CN110116055A - 一种多功能离心机 - Google Patents
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Abstract
一种多功能离心机,包括底座、爬犁总成、滚筒总成、箱体总成、进浆管总成、支撑架总成、主电机、副电机、主电机皮带和副电机皮带,所述的滚筒总成通过爬犁总成固定安装在底座上,所述的进浆管总成通过支撑架总成固定安装在底座上;所述滚筒总成包括直滚筒、锥滚筒、输送器、螺旋叶片、皮带轮、大端法兰轴、轴承座、输入轴、排渣孔、差速器、溢流口、进浆口和小端法兰轴,所述的直滚筒和锥滚筒设置在箱体总成的内部,在箱体总成上设置有对直滚筒和锥滚筒外侧进行清洗的喷淋装置,该控制钻井液的密度、粘度、降低钻井液的固相含量,清除有害固相或回收重晶石,提高钻井速度,提高了工作效率,降低了运行成本,延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及石油装备技术领域,具体地说就是一种多功能离心机,主要应用在钻井液的固液分离。
背景技术
离心机主要用于控制钻井液的密度、粘度、降低钻井液的固相含量;清除有害固相或回收重晶石,以及对旋流器底流进行二次回收利用保证钻井液的优良性,提高钻井速度,经离心机处理的钻井液,不但控制了密度、粘度、而且使其含沙量大大降低,从而减轻了钻井设备的使用寿命,可以收到明显的经济效益和社会效益。
卧式螺旋卸料沉降钻井液离心机是对钻井液进行固液分离的专用设备,结合当前石油钻井实际需要而研制的新一代大处理量高速钻井液分离设备,最大处理量可达 90 m³/h,该产品分离因数高,处理钻井液固相颗粒最小可达2.5μm,保证钻井液质量满足钻井工艺要求的同时缩短了钻井液的处理时间,提高了钻井队的钻井效率,该型离心机在输送器叶片上镶嵌了硬质合金块,使用寿命比普通喷涂提高了2-3倍。
目前的离心机在作业中工作效率较低,离心机对钻井液的固液分离时的效果不好,导致处理的钻井液含沙量较高,而且在离心机长期使用中容易造成损坏,缩短了离心机的使用寿命,提高成本,而且维修成本高,影响整个钻井效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能离心机,该控制钻井液的密度、粘度、降低钻井液的固相含量,清除有害固相或回收重晶石,以及对旋流器底流进行二次回收利用保证钻井液的优良性,提高钻井速度,提高了工作效率,降低了运行成本,延长使用寿命。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种多功能离心机,包括底座1、爬犁总成2、滚筒总成3、箱体总成4、进浆管总成5、支撑架总成6、主电机7、副电机8、主电机皮带9和副电机皮带10,所述的滚筒总成3通过爬犁总成2固定安装在底座1上,所述的进浆管总成5通过支撑架总成6固定安装在底座1上;
所述滚筒总成3包括直滚筒3-1、锥滚筒3-2、输送器3-3、螺旋叶片3-4、皮带轮3-5、大端法兰轴3-6、轴承座3-7、输入轴3-8、排渣孔3-9、差速器3-10、溢流口3-11、进浆口3-12和小端法兰轴3-13,所述的直滚筒3-1一端通过螺栓与锥滚筒3-2固定连接,直滚筒3-1的另一侧通过螺栓与大端法兰轴3-6固定连接,所述的大端法兰轴3-6一端与皮带轮3-5键连接,所述的小端法兰轴3-13通过螺栓与锥滚筒3-2固定连接,所述的小端法兰轴3-13一端与差速器3-10连接,所述的输送器3-3设置在直滚筒3-1和锥滚筒3-2内部,在所述的输送器3-3外侧设置有均匀分布的螺旋叶片3-4,所述的输送器3-3与输入轴3-8固定连接,所述的输入轴3-8与差速器3-10连接;
所述的直滚筒3-1和锥滚筒3-2设置在箱体总成3的内部,在箱体总成3上设置有对直滚筒3-1和锥滚筒3-2外侧进行清洗的喷淋装置。
作为优化,所述的箱体总成4包括箱盖4-1、下箱体4-2和设置在箱盖4-1上的喷淋装置,所述的喷淋装置包括进水管4-5、进水开关4-6和喷淋管4-7,所述的下箱体4-2的下端设置有出浆口4-3和排渣口4-4。
作为优化,所述的大端法兰轴3-6与直滚筒3-1连接端设置有出浆的溢流孔3-12,所述的溢流孔3-12圆周均匀分布,所述的溢流孔3-12靠近下箱体4-2上的出浆口4-3。
作为优化,所述的锥滚筒3-2的小径端设置有排渣的排渣孔3-9,所述的排渣孔3-9下端对应下箱体4-2上的排渣口4-4。
作为优化,所述的进浆总成5中的进浆管11穿过大端法兰轴3-6设置在输送器3-3内部,在输送器3-3上设置有均匀分布的进浆孔3-12。
作为优化,所述的大端法兰轴3-6通过轴承固定安装在轴承座3-7上,所述的小端法兰轴3-13通过轴承安装在轴承座上,所述的轴承座固定安装在爬犁总成2上。
作为优化,所述的螺旋叶片3-4焊接在输送器3-3的外圆周上,并且所述的螺旋叶片3-4与直滚筒3-1和锥滚筒3-2之间间隔设置,在螺旋叶片3-4镶嵌硬质合金块。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的一种多功能离心机,分离因数高,处理钻井液固相颗粒最小可达2.5μm,保证钻井液质量满足钻井工艺要求的同时缩短了钻井液的处理时间;提高了钻井作业的钻井效率,并且在输送器螺旋叶片上镶嵌硬质合金块,使用寿命比普通离心机提高了2-3倍,经本离心机处理的钻井液,有效控制了密度、粘度,而且使其含沙量大大降低,从而延长了钻井设备的使用寿命,设计合理,适应性强,处理量大,操作简单,维护方便。
附图说明
图1为本发明总体结构图;
图2为本发明俯视图;
图3为本发明滚筒总成剖视图;
图4为本发明箱体总成剖视图;
其中,1底座、2爬犁总成、3滚筒总成、3-1直滚筒、3-2锥滚筒、3-3输送器、3-4螺旋叶片、3-5皮带轮、3-6大端法兰轴、3-7轴承座、3-8输入轴、3-9排渣孔、3-10差速器、3-11溢流孔、3-12进浆孔、3-13小端法兰轴、4箱体总成、4-1箱盖、4-2下箱体、4-3出浆口、4-4排渣口、4-5进水管、4-6进水开关、4-7喷淋管、5进浆管总成、6支撑架总成、7主电机、8副电机、9主电机皮带、10副电机皮带、11进浆管。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和3所示实施例中,一种多功能离心机,包括底座1、爬犁总成2、滚筒总成3、箱体总成4、进浆管总成5、支撑架总成6、主电机7、副电机8、主电机皮带9和副电机皮带10,所述的滚筒总成3通过爬犁总成2固定安装在底座1上,所述的进浆管总成5通过支撑架总成6固定安装在底座1上;
爬犁总成是实现对滚筒总成的支撑作用,并且在爬犁总成上设置减震装置,在离心机作业时,通过减震装置实现减震效果,有效起到对滚筒总成的保护,主电机通过主电机皮带与皮带轮连接,带动直滚筒和锥滚筒旋转,副电机通过副电机皮带与图1中右侧的皮带轮连接,图1中右侧的皮带轮是与输送器连接的,实现对输送器的旋转。
所述滚筒总成3包括直滚筒3-1、锥滚筒3-2、输送器3-3、螺旋叶片3-4、皮带轮3-5、大端法兰轴3-6、轴承座3-7、输入轴3-8、排渣孔3-9、差速器3-10、溢流口3-11、进浆口3-12和小端法兰轴3-13,所述的直滚筒3-1一端通过螺栓与锥滚筒3-2固定连接,直滚筒3-1的另一侧通过螺栓与大端法兰轴3-6固定连接,所述的大端法兰轴3-6一端与皮带轮3-5键连接,所述的小端法兰轴3-13通过螺栓与锥滚筒3-2固定连接,所述的小端法兰轴3-13一端与差速器3-10连接,所述的输送器3-3设置在直滚筒3-1和锥滚筒3-2内部,在所述的输送器3-3外侧设置有均匀分布的螺旋叶片3-4,所述的输送器3-3与输入轴3-8固定连接,所述的输入轴3-8与差速器3-10连接;
所述的直滚筒3-1和锥滚筒3-2设置在箱体总成3的内部,在箱体总成3上设置有对直滚筒3-1和锥滚筒3-2外侧进行清洗的喷淋装置。
所述的箱体总成4包括箱盖4-1、下箱体4-2和设置在箱盖4-1上的喷淋装置,所述的喷淋装置包括进水管4-5、进水开关4-6和喷淋管4-7,所述的下箱体4-2的下端设置有出浆口4-3和排渣口4-4。
如图4所示的实施例中,滚筒外侧的上端位置安装有喷淋装置,离心机内仓通过密封挡板隔开,分为离心仓和排渣仓,滚筒的一端为锥滚筒,密封挡板正好位于锥滚筒的位置,排渣仓的滚筒上设置排渣口,将滚筒内部的泥沙排出,在分离仓上端安装离心仓喷淋装置,包括进水管,进水管穿过箱盖与内部的喷淋管连通,实现对滚筒外壁和箱盖内壁的清洗,喷淋管长度上覆盖整个箱盖内壁,喷淋管上设置有喷淋孔,通过外界供水泵将清水通入进水管内部,开启进水开关,并且通过喷淋孔实现对滚筒外壁和箱盖内壁的清洗,在清洗时,离心机内仓分为两个仓,单独进行清洗,排渣仓内部的泥沙相对于离心仓内部的泥沙较多,清洗时间较长,因此单独分来进行清洗,并且排渣仓内部的喷淋孔直径较大,清洗力度大,对泥沙冲洗效果好,分开清洗,可以调高清洗效率,而且节约水源
所述的大端法兰轴3-6与直滚筒3-1连接端设置有出浆的溢流孔3-12,所述的溢流孔3-12圆周均匀分布,所述的溢流孔3-12靠近下箱体4-2上的出浆口4-3。
所述的锥滚筒3-2的小径端设置有排渣的排渣孔3-9,所述的排渣孔3-9下端对应下箱体4-2上的排渣口4-4。
所述的进浆总成5中的进浆管11穿过大端法兰轴3-6设置在输送器3-3内部,在输送器3-3上设置有均匀分布的进浆孔3-12。
所述的大端法兰轴3-6通过轴承固定安装在轴承座3-7上,所述的小端法兰轴3-13通过轴承安装在轴承座上,所述的轴承座固定安装在爬犁总成2上。
所述的螺旋叶片3-4焊接在输送器3-3的外圆周上,并且所述的螺旋叶片3-4与直滚筒3-1和锥滚筒3-2之间间隔设置,在螺旋叶片3-4镶嵌硬质合金块。
滚筒轴总成主要由直滚筒、锥滚筒、大小端法兰轴和输送器等部件组成。滚筒通过大小法兰轴与输送器同心安在小爬犁两端的轴承座上,差速器输出端,通过花键轴与输送器联接,差速器外壳通过连接法兰与滚筒总成的大端法兰轴联接,通过调整差速器输入轴的转速和主皮带轮转速,可得到不同的差速。大端法兰轴的法兰上有六个可调节的溢流板,调整溢流板对溢流孔的遮挡面积,可控制钻井液在滚筒内部的液池深度,改变分离钻井液的效果和处理量的大小。
输送器由柱锥型滚筒体、隔板、联接板、螺旋叶片、内尾法兰轴,花键套和花键轴组成,螺旋叶片均匀的焊接在筒体上,叶片工作表面镶嵌硬质合金,孔周围喷焊有耐磨合金,在筒体柱端由花键套与花键轴联接。
差速器为渐开线行星齿轮差速器,它由两级行星齿轮传动组成,传动齿轮表面硬化处理,传动扭矩大,使用寿命长。在输入轴端安装扭矩过载保护安全销,当输送器的扭矩过载时安全销被剪断,滚筒与输送器同步旋转,从而起到保护差速器的作用。在重新使用前,需拆下轴端盖,换上安全销。
在离心机上还设置有离心机防爆控制柜,防爆控制柜采用电器连锁装置来控制,主、副电机启动时必须先启动副电机,大约在 20 秒后启动主电机。停机时,按停止按钮,主、副电机停止运行。同时还专门设有供浆泵防爆断路器,在主电机启动后防爆断路器才能启动供浆泵电机,能方便控制供浆泵的开启。
待处理的钻井液由供浆泵送到滚筒小端的进浆管,由进浆管到达进液室,再通过输送器的进浆孔进入滚筒内,在滚筒高速旋转产生的离心力的作用下,钻井液中密度较大的固相颗粒被甩到滚筒内壁上沉淀下来,同时输送器在差速器输出花键轴的驱动下,与滚筒同方向旋转,但转速比滚筒稍慢一些,形成滚筒与输送器之间的差速,输送器将滚筒内壁上的沉渣刮下来,推到滚筒小端的干燥区进一步脱水后从排渣孔进入排渣槽;分离后的钻井液,从滚筒大端溢流口溢出,经小爬犁箱体上的排液孔排出,从而实现了钻井液液-固相分离的目的。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案,本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样,任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能离心机,其特征在于:包括底座(1)、爬犁总成(2)、滚筒总成(3)、箱体总成(4)、进浆管总成(5)、支撑架总成(6)、主电机(7)、副电机(8)、主电机皮带(9)和副电机皮带(10),所述的滚筒总成(3)通过爬犁总成(2)固定安装在底座(1)上,所述的进浆管总成(5)通过支撑架总成(6)固定安装在底座(1)上;
所述滚筒总成(3)包括直滚筒(3-1)、锥滚筒(3-2)、输送器(3-3)、螺旋叶片(3-4)、皮带轮(3-5)、大端法兰轴(3-6)、轴承座(3-7)、输入轴(3-8)、排渣孔(3-9)、差速器(3-10)、溢流口(3-11)、进浆口(3-12)和小端法兰轴(3-13),所述的直滚筒(3-1)一端通过螺栓与锥滚筒(3-2)固定连接,直滚筒(3-1)的另一侧通过螺栓与大端法兰轴(3-6)固定连接,所述的大端法兰轴(3-6)一端与皮带轮(3-5)键连接,所述的小端法兰轴(3-13)通过螺栓与锥滚筒(3-2)固定连接,所述的小端法兰轴(3-13)一端与差速器(3-10)连接,所述的输送器(3-3)设置在直滚筒(3-1)和锥滚筒(3-2)内部,在所述的输送器(3-3)外侧设置有均匀分布的螺旋叶片(3-4),所述的输送器(3-3)与输入轴(3-8)固定连接,所述的输入轴(3-8)与差速器(3-10)连接;
所述的直滚筒(3-1)和锥滚筒(3-2)设置在箱体总成(3)的内部,在箱体总成(3)上设置有对直滚筒(3-1)和锥滚筒(3-2)外侧进行清洗的喷淋装置。
2.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的箱体总成(4)包括箱盖(4-1)、下箱体(4-2)和设置在箱盖(4-1)上的喷淋装置,所述的喷淋装置包括进水管(4-5)、进水开关(4-6)和喷淋管(4-7),所述的下箱体(4-2)的下端设置有出浆口(4-3)和排渣口(4-4)。
3.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的大端法兰轴(3-6)与直滚筒(3-1)连接端设置有出浆的溢流孔(3-12),所述的溢流孔(3-12)圆周均匀分布,所述的溢流孔(3-12)靠近下箱体(4-2)上的出浆口(4-3)。
4.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的锥滚筒(3-2)的小径端设置有排渣的排渣孔(3-9),所述的排渣孔(3-9)下端对应下箱体(4-2)上的排渣口(4-4)。
5.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的进浆总成(5)中的进浆管(11)穿过大端法兰轴(3-6)设置在输送器(3-3)内部,在输送器(3-3)上设置有均匀分布的进浆孔(3-12)。
6.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的大端法兰轴(3-6)通过轴承固定安装在轴承座(3-7)上,所述的小端法兰轴(3-13)通过轴承安装在轴承座上,所述的轴承座固定安装在爬犁总成(2)上。
7.根据权利要求1所述的一种多功能离心机,其特征在于:所述的螺旋叶片(3-4)焊接在输送器(3-3)的外圆周上,并且所述的螺旋叶片(3-4)与直滚筒(3-1)和锥滚筒(3-2)之间间隔设置,在螺旋叶片(3-4)镶嵌硬质合金块。
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