CN111905435A - 一种多模块化组合钻井液回收振动筛 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多模块化组合钻井液回收振动筛，包括底座和振动筛箱，在底座上设有多个弹簧座，弹簧座上方连接到振动筛箱，振动筛箱主体为底板和侧板，底板水平设置于底座上方，侧板从三个方向围绕底板边沿设置，在侧板的中间横向设置至少一层筛板支架，并在筛板支架上安装筛板；在振动筛箱侧面外的区域设有电控箱，在振动筛箱上部设有电机安装柱，在电机安装柱上方设有激振电机。本发明通过对结构特别是晒网结构进行全新设计，使其具备较好的过滤分离效果，满足钻井液中不同尺寸的固相过滤需求。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及钻井液处理技术领域，具体是一种多模块化组合钻井液回收振动筛。
背景技术
在油气田开发中，钻井液是钻井必须的一环，钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石），而在钻井的过程中，钻井液起到对井下钻具的冷却、冲击岩层、携带岩屑上浮等作用，在钻井液从井下循环出来后，其内部的固相物质较多，需要进行分离处理，然后再次作为钻井液注入井下，在分离作业中重点需要使用的装置之一是钻井液振动筛。现有的钻井筛振动形式有三种 ：圆轨迹、直线轨迹和椭圆轨迹。这三种轨迹都是纵向平面内的运动，从而让带有固相的钻井液能在筛板上停留，从而让大部分液相能从底座上方收集后流走，而固相统一收集到筛板一侧。
现在市面上所用的筛板，大部分都是一整块带有多个孔眼的金属板，其结构简单，安装方便，满足了钻井液筛分的使用需求，但同样也存在诸多问题，如以下几点：一、针对钻井液的固相清洁能力单一，同一层筛板只能清洁同一种直径范围的固相，不能很好地利用钻井液流过的面板面积；二、筛板为整块结构，如果一旦有任何一块区域发生损坏，则需要拆除整块板，并更换新的筛板，原板需要进行焊接等维修作业，才能再次使用，如果大量区域出现磨损锈蚀，则只能作为废品处理。
目前钻井液振动筛的改进，主要都是集中在振动方向、弹簧安装方式等细节上，而对于如何提高钻井液分离效率本身，特别是从筛网本身进行改进，相关技术较少。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种多模块化组合钻井液回收振动筛，通过对结构特别是晒网结构进行全新设计，使其具备较好的过滤分离效果，满足钻井液中不同尺寸的固相过滤需求。
本发明的技术方案如下：
一种多模块化组合钻井液回收振动筛，包括底座和振动筛箱，在底座上设有多个弹簧座，弹簧座上方连接到振动筛箱，振动筛箱主体为底板和侧板，底板水平设置于底座上方，侧板从三个方向围绕底板边沿设置，在侧板的中间横向设置至少一层筛板支架，并在筛板支架上安装筛板；在振动筛箱侧面外的区域设有电控箱，在振动筛箱上部设有电机安装柱，在电机安装柱上方设有激振电机；在底座后侧设有缓流箱支架，其上部安装缓流箱；
所述筛板支架，包括多个横杆和竖杆，形成多个矩形孔，在每个矩形孔内安装有筛块，所述筛块，包括筛块连接框和筛块过滤板，筛块连接框为矩形框体，焊接在筛块过滤板下方，筛块连接框的外尺寸与筛板支架上的矩形孔尺寸相配合，并通过筛块连接框与筛板支架连接。
进一步的，所述筛板支架为长方形，与其短边平行的支架部分的作为横杆，与其长边平行的作为竖杆，横杆和竖杆之间形成的矩形孔为长方形孔；
所述筛块，其筛块连接框外边尺寸小于筛块过滤板，筛块过滤板大于筛块连接框的部分为对应的短杆或长杆宽度的一半，即两块筛块安装到筛板支架内时，两块筛块的边缘刚好处于贴合状态；
当筛块安装到筛板支架内并铺满时，在筛板支架上形成铺满并相互贴合的筛块；
所述筛块过滤板上设有多个过滤孔。
更进一步的，所述筛块连接框，其短边厚度小于长边厚度，在对应筛块连接框的长边位置，设有条状的空白段，此处不设置过滤孔；在长边内设有两个垂直于长边的通孔，在筛板支架的竖杆上，设有对应筛块连接框的通孔，并在通孔内设置固定螺栓。
更进一步的，所述固定螺栓，包括公螺栓、母螺栓，所述公螺栓的螺杆部分分为两段，其前端为螺纹段，后端为光杆段，螺纹段外径小于光杆段；所述母螺栓，其螺杆为空心光杆段，其内壁设有与公螺栓的螺纹段配套的内螺纹；
在公螺栓和母螺栓连接时，在公螺栓的螺纹段外侧套设一圈弹簧垫圈，当公螺栓和母螺栓连接后，其螺母抵紧对应的筛块连接框内壁，将筛块压紧在筛板支架的竖杆上。
更进一步的，所述筛板支架，其横杆的截面为矩形，其竖杆的截面分为上下两段，上段为等腰梯形结构，下段为矩形结构，且竖杆上设有多个垂直的槽，有槽的地方作为透水段，无槽的地方作为连接段。
更进一步的，所述横杆为等长度平行的杆体，所述竖杆为设置于横杆之间的多个短杆，且不同排横杆之间的竖杆为同线或交错设置；
当竖杆均为同线设置时，所有筛块的尺寸相同；
当竖杆为交错设置时，每间隔一条横杆，设置有一个尺寸为其他筛块宽度一半的筛块，使其能放置于较窄的矩形孔内。
进一步的，所述振动筛箱内设有2层筛板支架，其上部的筛板支架为可转动筛板，在其靠近缓流箱一侧，设有旋转油缸，旋转油缸侧面设有转动轴并连接到侧板上，旋转油缸内的活塞杆顶部连接到筛板支架底部，在筛板支架另一端设有转动杆，当活塞杆上下移动时，转动杆在筛板支架的带动下转动。
进一步的，所述侧板上方设有多个侧板连接孔，侧板连接孔上可单独连接侧板，通过筛板连接螺栓固定，并在新增的侧板内设置对应的筛板。
更进一步的，在新增的侧板内，只能设置一块筛板，该筛板也为可转动筛板。
进一步的，所述电机安装柱为可转动结构，以调整激振电机的振动角度。
本发明的有益之处在于：
本发明通过模块化改进，设置可单独安装筛块的筛板，实现对振动筛的改进，使其能具备更好的可替换性，并且通过对筛块和筛板支架的结构设计，使其具备更好的连接稳定性，能更好的适应振动筛的运动模式，提高对钻井液的筛分效率。
附图说明
图1为本发明的整体立体视图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的左视图；
图4为筛板的俯视图；
图5为筛板支架的一种实施例俯视图（图4的A区域放大图）；
图6为筛板支架的另一种实施例俯视图（图4的A区域放大图）；
图7为筛块的底面朝上的立体图；
图8为筛块的顶面朝上的立体图；
图9为筛块的仰视图；
图10为筛块与筛板支架连接的剖面结构示意图；
图11为筛板支架的连接段示意图；
图12为筛板支架的透水段示意图；
图13为固定螺栓连接前示意图；
图14为可活动筛板在图3中的A-A视图；
图15为图3的另一种实施方式视图。
图中：
1底座、2弹簧座、3侧板、4电机安装柱、5电控箱、6筛板、7激振电机、8缓流箱、9缓流箱支架、10分流板、11固定螺栓、
301侧板连接孔、302侧板连接螺栓、
601筛块、602筛板支架、
6011筛块连接框、6012筛块过滤板、
60111大连接孔、60112小连接孔、
60121过滤孔、60122空白段、
6021连接段、6022透水段、6023短杆、
901旋转油缸、902转动杆、903转动轴、
1101公螺栓、1102母螺栓、1103弹簧垫圈。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明，需要说明的是，在本文中，诸如“上”、“下”等词语，仅仅用于方便对附图进行描述，并非限制实际使用中的方向，且不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
如图1-15所示，一种多模块化组合钻井液回收振动筛，包括底座1和振动筛箱，在底座1上设有多个弹簧座2，弹簧座2上方连接到振动筛箱，振动筛箱主体为底板和侧板3，底板水平设置于底座1上方，侧板3从三个方向围绕底板边沿设置，在侧板3的中间横向设置2层筛板支架602，并在筛板支架602上安装筛板6；在振动筛箱侧面外的区域设有电控箱5，在振动筛箱上部设有电机安装柱4，在电机安装柱4上方设有激振电机7，激振电机7通过电缆连接到电控箱5；在底座1后侧设有缓流箱支架9，其上部安装缓流箱8，缓流箱8用于将钻井液均匀平稳的输送到振动筛内；所述筛板支架602，包括多个横杆和竖杆，形成多个矩形孔，在每个矩形孔内安装有筛块601，所述筛块601，包括筛块连接框6011和筛块过滤板6012，筛块连接框6011为矩形框体，焊接在筛块过滤板6012下方，筛块连接框6011的外尺寸与筛板支架602上的矩形孔尺寸相配合，并通过筛块连接框6011与筛板支架602连接。
所述筛板支架602为长方形，与其短边（即其外框宽度方向）平行的支架部分的作为横杆，与其长边（即其外框长度方向）平行的作为竖杆，横杆和竖杆之间形成的矩形孔为长方形孔；所述筛块601，其筛块连接框6011外边尺寸小于筛块过滤板6012，筛块过滤板6012大于筛块连接框6011的部分为对应的短杆6023或长杆宽度的一半，即两块筛块601安装到筛板支架602内时，两块筛块601的边缘刚好处于贴合状态，如图10所示；当筛块601安装到筛板支架602内并铺满时，在筛板支架602上形成铺满并相互贴合的筛块601，如图4所示；所述筛块过滤板6012上设有多个过滤孔60121，如图7-9所示。
特别的是，在不同的筛板支架602上，可以放置不同尺寸的过滤孔60121的筛板6，使其分别筛分不同直径的固相，在某些情况下，可以在同一层筛板6上，也在每一段横杆之间放置不同尺寸的过滤孔60121的筛板6，使其在同一层即可达到对不同固相的筛分效果（固相刚落下的时候，尺寸可以设置的小一些，将大颗粒送至靠近出口端方向清除，避免过多的固相堆积到入口端）。
所述筛块连接框6011，其短边厚度小于长边厚度（因为筛块601是沿着长度方向振动，长边厚度较大，能有效提高运动方向的强度，短边较薄可减少对上部过滤孔60121空间的影响），在对应筛块连接框6011的长边位置，设有条状的空白段60122，此处不设置过滤孔60121，以避免影响长边厚度；在长边内设有两个垂直于长边的通孔，在筛板支架602的竖杆上，设有对应筛块连接框6011的通孔，并在通孔内设置固定螺栓11，特别的是，长边内设置的两个通孔分别为大连接孔60111和小连接孔60112，所述大连接孔60111直径大于小连接孔60112，大连接孔60111在安装的时候需要靠近筛板6的出口端方向，因为该方向为受力较大的方向，更大的尺寸能有效提高连接稳定性。
如图10和13所示，所述固定螺栓11，包括公螺栓1101、母螺栓1102，所述公螺栓1101的螺杆部分分为两段，其前端为螺纹段，后端为光杆段，螺纹段外径小于光杆段；所述母螺栓1102，其螺杆为空心光杆段，其内壁设有与公螺栓1101的螺纹段配套的内螺纹；在公螺栓1101和母螺栓1102连接时，在公螺栓1101的螺纹段外侧套设一圈弹簧垫圈1103，当公螺栓1101和母螺栓1102连接后，其螺母抵紧对应的筛块连接框6011内壁，将筛块601压紧在筛板支架602的竖杆上，由于有弹簧垫圈1103的反作用，能有效锁紧公螺栓1101和母螺栓1102之间的连接稳定性，同时外部的光杆段能减少直接使用带螺纹的螺栓被大连接孔60111或小连接孔60112磨损的程度，提高连接效率。
如图11、12所示，所述筛板支架602，其横杆的截面为矩形，其竖杆的截面分为上下两段，上段为等腰梯形结构，下段为矩形结构，且竖杆上设有多个垂直的槽，有槽的地方作为透水段6022，无槽的地方作为连接段6021，梯形结构能在安装筛块601的时候，起到导向的作用，同时对筛板支架602上方的过滤孔60121起到引流的作用，过滤后的流体在这里通过透水段6022流走。
所述横杆为等长度平行的杆体，所述竖杆为设置于横杆之间的多个短杆6023，且不同排横杆之间的竖杆为同线或交错设置；
在一种实施例中，当竖杆均为同线设置时，所有筛块601的尺寸相同；采用本结构，可减少加工难度，降低成本。
在另一种实施例中，当竖杆为交错设置时，每间隔一条横杆，设置有一个尺寸为其他筛块601宽度一半的筛块601，使其能放置于较窄的矩形孔内，采用本结构，可避免少量固相沿着空白段60122直接运输到出口端。通过上述两种实施方式，现场可以根据实际需求，选择更合适的安装实施方式。
所述振动筛箱内所设置的2层筛板支架602，在下部的筛板支架出口端外侧设有分流板10，用于让分离的固相和液相避免再次混合。筛板支架602上部的筛板支架602为可转动筛板，在其靠近缓流箱8一侧，设有旋转油缸901，旋转油缸901侧面设有转动轴903并连接到侧板3上，旋转油缸901内的活塞杆顶部连接到筛板支架602底部，在筛板支架602另一端设有转动杆902，当活塞杆上下移动时，转动杆902在筛板支架602的带动下转动，在某些需要特定角度进行筛分的情况下，可以直接调整筛板支架602的角度。可转动筛板以外的筛板支架602，则直接连接在侧板3上（在某些情况下，可以去除可转动筛板之外的另一块筛板6）。同样的，所述电机安装柱4为可转动结构，以调整激振电机7的振动角度。其转动方式可以是电动或手动，但需要确保转动后能实现稳定固定，如采用齿轮转动连接。
另一种实施方式是，在所述侧板3上方设有多个侧板连接孔301，侧板连接孔301上可单独连接侧板3，通过侧板连接螺栓302固定，并在新增的侧板3内设置对应的筛板6。在新增的侧板3内，只能设置一块筛板6，该筛板6也为可转动筛板。通过本实施方式，可以增加更多层筛板6，使其具备更好的筛分效率，同时因为加设的侧板3内只有一层，不会导致振动筛重心不稳发生振动过大的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的改进。
Claims (10)
1.一种多模块化组合钻井液回收振动筛，包括底座和振动筛箱，在底座上设有多个弹簧座，弹簧座上方连接到振动筛箱，振动筛箱主体为底板和侧板，底板水平设置于底座上方，侧板从三个方向围绕底板边沿设置，在侧板的中间横向设置至少一层筛板支架，并在筛板支架上安装筛板；在振动筛箱侧面外的区域设有电控箱，在振动筛箱上部设有电机安装柱，在电机安装柱上方设有激振电机；在底座后侧设有缓流箱支架，其上部安装缓流箱；
其特征在于，所述筛板支架，包括多个横杆和竖杆，形成多个矩形孔，在每个矩形孔内安装有筛块，所述筛块，包括筛块连接框和筛块过滤板，筛块连接框为矩形框体，焊接在筛块过滤板下方，筛块连接框的外尺寸与筛板支架上的矩形孔尺寸相配合，并通过筛块连接框与筛板支架连接。
2.根据权利要求1所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述筛板支架为长方形，与其短边平行的支架部分的作为横杆，与其长边平行的作为竖杆，横杆和竖杆之间形成的矩形孔为长方形孔；
所述筛块，其筛块连接框外边尺寸小于筛块过滤板，筛块过滤板大于筛块连接框的部分为对应的短杆或长杆宽度的一半，即两块筛块安装到筛板支架内时，两块筛块的边缘刚好处于贴合状态；
当筛块安装到筛板支架内并铺满时，在筛板支架上形成铺满并相互贴合的筛块；
所述筛块过滤板上设有多个过滤孔。
3.根据权利要求2所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述筛块连接框，其短边厚度小于长边厚度，在对应筛块连接框的长边位置，设有条状的空白段，此处不设置过滤孔；在长边内设有两个垂直于长边的通孔，在筛板支架的竖杆上，设有对应筛块连接框的通孔，并在通孔内设置固定螺栓。
4.根据权利要求3所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述固定螺栓，包括公螺栓、母螺栓，所述公螺栓的螺杆部分分为两段，其前端为螺纹段，后端为光杆段，螺纹段外径小于光杆段；所述母螺栓，其螺杆为空心光杆段，其内壁设有与公螺栓的螺纹段配套的内螺纹；
在公螺栓和母螺栓连接时，在公螺栓的螺纹段外侧套设一圈弹簧垫圈，当公螺栓和母螺栓连接后，其螺母抵紧对应的筛块连接框内壁，将筛块压紧在筛板支架的竖杆上。
5.根据权利要求4所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述筛板支架，其横杆的截面为矩形，其竖杆的截面分为上下两段，上段为等腰梯形结构，下段为矩形结构，且竖杆上设有多个垂直的槽，有槽的地方作为透水段，无槽的地方作为连接段。
6.根据权利要求5所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述横杆为等长度平行的杆体，所述竖杆为设置于横杆之间的多个短杆，且不同排横杆之间的竖杆为同线或交错设置；
当竖杆均为同线设置时，所有筛块的尺寸相同；
当竖杆为交错设置时，每间隔一条横杆，设置有一个尺寸为其他筛块宽度一半的筛块，使其能放置于较窄的矩形孔内。
7.根据权利要求1或6所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述振动筛箱内设有2层筛板支架，其上部的筛板支架为可转动筛板，在其靠近缓流箱一侧，设有旋转油缸，旋转油缸侧面设有转动轴并连接到侧板上，旋转油缸内的活塞杆顶部连接到筛板支架底部，在筛板支架另一端设有转动杆，当活塞杆上下移动时，转动杆在筛板支架的带动下转动。
8.根据权利要求1或6所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述侧板上方设有多个侧板连接孔，侧板连接孔上可单独连接侧板，通过筛板连接螺栓固定，并在新增的侧板内设置对应的筛板。
9.根据权利要求8所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，在新增的侧板内，只能设置一块筛板，该筛板也为可转动筛板。
10.根据权利要求1或6所述的一种多模块化组合钻井液回收振动筛，其特征在于，所述电机安装柱为可转动结构，以调整激振电机的振动角度。
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