CN115405246B - 一种钻井岩屑及废液分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井岩屑及废液分离装置，属于钻井岩屑及废液处理技术领域，包括固液分离罐和废液回收筒，固液分离罐的顶面安装有顶盖，在顶盖的顶面设有进料口，废液回收筒固定安装在固液分离罐的内腔中，固液离心分离过滤罩下部周侧固定连接有环形围板，固液离心分离过滤罩下部两侧且位于其与环形围板之间对称铰接有两个弧形翻转排屑板，在固液离心分离过滤罩底面对称铰接有两根分别与两个弧形翻转排屑板铰接执行弧形翻转运动的电动推拉杆。该钻井岩屑及废液分离装置，可以使得岩屑和废液有效分离，而过滤后的岩屑会集中在固液离心分离过滤罩的底端周侧位置，不会影响废液的过滤堵塞，从而可以提高废液过滤效果。
Description
技术领域
本发明属于钻井岩屑及废液处理技术领域，具体涉及一种钻井岩屑及废液分离装置。
背景技术
岩屑描述是指对钻井过程中，由钻头破碎岩层所产生的岩屑通过肉眼观察或简单的现场分析化验等手段进行进行的描述，钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。
由于钻井液的主要作用在于将岩屑从井底携带至地面，所产生的钻井废液中含有大量的固相颗粒，钻井液中的固相颗粒像岩屑、重晶石等，使钻井液的流动性能变坏，不但破坏了钻井液性能的稳定，而且增大了循环系统的摩擦力，使设备过早磨损；所以在钻井废液重新进入循环系统前必须经过分离处理；
本实施例就是以固体岩屑和废液分分离处理为例，如中国专利号为：CN102587849B的钻井岩屑及废液分离装置，其是：“包括底架、筛网、转鼓总成、驱动机构以及机壳，所述筛网设于机壳内，机壳为封闭式结构，筛网为圆锥台状中空结构，所述转鼓总成为圆锥台状结构，转鼓总成设于筛网内侧、且与筛网的回转轴线相同”其是转鼓和筛网均设为圆锥台状结构，便于固液相分离，转鼓和筛网通过立式差速器实现差速旋转，将钻井岩屑及废液经过两级离心分离，有效回收钻井液。但是仍然有美中不足的地方，比如，当长时间将岩屑直接甩到筛网内侧面上时，由于筛网不断的受到岩屑的击打，容易使得筛网上的岩屑掉落，仍然会和废液混合在一起，导致分离效果降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻井岩屑及废液分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻井岩屑及废液分离装置，包括固液分离罐，所述固液分离罐的顶面安装有顶盖，在顶盖的顶面设有进料口；
废液回收筒，所述废液回收筒固定安装在固液分离罐的内腔中；
所述顶盖内壁连接有支撑杆，支撑杆底面转动连接有转杆，在转杆周侧固定安装有固液离心分离过滤罩，在固液分离罐的外壁安装有伺服电机，伺服电机通过齿轮传动机构与转杆底端连接；
所述固液离心分离过滤罩下部周侧固定连接有环形围板，固液离心分离过滤罩下部两侧且位于其与环形围板之间对称铰接有两个弧形翻转排屑板，在固液离心分离过滤罩底面对称铰接有两根分别与两个弧形翻转排屑板铰接执行弧形翻转运动的电动推拉杆，废液回收筒位于固液离心分离过滤罩正下方，且外圈直径小于固液离心分离过滤罩底部外圈直径尺寸，固液分离罐外壁下部设有排屑管。
优选的，所述伺服电机的输出轴贯穿至固液分离罐中，且连接有转轴，所述齿轮传动机构包括套设在转轴自由端的主动齿轮以及与其相啮合且套设在转杆底端的从动齿轮。
优选的，所述环形围板内壁与固液离心分离过滤罩对称连接有两根固定杆件，所述固液离心分离过滤罩底面对称连接有两根固定立板，电动推拉杆的两端分别与固定立板以及弧形翻转排屑板铰接。
优选的，所述固定立板内壁对称焊接有两个第一耳板，在弧形翻转排屑板远离固液离心分离过滤罩的一端底面对称焊接有两个第二耳板，电动推拉杆的两端均通过销轴与第一耳板以及第二耳板铰接。
优选的，所述主动齿轮和从动齿轮外侧设有防护盒，防护盒一侧外壁通过连接杆与固液分离罐内壁固定连接；
所述转杆和转轴分别贯穿防护盒。
优选的，所述废液回收筒下方设有半球形托盘，半球形托盘外壁与固液分离罐内壁之间对称焊接有多条倾斜支托杆，在废液回收筒底面贯穿连接有第一排液管。
优选的，所述废液回收筒下方且位于固液分离罐内腔下部固定连接有倾斜筛网，倾斜筛网的一端与排屑管相通。
优选的，所述倾斜筛网下方且位于固液分离罐内底壁设有排液导流坡，排液导流坡远离排屑管的一端且位于固液分离罐周侧下部贯穿有第二排液管。
优选的，所述第一耳板和第二耳板的外壁上均开设有用于销轴滑动的行程通槽。
优选的，所述第一排液管和第二排液管中均设有电磁阀门。
优选的，所述倾斜筛网上方且位于固液分离罐的内壁上焊接有第一铰接板，所述第一铰接板通过销轴铰接有电动推杆，所述电动推杆的推动端连接有推料板件，所述推料板件的底壁与倾斜筛网滑动摩擦接触。
本发明的技术效果和优点：
该钻井岩屑及废液分离装置，岩屑和废液从进料口进入固液分离罐中，在固液离心分离过滤罩的作用下，可以对废液进行过滤，从而减少岩屑的混合，而在固液离心分离过滤罩的周侧设置的环形围板以及弧形翻转排屑板的作用下，可以对岩屑进行过滤后收集，从而可以使得岩屑和废液有效分离，而过滤后的岩屑会集中在固液离心分离过滤罩的底端周侧位置，不会影响废液的过滤堵塞，从而可以提高废液过滤效果；
同时伺服电机通过齿轮传动机构可以带动固液离心分离过滤罩执行正反转半圈运行，从而可以使得旋转状态下的固液离心分离过滤罩对其上以及堆积岩屑中的废液离心甩出，从而可以有效的提高岩屑过滤效果，减少废液的混合；
电动推拉杆在固液离心分离过滤罩下方驱动推拉运动，使得两个弧形翻转排屑板可以打开闭合，从而方便对堆积的岩屑进行集中排放处理，同时可以在闭合时通过电动推拉杆进行支撑弧形翻转排屑板，防止其断裂，提高其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的固液分离罐剖视图；
图3为本发明的转杆和固液离心分离过滤罩的连接示意图；
图4为本发明的固液离心分离过滤罩的俯视图；
图5为本发明的图3中A处放大示意图；
图6为本发明的废液回收筒和半球形托盘的连接示意图；
图7为本发明的电动推杆和电动提升杆件的连接示意图。
图中：1、固液分离罐；2、底座；3、顶盖；4、进料口；5、伺服电机；6、支撑杆；7、转杆；8、固液离心分离过滤罩；9、环形围板；10、齿轮传动机构；11、废液回收筒；12、半球形托盘；13、第一排液管；14、二次废液过滤腔；15、排液导流坡；16、倾斜筛网；17、排屑管；18、第二排液管；19、固定杆件；20、弧形翻转排屑板；21、连接杆；22、防护盒；23、主动齿轮；24、从动齿轮；25、转轴；26、排水滤网；27、固定立板；28、第一耳板；29、第二耳板；30、行程通槽；31、销轴；32、三角肋板；33、倾斜支托杆；34、电磁阀门；35、电动推拉杆；36、电动推杆；37、推料板件；38、第一铰接板；39、电动提升杆件；40、第二铰接板。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提供了如图1-图7所示的一种钻井岩屑及废液分离装置，岩屑描述是指对钻井过程中，由钻头破碎岩层所产生的岩屑通过肉眼观察或简单的现场分析化验等手段进行进行的描述，钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面；
钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石）。化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物；
由于钻井液的主要作用在于将岩屑从井底携带至地面，所产生的钻井废液中含有大量的固相颗粒，钻井液中的固相颗粒像岩屑、重晶石等，使钻井液的流动性能变坏，不但破坏了钻井液性能的稳定，而且增大了循环系统的摩擦力，使设备过早磨损；所以在钻井废液重新进入循环系统前必须经过分离处理；
本实施例就是以固体岩屑和废液分分离处理为例：
包括固液分离罐1和废液回收筒11，固液分离罐1的顶面安装有顶盖3，在顶盖3的顶面设有进料口4，在固液分离罐1的底面安装有底座2，废液回收筒11固定安装在固液分离罐1的内腔中；
固液离心分离过滤罩8下部周侧固定连接有环形围板9，固液离心分离过滤罩8下部两侧且位于其与环形围板9之间对称铰接有两个弧形翻转排屑板20，在固液离心分离过滤罩8底面对称铰接有两根分别与两个弧形翻转排屑板20铰接执行弧形翻转运动的电动推拉杆35，废液回收筒11位于固液离心分离过滤罩8正下方，且外圈直径小于固液离心分离过滤罩8底部外圈直径尺寸，固液分离罐1外壁下部设有排屑管17；
顶盖3内壁连接有支撑杆6，支撑杆6底面转动连接有转杆7，在转杆7周侧固定安装有固液离心分离过滤罩8，在固液分离罐1的外壁安装有伺服电机5，伺服电机5通过齿轮传动机构10与转杆7底端连接。
环形围板9内壁与固液离心分离过滤罩8对称连接有两根固定杆件19，固液离心分离过滤罩8底面对称连接有两根固定立板27，电动推拉杆35的两端分别与固定立板27以及弧形翻转排屑板20铰接。
伺服电机5的输出轴贯穿至固液分离罐1中，且连接有转轴25，齿轮传动机构10包括套设在转轴25自由端的主动齿轮23以及与其相啮合且套设在转杆7底端的从动齿轮24，主动齿轮23和从动齿轮24外侧设有防护盒22，防护盒22一侧外壁通过连接杆21与固液分离罐1内壁固定连接。
固定立板27内壁对称焊接有两个第一耳板28，在弧形翻转排屑板20远离固液离心分离过滤罩8的一端底面对称焊接有两个第二耳板29，电动推拉杆35的两端均通过销轴31与第一耳板28以及第二耳板29铰接。
转杆7和转轴25分别贯穿防护盒22，在防护盒22的底面安装有排水滤网26，若废液从转杆7和转轴25与防护盒22的贯穿孔进入防护盒22中时，废液可以从排水滤网26排出，减少主动齿轮23和从动齿轮24的损坏；
废液回收筒11下方设有半球形托盘12，半球形托盘12外壁与固液分离罐1内壁之间对称焊接有多条倾斜支托杆33，废液回收筒11下方且位于固液分离罐1内腔下部固定连接有倾斜筛网16，倾斜筛网16的一端与排屑管17相通，在废液回收筒11底面贯穿连接有第一排液管13，多条倾斜支托杆33远离半球形托盘12的一端侧壁上安装有三角肋板32，且三角肋板32与固液分离罐1的内壁焊接，从而能够有效的增加倾斜支托杆33的稳定性。
倾斜筛网16下方且位于固液分离罐1内底壁设有排液导流坡15，倾斜筛网16下方为二次废液过滤腔14，且排液导流坡15就位于二次废液过滤腔14内底壁，排液导流坡15远离排屑管17的一端且位于固液分离罐1周侧下部贯穿有第二排液管18。
第一耳板28和第二耳板29的外壁上均开设有用于销轴31滑动的行程通槽30，第一排液管13和第二排液管18中均设有电磁阀门34。
倾斜筛网16上方且位于固液分离罐1的内壁上焊接有第一铰接板38，第一铰接板38通过销轴铰接有电动推杆36，电动推杆36的推动端连接有推料板件37，推料板件37的底壁与倾斜筛网16滑动摩擦接触。
在半球形托盘12底面以及电动推杆36的杆身均固定安装有第二铰接板40，且两个第二铰接板40之间均通过销轴连接有电动提升杆件39，当需要对电动推杆36进行提升或者下降时，打开电动提升杆件39，电动提升杆件39施力于电动推杆 36时，可以对电动推杆36进行提升或者下降，而当需要对物料进行排料时，电动推杆36带动推料板件37在倾斜筛网16顶面摩擦滑动连接，从而可以通过推料板件37对在倾斜筛网16上的废屑进行推动从排屑管17排出，从而可以有效减少废屑的堆积，同时还可以对倾斜筛网16上的废屑施力筛分。
工作原理：
该钻井岩屑及废液分离装置，由于钻井液的主要作用在于将岩屑从井底携带至地面，所产生的钻井废液中含有大量的固相颗粒，钻井液中的固相颗粒像岩屑、重晶石等，使钻井液的流动性能变坏，不但破坏了钻井液性能的稳定，而且增大了循环系统的摩擦力，使设备过早磨损；所以在钻井废液重新进入循环系统前必须经过分离处理；
本实施例就是以固体岩屑和废液分分离处理为例，岩屑和废液从进料口4进入固液分离罐1中，启动伺服电机5执行正反转半圈运动，伺服电机5带动转轴25正反转动，使得转轴25驱动主动齿轮23与从动齿轮24啮合传动连接，从动齿轮24带动转杆7正反转半圈转动，转杆7带动固液离心分离过滤罩8正反转半圈转动；
而岩屑和废液下落在固液离心分离过滤罩8上，废液通过固液离心分离过滤罩8落至废液回收筒11中，而在呈圆锥台状结构的固液离心分离过滤罩8可以使得岩屑滑落至周侧的弧形翻转排屑板20和环形围板9内，从而使得岩屑和废液进行初步过滤分离；
正反转半圈转动的固液离心分离过滤罩8可以对堆积的岩屑中的废液进行甩出，减少废液和岩屑的混合；
当弧形翻转排屑板20和环形围板9之间的岩屑堆积较多时，电动推拉杆35在固定立板27上的第一耳板28之间进行运行，拉动弧形翻转排屑板20打开，使得岩屑下落至倾斜筛网16上，使得混杂的废液流至二次废液过滤腔14中，而岩屑在倾斜筛网16上倾斜滑落，从排屑管17排出；
电动推杆36带动推料板件37在倾斜筛网16顶面摩擦滑动连接，从而可以通过推料板件37对在倾斜筛网16上的废屑进行推动从排屑管17排出，从而可以有效减少废屑的堆积，同时还可以对倾斜筛网16上的废屑施力筛分；
打开第一排液管13和第二排液管18中的电磁阀门34，废液回收筒11中的废液从第一排液管13排出，而二次废液过滤腔14中的废液可以从第二排液管18中排出。
以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钻井岩屑及废液分离装置，包括固液分离罐（1），所述固液分离罐（1）的顶面安装有顶盖（3），在顶盖（3）的顶面设有进料口（4）；
废液回收筒（11），所述废液回收筒（11）固定安装在固液分离罐（1）的内腔中；
其特征在于：所述顶盖（3）内壁连接有支撑杆（6），支撑杆（6）底面转动连接有转杆（7），在转杆（7）周侧固定安装有固液离心分离过滤罩（8），在固液分离罐（1）的外壁安装有伺服电机（5），伺服电机（5）通过齿轮传动机构（10）与转杆（7）底端连接；
所述固液离心分离过滤罩（8）下部周侧固定连接有环形围板（9），固液离心分离过滤罩（8）下部两侧且位于其与环形围板（9）之间对称铰接有两个弧形翻转排屑板（20），在固液离心分离过滤罩（8）底面对称铰接有两根分别与两个弧形翻转排屑板（20）铰接执行弧形翻转运动的电动推拉杆（35），废液回收筒（11）位于固液离心分离过滤罩（8）正下方，且外圈直径小于固液离心分离过滤罩（8）底部外圈直径尺寸，固液分离罐（1）外壁下部设有排屑管（17）。
2.根据权利要求1所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述伺服电机（5）的输出轴贯穿至固液分离罐（1）中，且连接有转轴（25），所述齿轮传动机构（10）包括套设在转轴（25）自由端的主动齿轮（23）以及与其相啮合且套设在转杆（7）底端的从动齿轮（24）。
3.根据权利要求2所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述环形围板（9）内壁与固液离心分离过滤罩（8）对称连接有两根固定杆件（19），所述固液离心分离过滤罩（8）底面对称连接有两根固定立板（27），电动推拉杆（35）的两端分别与固定立板（27）以及弧形翻转排屑板（20）铰接。
4.根据权利要求3所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述固定立板（27）内壁对称焊接有两个第一耳板（28），在弧形翻转排屑板（20）远离固液离心分离过滤罩（8）的一端底面对称焊接有两个第二耳板（29），电动推拉杆（35）的两端均通过销轴（31）与第一耳板（28）以及第二耳板（29）铰接。
5.根据权利要求2所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述主动齿轮（23）和从动齿轮（24）外侧设有防护盒（22），防护盒（22）一侧外壁通过连接杆（21）与固液分离罐（1）内壁固定连接；
所述转杆（7）和转轴（25）分别贯穿防护盒（22）。
6.根据权利要求1所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述废液回收筒（11）下方设有半球形托盘（12），半球形托盘（12）外壁与固液分离罐（1）内壁之间对称焊接有多条倾斜支托杆（33），在废液回收筒（11）底面贯穿连接有第一排液管（13）。
7.根据权利要求6所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述废液回收筒（11）下方且位于固液分离罐（1）内腔下部固定连接有倾斜筛网（16），倾斜筛网（16）的一端与排屑管（17）相通；所述倾斜筛网（16）上方且位于固液分离罐（1）的内壁上焊接有第一铰接板（38），所述第一铰接板（38）铰接有电动推杆（36），所述电动推杆（36）的推动端连接有推料板件（37），所述推料板件（37）的底壁与倾斜筛网（16）滑动摩擦接触。
8.根据权利要求7所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述倾斜筛网（16）下方且位于固液分离罐（1）内底壁设有排液导流坡（15），排液导流坡（15）远离排屑管（17）的一端且位于固液分离罐（1）周侧下部贯穿有第二排液管（18）。
9.根据权利要求4所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述第一耳板（28）和第二耳板（29）的外壁上均开设有用于销轴（31）滑动的行程通槽（30）。
10.根据权利要求8所述的一种钻井岩屑及废液分离装置，其特征在于：所述第一排液管（13）和第二排液管（18）中均设有电磁阀门（34）。
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