CN114534350A - 泥浆分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥浆分离装置，包括：振动筛，其借由振捣机构产生振动以用于筛分位于其上方的泥浆；储泥仓，其位于振动筛的下方；负压抽吸装置，其包括：负压泵、箱体、抽吸管以及负压盘；负压泵与箱体连通，抽吸管自箱体引出；负压盘扣设于振动筛的底部，抽吸管的端部连接至负压盘；负压盘的侧壁开设有排泄口，侧壁的外侧枢接有阀盘，阀盘通过枢转而关闭排泄口或使排泄口打开；抽吸管上安装有脉冲开关阀，脉冲开关阀使得抽吸管瞬时导通；当抽吸管导通时，抽吸管将负压盘内抽吸成负压状态，并使得阀盘关闭排泄口，当抽吸管断开时，负压盘内的压力恢复，落入负压盘内的泥浆迫使阀盘将排泄口打开而后落入储泥仓中。

Description

泥浆分离装置

技术领域

本发明涉及泥浆筛分技术领域，尤其涉及一种泥浆分离装置。

背景技术

泥浆分离装置用于去除钻井泥浆中的高于一定粒径值的固相颗粒（该固相颗粒多为钻井过程中所产生的钻屑），以用于重复使用分离后的泥浆。现有技术中的泥浆分离装置通常包括借由振捣机构（电机）产生振动的振动筛以及位于振动筛下方的储泥仓，混有固相颗粒的泥浆导入振动筛上，频繁振动的振动筛使得泥浆的液相（包括不影响泥浆使用的较小粒径的固相颗粒）通过筛孔而落入储泥仓中，而固相颗粒被振动筛筛出。如此，储泥仓中的泥浆可重新使用。

然而，当所要筛分的泥浆中的液相的黏度较大时，泥浆的流动性降低，而附着于颗粒的能力增加，这使得泥浆中的液相通过筛孔的顺畅性变差，而仅仅依靠振动筛的振动并不能使泥浆中的液相及时通过筛孔而落入储泥仓，这不但会降低泥浆的筛分效率，且使得相当一部分液相随固相颗粒从振动筛的一侧导出，即，出现“跑浆”现象，而“跑浆”不但浪费泥浆，且需要进行后续处理以避免所“跑”泥浆污染环境。为解决因泥浆黏度大而导致的上述问题，现有技术中，在泥浆分离装置中增设负压抽吸装置，该负压抽吸装置至少包括一个负压泵、与负压泵连接并被负压泵抽吸的罐体（或箱体）、从罐体引出并伸入至储泥仓中的抽吸管。负压泵将罐体抽吸成负压状态，罐体借由抽吸管持续的向储泥仓中抽吸而使储泥仓维持在负压状态，如此，振动筛上的泥浆的上方的压力大于振动筛下方的储泥仓中的压力而形成压力差，该压力差能够促进泥浆中的液相通过筛孔，如此，相比上述仅靠振动筛振动分离泥浆的泥浆分离装置，增加负压抽吸装置的分离装置能够提高泥浆的分离效率，且能够在一定程度上改善“跑浆”现象。

然而，增加了负压抽吸装置的上述泥浆分离装置依然存在如下缺陷：

1、振动筛与储泥仓之间因结构的复杂性难以获得较佳的密封状态，这导致：在抽吸过程中，外界空气容易通过振动筛与储泥仓之间的空隙补充到储泥仓中而使得储泥仓只能维持在较低的负压程度，进而导致与振动筛上方的压力差较小，因而，对分离效率的提高程度以及对“跑浆”的缓解程度均不高，并且，因密封状态差还导致负压泵的运行效率降低，浪费电能。

2、对于多个振动筛并排的情况，需要配备很大容积的储泥仓，而很大容积的储泥仓要么很难形成较高的负压程度要么需要配备很大功率的负压泵，另外，很大容积的储泥仓的负压响应较滞后，且容积很大的储泥仓很难获得较准确的负压程度。

3、负压抽吸装置用于使储泥仓持续的处于负压状态，这导致：泥浆中的固相颗粒因持续的压力差而难以与振动筛分离，而振动筛通过振动抛离固相颗粒以促使液相通过筛孔的能力被减弱，从这个角度而言，对分离效率的提高程度以及对“跑浆”的缓解程度均不高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种泥浆分离装置。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种泥浆分离装置，包括：

振动筛，其借由振捣机构产生振动以用于筛分位于其上方的泥浆；

储泥仓，其位于所述振动筛的下方以用于存储所筛分出的泥浆；

负压抽吸装置，其包括：负压泵、箱体、抽吸管以及负压盘；所述负压泵与所述箱体连通以用于将箱体抽吸成负压状态，所述抽吸管自所述箱体引出；其中：

所述负压盘扣设于所述振动筛的底部，且所述负压盘的边缘与所述振动筛的边框固定并抵接，所述抽吸管的端部连接至所述负压盘；所述负压盘的侧壁开设有排泄口，所述侧壁的外侧枢接有阀盘，所述阀盘通过枢转而关闭所述排泄口或使所述排泄口打开；

所述抽吸管上安装有脉冲开关阀，所述脉冲开关阀使得抽吸管瞬时导通；当所述抽吸管导通时，所述抽吸管将所述负压盘内抽吸成负压状态，并使得所述阀盘关闭所述排泄口，当所述抽吸管断开时，所述负压盘内的压力恢复，落入所述负压盘内的泥浆迫使所述阀盘将所述排泄口打开而后落入所述储泥仓中；

压力抑制机构，其受控于所述负压盘内的压力，以当所述负压盘内的压力低于设定压力P0时，所述压力抑制机构使得所述负压盘与大气瞬时连通。

优选地，所述压力抑制机构包括：

气管，其自所述负压盘的侧壁引出并与所述负压盘的内部连通；

筒体，其具有轴向贯通的内腔，所述内腔的腔壁上形成有轴向延伸的导气槽，所述内腔的上端装设有挡环，所述挡环的中部形成有进气孔，所述气管的端部连接至所述筒体的下端并与所述内腔连通；

活塞，其设置于所述内腔中，并能够沿所述内腔轴向移动；

弹簧，其设置于所述内腔中并位于所述活塞的下方，所述弹簧用于推抵所述活塞以使得所述活塞抵靠于所述挡环以关闭所述进气孔；其中：

当所述气管内的压力低于设定压力P0时，外界空气压迫所述活塞下移而滑至所述导气槽，外界空气进而依次经过进气孔、导气槽，并沿所述气管进入到所述负压盘中。

优选地，所述内腔的下端设置有调节篮，所述调节篮与所述内腔螺纹配合，所述调节篮具有导气孔以允许气流通过；其中：

通过旋拧所述调节篮而改变所述弹簧的压缩量，以调节弹簧对所述活塞的推力。

优选地，所述脉冲开关阀为气动开关阀或电磁开关阀。

优选地，所述负压盘的边缘与所述振动筛的边框之间设置有密封条。

优选地，所述振动筛包括多个，多个所述振动筛并排设置；至少在固相颗粒排出方向的尾侧的振动筛的底部设置负压盘。

优选地，所述挡环的底部嵌设有防撞垫。

优选地，所述筒体的上端扣设有锥形罩；所述筒体的上端的筒壁上开设有进气槽，外界空气借由进气槽进入到所述筒体内。

优选地，所述筒体包括外筒和内筒，所述外筒以及所述内筒均由金属板制成；所述内筒与所述外筒之间设置有连接肋。

优选地，所述活塞的侧壁由金属板制成以使得所述活塞为中空结构。

与现有技术相比，本发明公开的泥浆分离装置的有益效果是：

1、本发明所提供的上述的泥浆分离装置能够提高泥浆的筛分效率，且能够有效改善“跑浆”现象。另外，负压盘的负压状态与正常状态交替出现方式不会过大的影响固相颗粒朝尾部方向运动。

2、通过增设压力抑制机构能够有效避免较大粒径的固相颗粒随泥浆落入储泥仓中，以保证所筛分出的泥浆的品质。

本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置的立体外形结构示意图。

图2为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置的主视图。

图3为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置中负压抽吸装置的主视图。

图4为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置中负压抽吸装置的侧视图。

图5为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置中的负压抽吸装置处于未抽吸状态的状态视图。

图6为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置中的负压抽吸装置处于抽吸状态的状态视图（负压盘以及气管内的实际压力P>P0）。

图7为图6的局部A的放大视图。

图8为本发明的实施例所提供的泥浆分离装置中的负压抽吸装置处于抽吸状态的状态视图（负压盘以及气管内的实际压力P<P0）。

图9为图8的局部B的放大视图。

附图标记：

10-机架；20-振动筛；21-振捣机构；30-负压抽吸装置；31-负压泵；32-箱体；33-抽吸管；34-气动开关阀；35-负压盘；351-阀板；352-排泄口；40-压力抑制机构；41-筒体；411-内筒；412-外筒；413-内腔；414-导气槽；415-进气槽；42-活塞；43-弹簧；44-调节篮；441-导气孔；45-挡环；451-进气孔；46-防撞垫；47-锥形罩；50-气管；60-密封条。

具体实施方式

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1至图5所示，本发明的实施例公开了一种泥浆分离装置，该泥浆分离装置包括：机架10、振动筛20、储泥仓（未示出）以及负压抽吸装置30。

振动筛20包括多个，多个振动筛20依次排布而装设于机架10上，利用多个振动筛20能够同时筛分更多的泥浆，储泥仓位于振动筛20的下方且储泥仓的上端口与所有振动筛20对应；振动筛20利用设置于其上方的振捣机构21而产生振动，进而实施对位于其上的泥浆的筛分，如此，泥浆中的液相（包括不影响泥浆使用的较小粒径的固相颗粒）通过筛孔落入储泥仓中，而泥浆中的固相颗粒从最尾部的振动筛20的侧边导出。

负压抽吸装置30包括：负压盘35、抽吸管33、箱体32、气动开关阀34、负压泵31；负压泵31以及箱体32位于机架10的一侧，箱体32设置成密封结构，负压泵31用于向箱体32抽吸而使箱体32处于负压状态，抽吸管33从箱体32引出，气动开关阀34装设于抽吸管33上，优选地，气动开关阀34装设于抽吸管33靠近箱体32的一端，该气动开关阀34用于控制抽吸管33的通断，并且，气动开关阀34用于使抽吸管33产生间歇的瞬时导通，进而使抽吸管33具有瞬时（或称脉冲）导通的特点。

负压盘35扣设于振动筛20的底部，且负压盘35的边缘与振动筛20的边框抵接固定，优选地，在固相颗粒的导出方向的最尾部的两个振动筛20的底部分别扣设负压盘35，优选地，在负压盘35的边缘与振动筛20的边框之间设置密封条60，该密封条60使得负压盘35与振动筛20的对接处大致呈密封状态。

上述的抽吸管33的端部连接至负压盘35并与负压盘35的内部连通，并且，在负压盘35靠近底部的侧壁上开设有排泄口352，并且在侧壁的外侧的排泄孔的一侧借由合页枢接有阀板351，该阀板351通过枢转而关闭排泄口352或使排泄口352打开。并且，负压盘35构造成大致扁宽的结构，也就是说，将负压盘35的高度尺寸与平面尺寸之比设置的小一些，以用于减小负压盘35内部的容积。

当振动筛20上的泥浆的液面总是很高时，尤其靠近尾部的振动筛20的泥浆的液面总是很高，进而导致面临“跑浆”的风险时，启动负压抽吸装置30，通过控制气动开关阀34而使抽吸管33每间隔一段时间切换至瞬时导通，在抽吸管33瞬时导通期间，抽吸管33向负压盘35抽吸，此时，如图6所示，外界空气压迫阀板351而使排泄口352关闭，负压盘35内部瞬时被抽吸管33抽吸成负压状态，进而与振动筛20上的泥浆上方的空气形成压力差，已知地，该压力差能促进泥浆中的液相通过振动筛20的筛孔而落入负压盘35中。而当抽吸管33完成瞬时导通而被气动开关阀34断开时，通过筛网的泥浆以及气流使得负压盘35中的气压恢复，在重力作用下，如图5所示，泥浆迫使阀板351朝外枢转而使排泄口352打开，负压盘35内的泥浆通过排泄口352而落入储泥仓中。

抽吸管33的端部可以与负压盘35的靠上的区域连通，也可以与负压盘35的靠下的位置连通。若抽吸管33的端部与负压盘35的靠上的区域连通时，抽吸管33主要用于抽吸负压盘35内的空气，仅有少部分泥浆被抽吸而经由抽吸管33而进入到箱体32中存储，如图5所示，若抽吸管33的端部与负压盘35的靠下的区域连通时，抽吸管33也用于抽吸负压盘35中的泥浆，这使得经由振动筛20所筛分出的泥浆中的相当部分泥浆经由抽吸管33而进入到箱体32中存储，此时，箱体32可以作为一个外部泥浆储存容器。优选地，使抽吸管33的端部与负压盘35的靠下的区域连通。

基于上述可知，抽吸管33对负压盘35采用间隔脉冲的抽吸方式，在振动筛20的振动筛分过程中，负压盘35并不是持续的处于负压状态，而仅仅是瞬时的处于负压状态。在负压盘35处于瞬时的负压状态时，所产生的压力差促使泥浆通过筛孔，而在负压盘35切换至正常压力状态时，振动筛20通过振动促使液相通过筛孔，如此，使负压盘35的负压状态与正常状态交替出现而能提高够液相通过振动筛20的效率，进而使得振动筛20通过振动抛离固相颗粒以促使液相通过筛孔的能力得以较佳的维持，因此，本发明所提供的上述的泥浆分离装置能够提高泥浆的筛分效率，且能够有效改善“跑浆”现象。另外，负压盘35的负压状态与正常状态交替出现方式不会过大的影响固相颗粒朝尾部方向运动。

另外，由于负压盘35与振动筛20之间所围成的容积很小，且负压盘35与振动筛20之间的密封较佳，因而，负压盘35内的压力从正常状态切换至负压状态的时间较短（即响应时间），负压程度不低，这不但有利于提高泥浆通过筛孔顺畅性，且负压泵31所消耗的能量较低。从这个角度而言，本发明所提供的上述的泥浆分离装置相比于现有技术中的泥浆分离装置更能够提高泥浆的筛分效率以及更能够改善“跑浆”现象。

在一些优选实施例中，如图6至图9所示，负压抽吸机构还包括压力抑制机构40，该压力抑制机构40包括：气管50、筒体41、活塞42、以及弹簧43。

如图7所示，气管50自负压盘35的侧壁引出并与负压盘35的内部连通；筒体41内形成有轴向贯通的内腔413，内腔413的腔壁形成有轴向延伸的导气槽414，导气槽414包括多个，多个导气槽414周向均布，每个导气槽414的截面均为半圆。在内腔413的上端装设有挡环45，挡环45的中央形成进气孔451，筒体41的上端扣设有锥形罩47，且筒体41的上端的筒壁上开设有进气槽415，该进气槽415包括多个，多个进气槽415周向均布，这使得外界空气通过导气槽414进入到筒体41中。锥形罩47用于阻止筒体41内落灰。

活塞42设置于内腔413中，活塞42的直径略小于筒体41的内腔413的直径，这使得活塞42能够沿内腔413自由的轴向移动；弹簧43设置于内腔413中并位于活塞42的下方，使弹簧43处于受压状态，如此，弹簧43以一定的弹力向上推抵活塞42而使活塞42的上端抵靠于挡环45上，进而封堵进气孔451。

使弹簧43对活塞42的弹力符合如下要求：

如图8和图9所示，当负压盘35及气管50内的压力低于设定压力P0时，外界空气对活塞42的压力能够克服弹簧43的弹性，以使得活塞42下移至导气槽414所对应的轴向位置，进气孔451被活塞42打开，活塞42的上方的内腔413与下方的内腔413借由导气槽414连通，如此，外界空气通过进气槽415、进气孔451、导气槽414，并沿着气管50进入到负压盘35内，以抑制负压盘35的负压程度，以使得负压盘35维持在P0以内的负压程度。

而设定压力P0基于如下情况确定：

保证振动筛20上的泥浆的上方的压力与负压盘35内的压力之间所形成的压力差不能迫使较大粒径的固相颗粒通过挤压而通过筛孔，也就是说，设定压力P0需要高于恰好使某一较大粒径值的固相颗粒通过筛孔的压力差所对应的压力，而P0的具体数值或范围基于筛孔的大小、允许通过筛孔的粒径值初步确定，然后结合试验最终确定。

虽然抽吸管33对负压盘35的每个抽吸瞬时的抽吸量较为稳定，而在抽吸瞬时，泥浆和/或气流通过振动筛20的量并不稳定，因而，在抽吸瞬间，负压盘35内的压力可能会达到极大的负压程度（虽然概率较低），而基于上述可知，极大的负压程度会导致形成极大的压力差，进而导致所不期望的较大粒径的颗粒通过振动筛20而进入到储泥仓中，而通过设置压力抑制机构40能够抑制负压程度：如图8和图9所示，当负压盘35及气管50的实际压力P低于设定压力P0（即，负压程度过大），即将达到所不期望的负压程度时，负压抑制机构的活塞42下移而允许外界气流进入到负压盘35，进而能够抑制负压盘35的负压程度继续升高，进而使负压盘35内的负压程度维持在合理范围内以不至于使较大粒径的固相颗粒通过筛孔。

通过增设压力抑制机构40能够有效避免较大粒径的固相颗粒随泥浆落入储泥仓中，以保证所筛分出的泥浆的品质。

如图6和图7所示，而当负压盘35及气管50内的实际压力P高于设定压力P0时，压力抑制机构40中的弹簧43使得活塞42封堵筒体41，外界气流不会经过压力抑制机构40进入到负压盘35。

在一些优选实施例中，内腔413的下端设置有调节篮44，调节篮44与内腔413螺纹配合，调节篮44具有导气孔441以允许气流通过；通过旋拧调节篮44而改变弹簧43的压缩量，以调节弹簧43对活塞42的推力。通过调节弹簧43的压缩量而能够调节所需抑制负压盘35内的压力，以适应不同筛孔的振动筛20、对筛分后的泥浆中固相颗粒的粒径要求。

在一些优选实施例中，筒体41包括外筒412和内筒411，外筒412以及内筒411均由金属板制成；内筒411与外筒412之间设置有连接肋。活塞42的侧壁由金属板制成以使得活塞42为中空结构。如此，压力抑制机构40的重量大大降低，且制作成本也会降低。

在一些优选实施例中，挡环45的底部嵌设有防撞垫46。当活塞42复位时，防撞垫46用于缓和活塞42的冲击，且能够降低噪音。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种泥浆分离装置，其特征在于，包括：

振动筛，其借由振捣机构产生振动以用于筛分位于其上方的泥浆；

储泥仓，其位于所述振动筛的下方以用于存储所筛分出的泥浆；

负压抽吸装置，其包括：负压泵、箱体、抽吸管以及负压盘；所述负压泵与所述箱体连通以用于将箱体抽吸成负压状态，所述抽吸管自所述箱体引出；其中：

所述负压盘扣设于所述振动筛的底部，且所述负压盘的边缘与所述振动筛的边框固定并抵接，所述抽吸管的端部连接至所述负压盘；所述负压盘的侧壁开设有排泄口，所述侧壁的外侧枢接有阀盘，所述阀盘通过枢转而关闭所述排泄口或使所述排泄口打开；

所述抽吸管上安装有脉冲开关阀，所述脉冲开关阀使得抽吸管瞬时导通；当所述抽吸管导通时，所述抽吸管将所述负压盘内抽吸成负压状态，并使得所述阀盘关闭所述排泄口，当所述抽吸管断开时，所述负压盘内的压力恢复，落入所述负压盘内的泥浆迫使所述阀盘将所述排泄口打开而后落入所述储泥仓中；

压力抑制机构，其受控于所述负压盘内的压力，以当所述负压盘内的压力低于设定压力P0时，所述压力抑制机构使得所述负压盘与大气瞬时连通。

2.根据权利要求1所述的泥浆分离装置，其特征在于，

所述压力抑制机构包括：

气管，其自所述负压盘的侧壁引出并与所述负压盘的内部连通；

筒体，其具有轴向贯通的内腔，所述内腔的腔壁上形成有轴向延伸的导气槽，所述内腔的上端装设有挡环，所述挡环的中部形成有进气孔，所述气管的端部连接至所述筒体的下端并与所述内腔连通；

活塞，其设置于所述内腔中，并能够沿所述内腔轴向移动；

弹簧，其设置于所述内腔中并位于所述活塞的下方，所述弹簧用于推抵所述活塞以使得所述活塞抵靠于所述挡环以关闭所述进气孔；其中：

当所述气管内的压力低于设定压力P0时，外界空气压迫所述活塞下移而滑至所述导气槽，外界空气进而依次经过进气孔、导气槽，并沿所述气管进入到所述负压盘中。

3.根据权利要求2所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述内腔的下端设置有调节篮，所述调节篮与所述内腔螺纹配合，所述调节篮具有导气孔以允许气流通过；其中：

通过旋拧所述调节篮而改变所述弹簧的压缩量，以调节弹簧对所述活塞的推力。

4.根据权利要求1所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述脉冲开关阀为气动开关阀或电磁开关阀。

5.根据权利要求1所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述负压盘的边缘与所述振动筛的边框之间设置有密封条。

6.根据权利要求1所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述振动筛包括多个，多个所述振动筛并排设置；至少在固相颗粒排出方向的尾侧的振动筛的底部设置负压盘。

7.根据权利要求2所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述挡环的底部嵌设有防撞垫。

8.根据权利要求2所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述筒体的上端扣设有锥形罩；所述筒体的上端的筒壁上开设有进气槽，外界空气借由进气槽进入到所述筒体内。

9.根据权利要求2所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述筒体包括外筒和内筒，所述外筒以及所述内筒均由金属板制成；所述内筒与所述外筒之间设置有连接肋。

10.根据权利要求2所述的泥浆分离装置，其特征在于，所述活塞的侧壁由金属板制成以使得所述活塞为中空结构。

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