器，11、进料隔离阀，12、出料隔离阀，13、输送罐吹扫气嘴，14、排气阀，15、进料阀板，16、进料密封胶囊，17、出料阀板，18、出料密封囊，19、出料口通气管，20、外壳，21、推杆，22、弹簧，23、框架，24、进料圆筒。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图9所示，本发明提供的钻井平台钻屑输送装置，包括框架23、进料斗1、振动装置2、输送罐6、进气管5、压力传感器7和控制装置3，控制装置3设置在框架23的一侧，进料斗1用于接收待输送材料(即：钻屑)，且进料斗1设置在框架23内，进料斗1的进料口设有进料圆筒24，进料圆筒24的内壁上设有料位传感器10，振动装置2设置在进料斗1的外壁上，进料斗1的出料口与输送罐6的进口连接，且输送罐6的进口处设有进料隔离阀11，输送罐6的出口处设有出料隔离阀12，进气管5固定在输送罐6的外壁上，并且进气管的一端伸入输送罐6内，输送罐6上部设有排气阀14和压力传感器7，压力传感器7、振动装置2、料位传感器10、进料隔离阀11、出料隔离阀12均与控制装置3电连接。

在上述技术方案中，如图2所示，进料圆筒24与进料斗1之间设有进料隔震套8，进料斗1与输送罐6之间设有出料隔震套9。

在上述技术发方案中，如图3所示，进料斗1和输送罐6的内壁上均设有用于辅助下料的吹扫气嘴，分别是进料斗吹扫气嘴4和输送罐吹扫气嘴13。

在上述技术方案中，如图8和图9所示，吹扫气嘴包括外壳20、推杆21和弹簧22，推杆21和弹簧22安装在外壳20中，且弹簧22套设在推杆21外。在需要吹扫时在外接压力气体的作用下推动推杆21压缩弹簧22开启气嘴；当供气中断时，在弹簧22的作用下推杆21将气嘴密封。

在上述技术方案中，如图3所示，进料斗1和输送罐6中吹扫气嘴的数量均为多个，如均为3～6个。

在上述技术方案中，如图1、图6和图7所示，出料隔离阀12处设有出料口通气管19。出料口通气管19可以辅助出料口出料，防止钻屑在出料口处堆积压实。进气管5、出料口通气管19和进料斗吹扫气嘴4和输送罐吹扫气嘴13均连接有开关阀，开关阀与控制装置电连接。

在上述技术方案中，如图4和图5所示，进料隔离阀11包括进料阀座、进料阀板15和进料密封囊16，进料密封囊16设置在进料阀板15的上部，进料阀板15为弧面结构。当进料阀板15关闭到位后，进料密封囊16充气将进料阀板15压紧实现密封，在进料阀板15开启前，进料密封囊16排气与进料阀板15松开，进料阀板15可以自由旋转，可以是通过步进电机驱动，步进电机与控制装置电连接。

在上述技术方案中，如图6和图7所示，出料隔离阀12包括出料阀座、出料阀板17和出料密封囊18，出料密封囊18设置在出料阀板17的端部，且出料阀板17为弧面结构。当出料阀板17关闭到位后，出料密封囊18充气将出料阀板17压紧实现密封；在出料阀板17开启前，出料密封囊18排气与出料阀板17松开，出料阀板17可以自由旋转；出料口了连接有排出管，在排出管侧壁上连接有出料口通气管19，当出料隔离阀12打开是，出料口通气管19和进气管5通过打开各自的开关阀来通入压力气体，辅助钻屑运输。开关阀可以是电磁阀等，与气泵相连接。

在上述技术方案中，框架23上设有用于手动操作的控制面板(图中未画出)，控制面板与控制装置3电连接。

在上述技术方案中，如图1所示，进料斗1为上大下小的锥形斗。

本发明提供的钻井平台钻屑输送装置的控制方法，包括：

打开排气阀、第一阀门和振动装置，关闭第二阀门，使进料斗内收集的钻屑下落至输送罐内；

待钻屑进入输送罐后，关闭排气阀、第一阀门和振动装置，打开第二阀门，进气管和出料口通气管通入压力气体，通过压力气体将输送罐内的钻屑自输送罐的出料口向外传输。

通过自动化闭环控制，提高了设备自动化程度、降低了作业人员工作强度、改善了作业环境、增强了爬高输送效率、减少了设备占用面积、实现最大程度的环保要求。

钻井平台钻屑输送装置的工作过程为：

岩屑进入进料斗1，当岩屑填满进料斗1，输送罐6内的压力低于设定压力时，压力传感器7测得的数据传送给控制装置3，排气阀14打开，排出输送罐6内的空气，出料隔离阀12关闭，控制装置3控制进料隔离阀11周期性的循环开启，钻屑在重力作用下进入输送罐6中，振动装置2启动促进物料进入输送罐6，在进料斗1的底部有进料斗吹扫气嘴4来进一步辅助排出钻屑进入输送罐6；

在定时延迟之后，振动单元2停止，同时或经过很短的延迟后，进料隔离阀11关闭，当进料隔离阀11关闭并密封后，将有一个短暂的延迟，以允许出料隔离阀12完全打开，排气阀14和振动装置2关闭，同时通过进气管5和出料口通气管19将压力空气引入输送罐6内，通过压力气体输送钻屑，钻屑将从输送罐6的出口排入管道，并被运送到接收点，短脉冲的空气也将通过输送罐吹扫气嘴13以固定的时间间隔引入输送罐6，以帮助钻屑在输送期间平稳地排出；

当钻屑已经排出并且输送罐6已经排空时，输送罐6内输送压力下降，表明输送的大部分有用工作已经完成，进气管5和出料口通气管19停止输送压力空气，排气阀14打开。当输送罐6内的输送压力完全衰减时单次循环完成。

待压力完全衰减后，压力传感器7触发控制装置3开启进料隔离阀11、关闭出料隔离阀12，进行新的循环。

其中，振动装置2关闭以防止进料斗1中的钻屑的“运动”和压实可能。另外，在本装置使用一段时间后，可以通过将钻屑换成冲洗液，然后正常运行该装置，即可对本装置进行自动清洗，节约了劳动力，而且清洗速度快，效果好。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，包括：

进料斗，用于收集钻屑；

振动装置，安装在所述进料斗上；

输送罐，位于所述进料斗的下方，所述输送罐的进口与所述进料斗的出料口通过可开闭的第一阀门相连接，所述输送罐的出口安装有可开闭的第二阀门；

进气管，与所述输送罐相连接，用于向所述输送罐内供入压力气体；

出料口通气管，连接在所述输送罐的出料口侧壁上，用于自所述出料口向外吹送压力气体；和

排气管，一端与所述输送罐相连接、另一端连接有排气阀。

2.根据权利要求1所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，所述进料斗和输送罐的内壁面上均设有用于辅助下料的吹扫气嘴。

3.根据权利要求2所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，还包括：

控制装置，所述进气管、所述出料口通气管和所述吹扫气嘴均连接有开关阀，所述排气管上连接有压力传感器，所述进料斗上设置有料位传感器，多个所述开关阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述排气阀、所述压力传感器和所述料位传感器均与所述控制装置电连接。

4.根据权利要求2或3所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，所述吹扫气嘴包括外壳、推杆和弹簧，所述外壳上形成有过气通道，所述推杆可移动地穿装在所述过气通道上、用以打开和关闭所述过气通道，所述弹簧安装在所述外壳和所述推杆之间，用于复位所述推杆。

5.根据权利要求2或3所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，所述进料斗和所述输送罐中的吹扫气嘴均为3～6个。

6.根据权利要求3所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，所述进料斗为锥形斗，所述振动装置安装在所述锥形斗的外侧面上，所述控制装置上设置有操作面板。

7.根据权利要求1所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，

所述第一阀门和所述第二阀门均为隔离阀，所述隔离阀包括阀座、阀板和密封囊，所述阀座上形成有过料通道，所述阀板可转动地安装在所述过料通道内，所述密封囊安装在所述过料通道内，用于与所述阀板相配合来密封所述过料通道。

8.根据权利要求1所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，所述进料斗的进料口处设置有进料圆筒，所述进料圆筒与所述进料斗的进料口之间、以及所述进料斗的出料口和所述输送罐的进口之间均设置有隔振套。

9.根据权利要求1所述的钻井平台钻屑输送装置，其特征在于，还包括：

框架，所述进料斗和所述输送罐均安装在所述框架上，所述振动装置安装在所述进料斗的外侧面上。

10.一种钻井平台钻屑输送装置的控制方法，其特征在于，包括：

打开排气阀、第一阀门和振动装置，关闭第二阀门，使进料斗内收集的钻屑下落至输送罐内；

待钻屑进入输送罐后，关闭排气阀、第一阀门和振动装置，打开第二阀门，进气管和出料口通气管通入压力气体，通过压力气体将输送罐内的钻屑自输送罐的出料口向外传输。