CN114534617A - 一种油田钻井用助剂环保自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油助剂生产技术领域，具体地涉及一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，包括远程控制系统和依次连接的皮带输送系统、自动破袋机、卸料装置、混拌罐系统、成品罐、包装机；所述卸料装置设置于自动破袋机下方，所述包装机位于成品罐下方；卸料装置卸料后输送至混拌罐系统中进行混拌操作，然后输送至成品罐，经包装机进行包装；所述远程控制系统用于远程控制阀门的开关、电机的启停、设备搅拌等操作。本发明系统运行自动化，拆包、输送、混拌、码垛、除尘等功能均通过远程控制系统操作完成；系统内配备物料加入装置，物料进入输送管线之前经物料加入装置中的过滤装置进行过滤，保证物料下落顺畅、过滤洁净。

Description

一种油田钻井用助剂环保自动化生产线

技术领域

本发明涉及石油助剂生产技术领域，具体地涉及一种油田钻井用助剂环保自动化生产线。

背景技术

油气田开发是由勘探、钻井、井下作业、采油、集输等环节构成的复杂综合工程。在每一个环节的作业中，均需大量的化学品，其中，钻井助剂是地质勘探的重要辅助材料，在钻井中加入助剂后，在单向压力差作用下，能对地层有各种渗漏起到良好的封堵效果。为提高钻井助剂的生产效率，现有技术对钻井用助剂生产设备做了改进，如中国专利CN203459027U公开了一种石油钻井用助剂生产系统，包括料槽、提升机、支架、搅拌机、料箱、螺旋放料机和除尘装置，所述的提升机设置在料槽的上部并固定支架上，所述的搅拌机设置在支架的顶部并与提升机的末端连接，所述的料箱设置在搅拌机的下部，所述的螺旋放料机设置在料箱的下部，所述的除尘装置设置在螺旋放料机的末端，实现了连续生产。但仍存在自动化程度及劳动生产率较低、输送系统不密闭的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，能够实现助剂的高效化与自动化生产。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，包括远程控制系统和依次连接的皮带输送系统、自动破袋机、卸料装置、混拌罐系统、成品罐、包装机；所述皮带输送系统用于将袋装物料输送至自动破袋机中；所述卸料装置设置于自动破袋机下方，所述包装机位于成品罐下方；自动破袋机将包装袋割开，破袋后物料落入卸料装置中；卸料装置卸料后输送至混拌罐系统中进行混拌操作，混拌完成后，输送至成品罐，然后经包装机进行包装；所述远程控制系统用于远程控制阀门的开关、电机的启停、设备搅拌等操作，实现远程操作、控制，并实时检测现场所有的压力、重量信息。

进一步的，所述皮带输送系统通过第一管链输送装置及物料加入装置将物料输送至自动破袋机中；所述混拌罐系统通过第二管链输送装置及物料加入装置将物料输送至成品罐。

进一步的，所述物料加入装置包括罐体和罐体内设置的过滤装置；所述过滤装置包括锥体、凸沿、滚轮、连杆一和过滤层；所述锥体内部中空，顶部固定连接过滤层，底部为开口结构且底部外周与凸沿固定连接；所述过滤层中心通过转轴与电机连接，电机设置于罐体顶部；所述凸沿外侧边沿与罐体内壁相对转动式连接，凸沿底面设置有螺纹；所述滚轮通过连接耳安装在罐体内壁上，位于凸沿下方，滚轮能够绕连接耳转动；滚轮上设置有与螺纹匹配的锯齿；所述连杆一固定连接在滚轮上。物料加入装置的设置一方面能够保证物料过滤洁净、下落顺畅，另一方面，通过电机带动过滤装置转动，转动速度可由电机控制，过滤层转动的同时，还能够在螺纹与锯齿的配合下带动滚轮转动，从而带动连杆一转动至连杆一端部拍打过滤层底部；通过电机不仅能够带动过滤层旋转，还能够带动连杆一对过滤层实施拍打动作，大大提高了物料的过滤效果，使物料下落更加顺畅，防止过滤层产生堵塞。

进一步的，所述滚轮设置两个以上。

进一步的，所述混拌罐系统包括混拌罐和机械混拌装置；所述机械混拌装置用于对混拌罐内部物料进行搅拌，所述混拌罐顶部与物料加入装置连接，物料加入装置与第一管链输送装置连接，通过第一管链输送装置及物料加入装置将助剂原料加入混拌罐中；所述混拌罐底部与第二管链输送装置连接并设置有出料阀；所述混拌罐上还设置有排空口和称重装置。本发明通过混拌罐系统完成物料混拌操作。

进一步的，所述包装机通过带式输送设备将包装后的袋装物料输送至摆放台上，通过自动码垛机码放。

进一步的，所述远程控制系统包括工控机和PLC，用于阀门控制、电机控制、自动码垛机控制等，并实时检测现场所有的压力、重量等信息。

进一步的，所述连杆一端部与连杆二一端铰接，所述另一端与水平设置的擦拭环铰接；工作时，电机驱动过滤装置转动，在螺纹与锯齿的配合下，带动滚轮转动，从而带动连杆一向上转动，连杆一带动连杆二向上转动，从而带动擦拭环向上移动，当电机反向转动时，连杆一和连杆二向下转动，带动擦拭环向下移动，擦拭环的上下移动，能够对罐体内壁进行擦拭，避免罐体内壁残余粉料；通过电机既能够带动过滤层旋转，又能够使连杆一对过滤层实施拍打动作，使过滤效果更好，还能够带动擦拭环对罐体内壁进行擦拭，功能多样。

进一步的，所述连杆一上设置有用于拍打过滤层的辅助杆。

本发明的技术效果：

与现有技术相比，本发明的一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，具有以下优点：

1、本发明系统运行自动化，现场作业人员只需保留加料人员、包装人员与叉车工即可，除此三个工位，其余拆包、输送、混拌、码垛、除尘等功能均通过远程控制系统操作完成。

2、系统内配备物料加入装置，物料进入输送管线之前经物料加入装置中的过滤装置进行过滤，保证物料下落顺畅、过滤洁净。

附图说明

图1为本发明实施例1的油田钻井用助剂环保自动化生产线主视图；

图2为本发明实施例1的油田钻井用助剂环保自动化生产线俯视图；

图3为本发明实施例1的油田钻井用助剂环保自动化生产线工作流程图；

图4为本发明实施例1的物料加入装置结构放大图；

图5为本发明实施例1的物料加入装置主视图（连杆一向下转动）；

图6为本发明图5的A部结构放大图；

图7为本发明实施例1的物料加入装置主视图（连杆一向上转动）；

图8为本发明图7的B部结构放大图；

图9为本发明实施例1的椎体和凸沿结构示意图；

图10为本发明实施例2的物料加入装置主视图（连杆一向下转动）；

图11为本发明实施例2的物料加入装置主视图（连杆一向上转动）。

图中，1、皮带输送系统；2、第一管链输送装置；3、自动破袋机；4、卸料装置；5、第二管链输送装置；6、混拌罐系统；7、包装机；8、成品罐；9、带式输送设备；10、自动码垛机；11、布袋式除尘器；12、物料加入装置；13、摆放台；131、罐体；132、锥体；133、凸沿；134、滚轮；135、连杆一；136、过滤层；137、螺纹；138、连接耳；139、锯齿；1310、转轴；1311、电机；1312、连杆二；1313、擦拭环；1314、辅助杆；601、混拌罐；602、机械混拌装置；603、出料阀；604、称重装置；605、排空口。

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，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例涉及的一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，包括远程控制系统和依次连接的皮带输送系统1、第一管链输送装置2、自动破袋机3、卸料装置4、第二管链输送装置5、混拌罐系统6、成品罐8、包装机7、带式输送设备9、摆放台13；所述远程控制系统包括工控机和PLC，用于阀门控制、电机1311控制、自动码垛机10控制等，并实时检测现场所有的压力、重量等信息。

如图1和图2所示，所述皮带输送系统1通过第一管链输送装置2及物料加入装置12将物料输送至自动破袋机3中；所述卸料装置4设置于自动破袋机3下方，所述包装机7位于成品罐8下方；自动破袋机3将包装袋割开，破袋后物料落入卸料装置4中；卸料装置4卸料后输送至混拌罐系统6中进行混拌操作，混拌完成后，通过第二管链输送装置5及物料加入装置12将物料输送至成品罐8，然后经包装机7进行包装；所述包装机7通过带式输送设备9将包装后的袋装物料输送至摆放台13上，通过自动码垛机10码放。具体的，所述混拌罐系统6包括混拌罐601和机械混拌装置602；所述机械混拌装置602用于对混拌罐601内部物料进行搅拌，所述混拌罐601顶部与物料加入装置12连接，物料加入装置12与第一管链输送装置2连接，通过第一管链输送装置2及物料加入装置12将助剂原料加入混拌罐601中；所述混拌罐601底部与第二管链输送装置5连接并设置有出料阀603；所述混拌罐601上还设置有排空口605和称重装置604。

如图1、4-9所示，所述物料加入装置12包括罐体131和罐体131内设置的过滤装置；所述过滤装置包括锥体132、凸沿133、滚轮134、连杆一135和过滤层136；所述锥体132内部中空，顶部固定连接过滤层136，底部为开口结构且底部外周与凸沿133固定连接；所述过滤层136中心通过转轴1310与电机1311连接，电机1311设置于罐体131顶部；所述凸沿133外侧边沿与罐体131内壁相对转动式连接，凸沿133底面设置有螺纹137；所述滚轮134设置两个，分别通过各自的连接耳138安装在罐体131内壁上，均位于凸沿133下方，滚轮134能够绕连接耳138转动；滚轮134上设置有与螺纹137匹配的锯齿139；所述连杆一135固定连接在滚轮134上。物料加入装置12的设置一方面能够保证物料过滤洁净、下落顺畅，另一方面，通过电机1311带动过滤装置转动，转动速度可由电机1311控制，过滤层136转动的同时，还能够在螺纹137与锯齿139的配合下带动滚轮134转动，从而带动连杆一135转动至连杆一135端部拍打过滤层136底部；通过电机1311不仅能够带动过滤层136旋转，还能够带动连杆一135对过滤层136实施拍打动作，大大提高了物料的过滤效果，使物料下落更加顺畅，防止过滤层136产生堵塞；连杆一135上下转动，还有利于拨动罐体131内的物料，有利于下料。

所述自动破袋机3是将袋装粉粒体物料由皮带输送系统1传送至45度角的滑板上并依靠重力沿滑板下滑进入自动破袋机3，在下滑过程中由快速转动的刀片将包装袋割开，被割开的残袋和物料滑入滚筒筛进行筛分。从滚筒筛落下的物料进入底部料斗由螺旋输送机输出，破损的包装袋、杂质、结块物料被滚筒筛带出机体。割刀破袋过程中引起的粉尘由布袋式除尘器11抽吸并抖落。经过破袋后的破损包装袋由滚筒输出之后落入专用的打包机进行挤压铰出，进入废包包装袋中暂存，包装袋满后即可统一处理。实现助剂生产的高效化与自动化。

所述混拌罐系统6是将两种或两种以上的助剂进行充分混拌，以达到混拌工艺要求的专用设备。该设备充分利用粉状物料混合的三种方式进行：即移动混合、扩散混合以及剪切混合。移动混合是指物体中的部分颗粒作为整体进行移动和其他物料进行的混杂混合；扩散混合是获得能量的粉粒发生相对旋转和移动，在一定范围内，使不同物料的颗粒进行穿插混合；对于凝聚力较强的物体必须破坏粉粒间的相互吸引力，需要剪切力。依据罐内配重显示的数据，通过罐内气化床，在压缩空气的作用下，使罐内粉粒料气化，并向上部低压区移动，所造成的空隙立即被气灰分离的物料填充；依靠管道混合器的作用，把混合后的物料达到局部细微的混合。多种混合方式相互作用，使罐内物料得以均匀化混拌。对于轻质物料与密度较大物料的混合，通过气力混合容易分层，本发明在顶部增加机械混拌装置602进行机械混拌，可以使不同密度的助剂混拌的更加均匀。

所述成品罐8位于包装机7上方平台，主要用于储存已完成混拌的成品助剂；成品罐8使用S304不锈钢板材制造，平顶式结构，锥体132为60°折边锥形封头，材质与角度的双重保障可使罐内物料更为彻底的排净；成品罐8带有称重装置604，能准确显示罐内物料重量，并在显示箱中显示。

所述管链输送装置是一种输送粉状、小颗粒状及小块状等散状物料的连续输送设备，可以水平、倾斜和垂直组合输送；在密闭管道内，以链片为传动构件带动物料沿管道运动。当水平输送时，物料颗粒受到链片在运动方向的推力。当料层间的内摩擦力大于物料与管壁的外摩擦力时，物料就随链片向前运动，形成稳定的料流；当垂直输送时，管内物料颗粒受链片向上推力，因为下部给料阻止上部物料下滑，产生了横向侧压力，所以增强了物料的内摩擦力，当物料间的内摩擦力大于物料与管内壁外摩擦力及物料自重时，物料就随链片向上输送，形成连续料流。

所述布袋式除尘器11是利用旋流离心、脉冲清灰、布袋过滤、负压抽吸等多级除尘功能综合除尘，除尘效率高，可密闭回收粉尘废料，不污染环境，粉尘废料回收再利用，节约成本，减少劳动量，该设备结构紧凑，具有占地面积小，部件可靠，设备故障率低的特点。

所述自动码垛机10由控制器、自动分离装置、移动横梁升降机械手、重托盘输送装置等组成，是机、电一体化技术产品，设备可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛，使得垛形紧密、整齐。

所述远程控制系统采用远程工控机操作，通过PLC编程对现场生产线路进行模拟，以画面形式在显示屏上显示，保证阀门位置、阀门开关状态、压力反馈数值、重量信息等能够准确的一一对应无误，操作人员只需要在远端通过鼠标点触即可完成阀门的开关、电机1311的启停运行、设备搅拌等操作，实现远程操作、控制，并实时检测现场所有的压力、重量等信息。

如图3所示，本发明所述油田钻井用助剂环保自动化生产线的工作流程，包括：

将袋装助剂原料（轻质）经过皮带输送系统1输送至自动破袋机3中进行破袋；割刀破袋过程中引起的粉尘由布袋式除尘器11抽吸并抖落；经过破袋后的破损包装袋由滚筒输出之后落入专用的打包机进行挤压铰出，统一打包处理；

破袋后，物料依次经过第一管链输送装置2及物料加入装置12输送至混拌罐系统6中混拌；物料在物料加入装置12中进行过滤；混拌罐系统6的混拌过程通过除尘罐进行除尘，通过称重装置604进行物料计量；

混拌完成后，物料依次经过第二管链输送装置5及物料加入装置12输送至成品罐8，由位于成品罐8底部的包装机7进行包装；成品罐8下落过程通过除尘罐进行除尘；通过计量单元进行物料计量。

包装机7通过带式输送设备9将包装后的袋装物料输送至摆放台13上，通过自动码垛机10码放，通过叉车入库；包装机7通过计量单元进行物料计量；

上述工作流程均通过远程控制系统进行控制，实现远程操作、控制，并实时检测现场所有的压力、重量等信息。

本发明采用自动拆包+气力+机械的双作用混拌、自动包装、自动智能码垛、管链输送、全程负压除尘的方式，实现助剂生产的高效化与自动化生产。

实施例2：

本实施例涉及的一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，其主体结构与实施例1相同，其不同之处在于：

如图10和11所示，所述连杆一135端部与连杆二1312一端铰接，所述1312另一端与水平设置的擦拭环1313铰接；工作时，电机1311驱动过滤装置转动，在螺纹137与锯齿139的配合下，带动滚轮134转动，从而带动连杆一135向上转动，连杆一135带动连杆二1312向上转动，从而带动擦拭环1313向上移动，当电机1311反向转动时，连杆一135和连杆二1312向下转动，带动擦拭环1313向下移动，擦拭环1313的上下移动，能够对罐体131内壁进行擦拭，避免罐体131内壁残余粉料；通过电机1311既能够带动过滤层136旋转，又能够使连杆一135对过滤层136实施拍打动作，使过滤效果更好，还能够带动擦拭环1313对罐体131内壁进行擦拭，功能多样。

如图10和11所示，所述连杆一135上设置有用于拍打过滤层136的辅助杆1314，作为优选，所述辅助杆1314设置于连杆一135端部并与辅助杆1314垂直设置，当连杆一135向上旋转一定角度时，即可通过辅助杆1314端部拍打过滤层136。

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，任何符合本发明权利要求书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 (10)

1.一种油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：包括远程控制系统和依次连接的皮带输送系统（1）、自动破袋机（3）、卸料装置（4）、混拌罐系统（6）、成品罐（8）、包装机（7）；所述皮带输送系统（1）用于将袋装物料输送至自动破袋机（3）中；所述卸料装置（4）设置于自动破袋机（3）下方，所述包装机（7）位于成品罐（8）下方；自动破袋机（3）将包装袋割开，破袋后物料落入卸料装置（4）中；卸料装置（4）卸料后输送至混拌罐系统（6）中进行混拌操作，混拌完成后，输送至成品罐（8），然后经包装机（7）进行包装；所述远程控制系统用于远程控制阀门的开关、电机（1311）的启停、设备搅拌操作，实现远程操作、控制，并实时检测现场所有的压力、重量信息。

2.根据权利要求1所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述皮带输送系统（1）通过第一管链输送装置（2）及物料加入装置（12）将物料输送至自动破袋机（3）中；所述混拌罐系统（6）通过第二管链输送装置（5）及物料加入装置（12）将物料输送至成品罐（8）。

3.根据权利要求2所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述物料加入装置（12）包括罐体（131）和罐体（131）内设置的过滤装置；所述过滤装置包括锥体（132）、凸沿（133）、滚轮（134）、连杆一（135）和过滤层（136）；所述锥体（132）内部中空，顶部固定连接过滤层（136），底部为开口结构且底部外周与凸沿（133）固定连接；所述过滤层（136）中心通过转轴（1310）与电机（1311）连接，电机（1311）设置于罐体（131）顶部；所述凸沿（133）外侧边沿与罐体（131）内壁相对转动式连接，凸沿（133）底面设置有螺纹（137）；所述滚轮（134）通过连接耳（138）安装在罐体（131）内壁上，位于凸沿（133）下方，滚轮（134）能够绕连接耳（138）转动；滚轮（134）上设置有与螺纹（137）匹配的锯齿（139）；所述连杆一（135）固定连接在滚轮（134）上。

4.根据权利要求3所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述连杆一（135）端部与连杆二（1312）一端铰接，所述1312另一端与水平设置的擦拭环（1313）铰接。

5.根据权利要求4所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述连杆一（135）上设置有用于拍打过滤层（136）的辅助杆（1314）。

6.根据权利要求5所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述辅助杆（1314）设置于连杆一（135）端部并与辅助杆（1314）垂直设置。

7.根据权利要求3-6任一项所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述滚轮（134）设置两个以上。

8.根据权利要求1所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述混拌罐系统（6）包括混拌罐（601）和机械混拌装置（602）；所述机械混拌装置（602）用于对混拌罐（601）内部物料进行搅拌，所述混拌罐（601）顶部与物料加入装置（12）连接，物料加入装置（12）与第一管链输送装置（2）连接，通过第一管链输送装置（2）及物料加入装置（12）将助剂原料加入混拌罐（601）中；所述混拌罐（601）底部与第二管链输送装置（5）连接并设置有出料阀（603）。

9.根据权利要求1所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述包装机（7）通过带式输送设备（9）将包装后的袋装物料输送至摆放台（13）上，通过自动码垛机（10）码放。

10.根据权利要求1-6、8、9任一项所述的油田钻井用助剂环保自动化生产线，其特征在于：所述远程控制系统包括工控机和PLC，用于阀门控制、电机（1311）控制、自动码垛机（10）控制，并实时检测现场所有的压力、重量信息。

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