CN114797217B - 钻井设备智能润滑过滤装置及其过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钻井设备智能润滑过滤装置及其过滤方法，其中钻井设备智能润滑过滤装置，包括废水处理箱，废水处理箱的顶部设有箱盖，箱盖上设有进液管，废水处理箱的底部设有排液管，所述废水处理箱内固定设有支撑套，支撑套的外部套设有收集筒，支撑套内转动安装有第一安装管，第一安装管内设有第二安装管，第一安装管和第二安装管通过卡接机构连接，第二安装管内固定连接有第二过滤网，第二过滤网的顶部设有两个清洗刷，箱盖与第二安装管之间设置有用于驱动清洗刷进行转动的旋转传动组件，废水处理箱上设有用于驱动第二安装管进行转动的转动驱动机构，本发明整体结构简单，使用方便，能够对污水进行过滤，并且能够自动化清理过滤出的杂质。

Description

钻井设备智能润滑过滤装置及其过滤方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体的说，涉及一种钻井设备智能润滑过滤装置及其过滤方法。

背景技术

钻井通常指勘探或开发石油、天然气等液态和气态矿产而钻凿井眼及大直径供水井的工程，在钻井完成后，钻头表面会附着大量的泥浆等污垢，容易侵蚀钻头，需要对钻井设备进行清洗，在进行清洗时，清洗后的污水由于含有较多的杂质，无法进行直接排放处理。

钻井设备清理后需要对污水进行过滤，而过滤出的杂质会堆积在过滤网上，影响过滤效率，需要定期对杂质进行清理，不便于实际使用。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种整体结构简单，使用方便，能够对污水进行过滤，并且能够自动化清理过滤出的杂质，并对杂质进行存储的钻井设备智能润滑过滤装置及其过滤方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

钻井设备智能润滑过滤装置，包括废水处理箱，废水处理箱的顶部设有箱盖，箱盖上设有进液管，废水处理箱的底部设有排液管，所述废水处理箱内固定设有支撑套，支撑套的外部套设有收集筒，支撑套内转动安装有第一安装管，第一安装管内设有第二安装管，第一安装管和第二安装管通过卡接机构连接，第二安装管内固定连接有第二过滤网，第二过滤网的顶部设有两个清洗刷，箱盖与第二安装管之间设置有用于驱动清洗刷进行转动的旋转传动组件，废水处理箱上设有用于驱动第二安装管进行转动的转动驱动机构。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

所述收集筒包括收集内筒，收集内筒的内壁和支撑套的外壁相接触，收集内筒的外部套设有收集外筒，收集内筒和收集外筒通过环形底板连接，环形底板上设有第一过滤网。

进一步优化：所述旋转传动组件包括设置于清洗刷上方的第一转轴，第一转轴和清洗刷通过弹性单元连接，第一转轴的顶端和箱盖转动连接，箱盖的下方通过转动件转动连接有第三齿轮环，第三齿轮环与第一转轴上固定安装的第二齿轮相啮合，第三齿轮环上固定连接有若干固定板，第二安装管的顶部固定连接有若干固定杆，固定杆贯穿固定板。

进一步优化：所述弹性单元包括固定安装在清洗刷顶部的棱柱，第一转轴的底部开设有凹槽，棱柱的顶端活动安装在凹槽内，棱柱的顶端和凹槽的内壁之间安装有压缩弹簧。

进一步优化：转动驱动机构包括固定安装在第二安装管下方的第一齿轮环，废水处理箱上固定安装有用于驱动第一齿轮环进行转动的驱动器，所述驱动器的动力输出端通过传动组件与第一齿轮环传动连接。

进一步优化：所述传动组件包括转动安装在废水处理箱上的第二转轴，第二转轴靠近第一齿轮环的一端固定安装有第一齿轮，第一齿轮与第一齿轮环相啮合，第二转轴的另一端固定安装有第四齿轮。

进一步优化：所述驱动器包括设置在废水处理箱下方的电机，电机和废水处理箱通过电机架连接，电机的输出端安装有第三齿轮，第三齿轮和第四齿轮相啮合。

进一步优化：所述卡接机构包括若干个卡块，第二安装管的外壁上开设有若干个卡槽，卡块的一端安装在卡槽内，卡块的另一端贯穿第一安装管，卡块的顶部开设有插槽，插槽内设有插杆，插杆的上端贯穿第一安装管。

进一步优化：第一安装管的上方设有活动环，插杆的顶端和活动环固定连接，插杆的外部套设有拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别与第一安装管和活动环固定连接。

本发明还提供一种钻井设备智能润滑过滤方法，包括如下步骤：

待过滤的污水通过进液管进入到废水处理箱内，污水通过第二过滤网进行过滤，过滤后的污水通过排液管排出；

转动驱动机构驱动第一齿轮环旋转，进而使得第二安装管和第一安装管相对支撑套旋转，使得第二过滤网相对清洗刷转动，通过清洗刷对第二过滤网上的杂质进行清理；

通过压缩弹簧对棱柱施加向下的力，使得清洗刷弹性按压在第二过滤网上，第二安装管旋转的过程中，第二安装管驱动固定杆旋转，进而使得固定板驱动第三齿轮环旋转；

通过第三齿轮环驱动第二齿轮旋转，进而使得第一转轴驱动清洗刷旋转；

第二过滤网旋转的同时，使得清洗刷同步旋转，旋转产生的离心力使得杂质从第二过滤网上掉落到收集内筒和收集外筒之间。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

待过滤的污水通过进液管进入到废水处理箱内，污水通过第二过滤网进行过滤，过滤后的污水通过排液管排出，通过转动驱动机构驱动第一齿轮环旋转，进而使得第二安装管和第一安装管相对支撑套旋转，使得第二过滤网相对清洗刷转动，通过清洗刷对第二过滤网上的杂质进行清理，减少杂质堵塞在第二过滤网的可能。

通过第一转轴、凹槽、棱柱和压缩弹簧的设计，使得清洗刷相对第一转轴弹性连接，通过压缩弹簧对棱柱施加向下的力，使得清洗刷弹性按压在第二过滤网上，确保清洗刷与第二过滤网相接触。

通过旋转环、固定环和第三轴承的设计，使得第三齿轮环相对箱盖转动连接，第二安装管旋转的过程中，第二安装管驱动固定杆旋转，进而使得固定板驱动第三齿轮环旋转，通过第三齿轮环驱动第二齿轮旋转，进而使得第一转轴驱动清洗刷旋转，第二过滤网旋转的同时，可以使得清洗刷同步旋转，旋转产生的离心力使得杂质从第二过滤网上掉落到收集内筒和收集外筒之间，避免杂质堆积在第二过滤网上，提高了过滤效率，同时减少对第二过滤网清理的频率。

通过电机驱动第三齿轮旋转，进而通过第三齿轮和第二齿轮的配合，使得第三齿轮驱动第二齿轮旋转，进而通过第二齿轮驱动第二转轴旋转，从而通过第二转轴驱动第一齿轮旋转，通过第一齿轮和第一齿轮环的配合，使得第一齿轮驱动第一齿轮环旋转，进而可以使得第二安装管和第二过滤网旋转。

通过人工驱动螺栓旋转，使得螺栓脱离第一连接板和第二连接板，解除箱盖和废水处理箱之间的固定关系，进而人工驱动箱盖上移，同时固定杆脱离固定板，完成箱盖的拆除，工作人员握住把手，进而人工驱动收集外筒和收集内筒上移，使得收集内筒和收集外筒脱离废水处理箱，进而可以对收集内筒和收集外筒之间的杂质进行清理，收集内筒和收集外筒之间的污水通过第一过滤网排出。

通过人工驱动活动环上移，使得插杆脱离插槽，解除对卡块位置的限定，拉伸弹簧处于拉伸状态，通过人工驱动固定盘移动，使得卡块的一端脱离卡槽，即可解除第二安装管和第一安装管之间的固定关系，工作人员握住固定杆，使得第二安装管和第二过滤网上移，进而使得第一齿轮环和第一连接杆通过第一安装管抽离出来，即可完成第二过滤网的拆除，便于对第二过滤网进行清理。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的整体的结构示意图；

图2为本发明实施例中废水处理箱内部的结构示意图；

图3为本发明实施例中支撑套的结构示意图；

图4为本发明实施例中箱盖的结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明实施例中弹性单元的结构示意图；

图7为本发明实施例中环形底板的结构示意图；

图8为本发明实施例中转动驱动机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中第二安装管的结构示意图；

图10为图9中B处的局部放大图。

图中：1-废水处理箱；2-箱盖；3-进液管；4-排液管；5-支撑套；6-支撑杆；7-收集内筒；8-收集外筒；9-环形底板；10-第一过滤网；11-第一安装管；12-第一轴承；13-第二安装管；14-第二过滤网；15-清洗刷；16-第一齿轮环；17-第一连接杆；18-第一转轴；19-第二轴承；20-第二齿轮；21-第三齿轮环；22-旋转环；23-固定环；24-第三轴承；25-第二连接杆；26-固定板；27-固定杆；28-凹槽；29-棱柱；30-压缩弹簧；31-第二转轴；32-第一齿轮；33-第四轴承；34-第四齿轮；35-电机；36-第三齿轮；37-电机架；38-卡槽；39-卡块；40-插槽；41-插杆；42-活动环；43-拉伸弹簧；44-固定盘；45-支撑块；46-把手；47-第一连接板；48-第二连接板；49-螺栓。

具体实施方式

由图1至图10所示，钻井设备智能润滑过滤装置，包括废水处理箱1，废水处理箱1的顶部设有箱盖2，箱盖2上设有进液管3，废水处理箱1的底部设有排液管4，废水处理箱1内固定设有支撑套5，支撑套5的外部套设有收集筒，支撑套5内转动安装有第一安装管11，第一安装管11内设有第二安装管13，第一安装管11和第二安装管13通过卡接机构连接，第二安装管13内固定连接有第二过滤网14，第二过滤网14的顶部设有两个清洗刷15，箱盖2与第二安装管13之间设置有用于驱动清洗刷15进行转动的旋转传动组件，废水处理箱1上设有用于驱动第二安装管13进行转动的转动驱动机构。

废水处理箱1内位于支撑套5的下方设置有若干个支撑杆6，若干个支撑杆6为环形布设。

支撑杆6的下端与废水处理箱1的内壁固定连接，支撑杆6的上端与支撑套5固定连接。

第一安装管11和支撑套5之间设置有第一轴承12，第一安装管11和支撑套5通过第一轴承12转动连接。

收集筒包括收集内筒7，收集内筒7的内壁和支撑套5的外壁相接触，收集内筒7的外部套设有收集外筒8。

收集内筒7和收集外筒8之间设置有环形底板9，收集内筒7和收集外筒8通过环形底板9固定连接。

收集内筒7和收集外筒8之间形成有收集仓，环形底板9上设有第一过滤网10。

收集外筒8的内壁上设有把手46。

由图2、图3、图4、图5和图6所示，旋转传动组件包括设置于清洗刷15上方的第一转轴18，第一转轴18和清洗刷15通过弹性单元连接，第一转轴18的顶端和箱盖2通过第二轴承19转动连接。

第一转轴18的外部套设有固定连接的第二齿轮20，箱盖2的下方设有第三齿轮环21，第二齿轮20和第三齿轮环21相啮合，第三齿轮环21和箱盖2通过转动件连接。

第三齿轮环21上固定连接有若干固定板26，第二安装管13的顶部固定连接有若干固定杆27，且固定杆27贯穿固定板26。

转动件包括设置于第三齿轮环21上方的旋转环22，旋转环22和第三齿轮环21之间设置有若干各第二连接杆25，第二连接杆25的两端分别与旋转环22和第三齿轮环21固定连接。

旋转环22的外部套设有固定环23，旋转环22和固定环23之间设置有第三轴承24，旋转环22和固定环23之间通过第三轴承24转动连接，固定环23的顶部和箱盖2的底部固定连接。

弹性单元包括设置于清洗刷15顶部的棱柱29，棱柱29的底端和清洗刷15固定连接，第一转轴18的底部开设有凹槽28，凹槽28的横截面形状与棱柱29的横截面形状相匹配，棱柱29的顶端活动安装在凹槽28内。

棱柱29的顶端和凹槽28的顶部内壁之间设置有压缩弹簧30，压缩弹簧30的两端分别与棱柱29和凹槽28固定连接。

通过第一转轴18、凹槽28、棱柱29和压缩弹簧30的设计，使得清洗刷15相对第一转轴18弹性连接，通过压缩弹簧30对棱柱29施加向下的力，使得清洗刷15弹性按压在第二过滤网14上，确保清洗刷15与第二过滤网14相接触。

通过旋转环22、固定环23和第三轴承24的设计，能够使第三齿轮环21转动安装在箱盖2上，方便组装和安装，并且能够使第三齿轮环21相对箱盖2进行转动。

第二安装管13旋转的过程中，第二安装管13驱动固定杆27旋转，进而使得固定板26驱动第三齿轮环21旋转，通过第三齿轮环21驱动第二齿轮20旋转，进而使得第一转轴18驱动清洗刷15旋转，第二过滤网14旋转的同时，可以使得清洗刷15同步旋转，旋转产生的离心力使得杂质从第二过滤网14上掉落到收集内筒7和收集外筒8之间，避免杂质堆积在第二过滤网14上，提高了过滤效率，同时减少对第二过滤网14清理的频率。

由图3和图8所示，转动驱动机构包括固定安装在第二安装管13下方的第一齿轮环16，废水处理箱1上固定安装有用于驱动第一齿轮环16进行转动的驱动器，驱动器的动力输出端通过传动组件与第一齿轮环16传动连接。

传动组件包括转动安装在废水处理箱1上的第二转轴31，废水处理箱1与第二转轴31的连接处设置有第四轴承33，第二转轴31通过第四轴承33转动安装在废水处理箱1上。

第二转轴31靠近第一齿轮环16的一端固定安装有第一齿轮32，第一齿轮32与第一齿轮环16相啮合。

第二转轴31的另一端贯穿废水处理箱1的底部并固定安装有第四齿轮34。

驱动器包括设置于废水处理箱1下方的电机35，电机35和废水处理箱1通过电机架37连接，电机35的输出端设有第三齿轮36，第三齿轮36和第四齿轮34相啮合。

通过电机35驱动第三齿轮36旋转，进而通过第三齿轮36和第四齿轮34的配合，使得第三齿轮36驱动第四齿轮34旋转，进而通过第四齿轮34驱动第二转轴31旋转，从而通过第二转轴31驱动第一齿轮32旋转，通过第一齿轮32和第一齿轮环16的配合，使得第一齿轮32驱动第一齿轮环16旋转，进而可以使得第二安装管13和第二过滤网14旋转。

由图2、图4、图7、图9和图10所示，卡接机构包括若干个卡块39，第二安装管13的外壁上开设有若干个卡槽38，卡块39的一端位于卡槽38内，卡块39的另一端贯穿第一安装管11并固定连接有固定盘44。

卡块39的顶部开设有插槽40，插槽40内设有插杆41，插杆41贯穿第一安装管11。

第一安装管11的上方设有活动环42，插杆41的顶端和活动环42固定连接，插杆41的外部套设有拉伸弹簧43，拉伸弹簧43的两端分别与第一安装管11和活动环42固定连接。

第一安装管11的底部固定连接有若干支撑块45，第二安装管13的底部和支撑块45的顶部相接触。

废水处理箱1上固定连接有若干个第一连接板47，箱盖2上固定连接有若干个第二连接板48，第一连接板47和第二连接板48通过螺栓49连接；

通过人工驱动螺栓49旋转，使得螺栓49脱离第一连接板47和第二连接板48，解除箱盖2和废水处理箱1之间的固定关系，进而人工驱动箱盖2上移，同时固定杆27脱离固定板26，完成箱盖2的拆除。

工作人员握住把手46，进而人工驱动收集外筒8和收集内筒7上移，使得位于收集内筒7和收集外筒8脱离废水处理箱1，进而可以对位于收集内筒7和收集外筒8之间的杂质进行清理。

收集内筒7和收集外筒8之间的污水通过第一过滤网10排出。

通过人工驱动活动环42上移，使得插杆41脱离插槽40，解除对卡块39位置的限定，拉伸弹簧43处于拉伸状态，通过人工驱动固定盘44移动，使得卡块39的一端脱离卡槽38，即可解除第二安装管13和第一安装管11之间的固定关系。

工作人员握住固定杆27，使得第二安装管13和第二过滤网14上移，进而使得第一齿轮环16和第一连接杆17通过第一安装管11抽离出来，即可完成第二过滤网14的拆除，便于对第二过滤网14进行清理。

在本实施例中，所述第三齿轮环21与第二齿轮20之间的传动比和第一齿轮32与第一齿轮环16之间的传动比是不同的。

这样设计，可使第二过滤网14与清洗刷15之间形成差速转动，进而提高对杂质的清理效果。

本发明还提供一种钻井设备智能润滑过滤方法，包括如上述的钻井设备智能润滑过滤装置，包括以下步骤：

待过滤的污水通过进液管3进入到废水处理箱1内，污水通过第二过滤网14进行过滤，过滤后的污水通过排液管4排出；

通过转动驱动机构驱动第一齿轮环16旋转，进而使得第二安装管13和第一安装管11相对支撑套5旋转，使得第二过滤网14相对清洗刷15转动，通过清洗刷15对第二过滤网14上的杂质进行清理；

通过压缩弹簧30对棱柱29施加向下的力，使得清洗刷15弹性按压第二过滤网14，确保清洗刷15与第二过滤网14相接触，第二安装管13旋转的过程中，第二安装管13驱动固定杆27旋转，进而使得固定板26驱动第三齿轮环21旋转；

通过第三齿轮环21驱动第二齿轮20旋转，第三齿轮环21驱动第二齿轮20旋转，进而使得第一转轴18驱动清洗刷15旋转；

第二过滤网14旋转的同时，使得清洗刷15同步旋转，旋转产生的离心力使得杂质从第二过滤网14上掉落到收集内筒7和收集外筒8之间，避免杂质堆积在第二过滤网14上，减少对第二过滤网14清理的频率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.钻井设备智能润滑过滤装置，包括废水处理箱（1），废水处理箱（1）的顶部设有箱盖（2），箱盖（2）上设有进液管（3），废水处理箱（1）的底部设有排液管（4），其特征在于：所述废水处理箱（1）内固定设有支撑套（5），支撑套（5）的外部套设有收集筒，支撑套（5）内转动安装有第一安装管（11），第一安装管（11）内设有第二安装管（13），第一安装管（11）和第二安装管（13）通过卡接机构连接，第二安装管（13）内固定连接有第二过滤网（14），第二过滤网（14）的顶部设有两个清洗刷（15），箱盖（2）与第二安装管（13）之间设置有用于驱动清洗刷（15）进行转动的旋转传动组件，废水处理箱（1）上设有用于驱动第二安装管（13）进行转动的转动驱动机构；

所述收集筒包括收集内筒（7），收集内筒（7）的内壁和支撑套（5）的外壁相接触，收集内筒（7）的外部套设有收集外筒（8），收集内筒（7）和收集外筒（8）通过环形底板（9）连接，环形底板（9）上设有第一过滤网（10）；

所述旋转传动组件包括设置于清洗刷（15）上方的第一转轴（18），第一转轴（18）和清洗刷（15）通过弹性单元连接，第一转轴（18）的顶端和箱盖（2）转动连接，箱盖（2）的下方通过转动件转动连接有第三齿轮环（21），第三齿轮环（21）与第一转轴（18）上固定安装的第二齿轮（20）相啮合，第三齿轮环（21）上固定连接有若干固定板（26），第二安装管（13）的顶部固定连接有若干固定杆（27），固定杆（27）贯穿固定板（26）。

2.根据权利要求1所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：所述弹性单元包括固定安装在清洗刷（15）顶部的棱柱（29），第一转轴（18）的底部开设有凹槽（28），棱柱（29）的顶端活动安装在凹槽（28）内，棱柱（29）的顶端和凹槽（28）的内壁之间安装有压缩弹簧（30）。

3.根据权利要求2所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：转动驱动机构包括固定安装在第二安装管（13）下方的第一齿轮环（16），废水处理箱（1）上固定安装有用于驱动第一齿轮环（16）进行转动的驱动器，所述驱动器的动力输出端通过传动组件与第一齿轮环（16）传动连接。

4.根据权利要求3所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：所述传动组件包括转动安装在废水处理箱（1）上的第二转轴（31），第二转轴（31）靠近第一齿轮环（16）的一端固定安装有第一齿轮（32），第一齿轮（32）与第一齿轮环（16）相啮合，第二转轴（31）的另一端固定安装有第四齿轮（34）。

5.根据权利要求4所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：所述驱动器包括设置在废水处理箱（1）下方的电机（35），电机（35）和废水处理箱（1）通过电机架（37）连接，电机（35）的输出端安装有第三齿轮（36），第三齿轮（36）和第四齿轮（34）相啮合。

6.根据权利要求5所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：所述卡接机构包括若干个卡块（39），第二安装管（13）的外壁上开设有若干个卡槽（38），卡块（39）的一端安装在卡槽（38）内，卡块（39）的另一端贯穿第一安装管（11），卡块（39）的顶部开设有插槽（40），插槽（40）内设有插杆（41），插杆（41）的上端贯穿第一安装管（11）。

7.根据权利要求6所述的钻井设备智能润滑过滤装置，其特征在于：第一安装管（11）的上方设有活动环（42），插杆（41）的顶端和活动环（42）固定连接，插杆（41）的外部套设有拉伸弹簧（43），拉伸弹簧（43）的两端分别与第一安装管（11）和活动环（42）固定连接。

8.一种基于权利要求7所述的钻井设备智能润滑过滤方法，其特征在于：待过滤的污水通过进液管（3）进入到废水处理箱（1）内，污水通过第二过滤网（14）进行过滤，过滤后的污水通过排液管（4）排出；

转动驱动机构驱动第一齿轮环（16）旋转，进而使得第二安装管（13）和第一安装管（11）相对支撑套（5）旋转，使得第二过滤网（14）相对清洗刷（15）转动，通过清洗刷（15）对第二过滤网（14）上的杂质进行清理；

通过压缩弹簧（30）对棱柱（29）施加向下的力，使得清洗刷（15）弹性按压在第二过滤网（14）上，第二安装管（13）旋转的过程中，第二安装管（13）驱动固定杆（27）旋转，进而使得固定板（26）驱动第三齿轮环（21）旋转；

通过第三齿轮环（21）驱动第二齿轮（20）旋转，进而使得第一转轴（18）驱动清洗刷（15）旋转；

第二过滤网（14）旋转的同时，使得清洗刷（15）同步旋转，旋转产生的离心力使得杂质从第二过滤网（14）上掉落到收集内筒（7）和收集外筒（8）之间。

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