CN208966225U - 钻井液处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻井技术领域，公开了一种钻井液处理装置包括筛分装置，所述筛分装置包括滤筒、转轴、半圆形刷和带动转轴间歇转动半圈的间歇运动机构，第一层滤网为半球形滤网，所述半圆形刷的连接杆与所述转轴垂直连接；所述间歇运动机构包括第一传动轮、第二传动轮、曲柄机构、棘轮及第一电机，所述第二传动轮的半径等于所述第一传动轮的半径的2倍，所述连杆做往复位移的位移间距等于所述棘轮的周长。利用硬毛刷前后来回转动而推移第一层滤网上的物料，使其不容易堵塞第一层滤网，同时也能够加速使钻井液通过第一层滤网，提高筛分装置的过滤效率，可有效控制钻井液中的固相含量。

Description

钻井液处理装置

技术领域

本实用新型属于钻井技术领域，具体涉及一种钻井液处理装置。

背景技术

在石油钻井作业中，钻井液的性能起着举足轻重的作用。钻井液是石油钻井作业中不可缺少的重要组成部分，它一方面关系着安全、快速、优质钻井，另一方面关系着油气层保护。钻井液根据实际工作需要，规定了一系列的钻井液性能参数，作为调整及控制钻井液性能的依据，钻井液中固相含量的控制就是其中之一，若钻井液固相控制不合理可能导致井塌、井涌、井喷或压裂地层并污染地层，导致潜在油气资源无法发现或被破坏等严重后果。

从井下循环到地面的钻井液带有大量的有害固相如岩屑、砂子等，所以需要对循环到地面的钻井液采取清除有害固相的处理，石油钻井液固相控制方法较多，其中采用机械振动筛的方法最为普遍。但目前使用的传统振动筛经常发生堵筛现象，使得振动筛的处理量和使用寿命受到严重影响，从而影响钻井液中固相含量的控制。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种钻井液处理装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种钻井液处理装置包括筛分装置，所述筛分装置包括滤筒、转轴、半圆形刷和带动转轴间歇转动半圈的间歇运动机构，所述滤筒内从上而下依次设置多层滤网，第一层滤网为半球形滤网，所述半圆形刷同圆心设在所述半球形滤网的内侧且所述半圆形刷通过连接杆与所述转轴连接，所述转轴垂直于所述滤筒的中心线，所述半圆形刷的硬毛刷的刷毛长度和所述半圆形刷的弧形半径等于所述半球形滤网的半径；

所述间歇运动机构包括第一传动轮、第二传动轮、曲柄机构、棘轮及第一电机，所述曲柄机构包括曲柄及连杆，通过曲柄的转动可带动连杆做往复运动，所述曲柄的曲轴设置在所述第一电机的传动轴上，所述连杆上的齿与所述棘轮啮合连接，所述棘轮与所述第一传动轮同轴设置，所述第一传动轮与所述第二传动轮外啮合连接，所述第二传动轮设在所述转轴伸出所述滤筒的一端上，所述第二传动轮的半径等于所述第一传动轮的半径的2倍，所述连杆做往复位移的位移间距等于所述棘轮的周长。

进一步地，还包括配液装置，所述配液装置包括加液缸体、凸轮和第二电机，所述加液缸体内匹配设置活塞，所述加液缸体内还对称匹配设有固定挡板，两个固定挡板设置在活塞的两侧，所述加液缸体上设有进液管和出液管，所述进液管和所述出液管均位于两个固定挡板之间且靠近同一个固定挡板设置；

所述活塞的推杆依次穿过其中一个固定挡板及所述加液缸体远离进液管的一端与所述凸轮相切，所述第二电机传动连接所述凸轮；

所述推杆穿过所述加液缸体的一端与所述缸体之间设置有弹性部件。

进一步地，所述进液管上设有进液单向阀，所述出液管上设有出液单向阀。

进一步地，还包括除气设备，所述除气设备的入口与所述筛分装置的出口连接，所述除气设备的出口连接有复配釜，所述复配釜与所述出液管连通。

进一步地，所述弹性部件为弹簧。

本实用新型的有益效果为：

间歇运动机构可带动转轴间歇转动半圈，带动转轴顺时针转动半圈过程中，半圆形刷随着转动至第一层滤网的前侧并转动至再次水平，转轴停止转动过程中，半圆形刷会在前一次转动半圈的动能和自身重力势能的作用下回转至第一层滤网的后侧并转动至再次水平，转轴继续顺时针转动半圈，会再次带动半圆形刷随着转动至第一层滤网的前侧并转动至再次水平，如此循环下去，转轴间歇转动半圈过程中，可很好地清刷半球形滤网，利用硬毛刷前后来回转动而推移第一层滤网上的物料，使其不容易堵塞第一层滤网，同时也能够加速使钻井液通过第一层滤网，提高筛分装置的过滤效率，可有效控制钻井液中的固相含量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的配液装置的结构示意图。

图3是本实用新型的曲柄机构的结构示意图。

图中：1-滤筒；101-筛分装置的出口；2-转轴；3-半圆形刷；301-连接杆；4-第一层滤网；501-第一传动轮；502-第二传动轮；6-曲柄；701-T字型连杆的端头；702-T字型连杆的长杆部；703-齿；8-缸体；801-进液管；802-出液管；803-活塞；804-推杆；805-固定挡板；806-弹簧；9-凸轮；10-棘轮；11-第一电机的传动轮；12-第二电机。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实施例的一种钻井液处理装置包括筛分装置，筛分装置用于筛分钻井液中的钻井液中的有害固相如岩屑、砂子等，使钻井液的固相含量得到有效控制。所述筛分装置包括滤筒1、转轴2、半圆形刷3和带动转轴间歇转动半圈的间歇运动机构，所述滤筒内从上而下依次设置多层滤网，第一层滤网4为半球形滤网，所述半圆形刷同圆心设在所述半球形滤网的内侧且所述半圆形刷通过连接杆301与所述转轴连接，所述转轴垂直于所述滤筒的中心线，所述半圆形刷的硬毛刷的刷毛长度和所述半圆形刷的弧形半径等于所述半球形滤网的半径；使用本实用新型的筛分装置前，先手动转动转轴使半圆形刷处于水平状态(可用可移除的支撑夹夹持固定转轴防止转轴转动)，再将筛分装置的其他部件安装好，以转轴带动半圆形刷做顺时针旋转为例进行说明，最初半圆形刷水平贴向第一层滤网的后侧部，启动间歇运动机构的同时松放转轴(移除支撑夹)，间歇运动机构可带动转轴间歇转动半圈，带动转轴顺时针转动半圈过程中，半圆形刷随着转动至第一层滤网的前侧并转动至再次水平，转轴停止转动过程中，半圆形刷会在前一次转动半圈的动能和自身重力势能的作用下(能量守恒原理)回转至第一层滤网的后侧并转动至再次水平，转轴继续顺时针转动半圈，会再次带动半圆形刷随着转动至第一层滤网的前侧并转动至再次水平，如此循环下去，转轴间歇转动半圈过程中，可很好地清刷半球形滤网，利用硬毛刷前后来回转动而推移第一层滤网上的物料，使其不容易堵塞第一层滤网，同时也能够加速使钻井液通过第一层滤网，提高筛分装置的过滤效率。

具体地，所述间歇运动机构包括第一传动轮501、第二传动轮502、曲柄机构、棘轮10及第一电机，所述曲柄机构包括曲柄6及连杆，通过曲柄的转动可带动连杆做往复运动，所述连杆上的齿703与所述棘轮10啮合连接，所述曲柄的曲轴设置在所述第一电机的传动轴上(曲柄的曲轴可与第一电机的传动轮11同轴设置)，所述曲柄远离其曲轴的一端滑动连接在所述T字型连杆的端头701中，所述棘轮与T字型连杆的长杆部702上的齿703啮合连接；当第一电机运转后，可带动曲柄转动，从而带动T字型连杆来回往复位移，在T字型连杆的长杆部上还设有定位滑槽，便于T字型连杆定向做往复位移，从而带动棘轮交替做顺时针转动及逆时针转动，可将曲柄可设定为可伸缩式曲柄，调节曲柄的长度而调节连杆做往复位移的位移间距使连杆做往复位移的位移间距等于所述棘轮的周长，即使第一电机带动曲柄转动过程中，可带动棘轮交替顺时针转动一圈及逆时针转动一圈；当棘轮逆时针转动时，可带动棘轮上的棘爪滑过棘轮，棘轮转动一圈；当棘轮顺时针转动时，可带动棘轮上的棘爪插入棘轮齿而制动，棘轮停止转动，这样随着第一电机的运转，可带动棘轮间歇转动一圈；由于所述棘轮与所述第一传动轮同轴设置，所述第一传动轮与所述第二传动轮外啮合连接，所述第二传动轮设在所述转轴伸出所述滤筒的一端上，所述第二传动轮的半径等于所述第一传动轮的半径的2倍，第一电机的运转后，第一传动轮的转动方式与棘轮相同，第二传动轮做间歇转动半圈运动，从而带动转轴及半圆形刷做间歇转动半圈运动，可推移第一层滤网上的物料，使其不容易堵塞第一层滤网，同时也能够加速使钻井液通过第一层滤网，提高筛分装置的过滤效率。

还可在筛筒底部设置振动装置(振动装置包括电机及弹簧，类似于目前使用的振动筛)，用于振动筛分，筛分效果更好。所述除气设备的入口与所述筛分装置的出口101连接，所述除气设备的出口连接有复配釜，所述复配釜与所述出液管连通，钻井液经筛分装置除泥、砂后，再通过除气设备去除钻井液的气泡，最后经由复配釜复配入灰料和/或液体化学药剂使泥浆达到理想的性能，通过配液装置将灰料和/或液体化学药剂复配入复配釜中与钻井液混合，所述配液装置包括加液缸体8、凸轮9和第二电机12，所述加液缸体内匹配设置活塞803，所述加液缸体内还对称匹配设有固定挡板805，两个固定挡板设置在活塞的两侧，所述活塞的推杆804依次穿过其中一个固定挡板及所述加液缸体远离进液管的一端与所述凸轮相切，所述第二电机传动连接所述凸轮；第二电机运转后，可带动凸轮转动，当凸轮的最高点从远离推杆的位置朝向靠近推杆的位置转动过程中，凸轮可推动活塞位移从接触其中一个固定挡板至接触另一个固定挡板，由于所述推杆穿过所述加液缸体的一端与所述缸体之间设置有弹性部件，此过程会压缩弹性部件(弹性部件可选用弹簧806)，反之当凸轮的最高点朝远离推杆的方向位移过程中，推杆及活塞在凸轮的推动力撤去及弹性部件的弹性回复力可位移至再次接触其中一个固定挡板，可设置使凸轮旋转半周推动推杆位移的距离正好等于活塞与其中一个挡板的间距(此时活塞接触另一个挡板)，这样随着第二电机的传动可带动活塞在两个挡板之间做往复位移，由于所述加液缸体上设有进液管801和出液管802，所述进液管和所述出液管均位于两个固定挡板之间且靠近同一个固定挡板设置；可将装有灰料和/或液体化学药剂的复配液罐与进液管连通，出液管与复配釜连通，这样活塞在两个挡板之间做往复位移过程中，可不断形成负压抽吸复配液罐的灰料和/或液体化学药剂及形成推动力推动缸体内的灰料和/或液体化学药剂进入复配釜与钻井液混合。对称设置的固定挡板使得每次抽吸的复配液和推动输入给复配釜的灰料和/或液体化学药剂(密度为ρ)的量为固定量m，通过缸体的内径r及活塞与其中一个挡板的间距l(此时活塞接触另一个挡板)及密度为ρ推算出固定量，固定量的计算公式如下式：

m＝πr²·l·ρ

得到的固定量是通过第二电机带动凸轮旋转一周而得，内径r及间距l可根据实际需要的灰料和/或液体化学药剂的质量进行选择，最好使需要的灰料和/或液体化学药剂的体积是πr²·l的整数倍，方便实际操作第二电机的运转方式，使第二电机带动凸轮转动整数倍的圈数。可选择使πr²·l为1立方厘米，方便定量添加灰料和/或液体化学药剂。

这样就可按照实际需要的固定量给钻井液混合定量的灰料和/或液体化学药剂，使钻井液达到理想的密度及粘度等。

所述进液管上设有进液单向阀，从复配液罐抽吸至缸体内的灰料和/或液体化学药剂不会出现倒吸，所述出液管上设有出液单向阀，缸体内的灰料和/或液体化学药剂只会通过出液管排出至复配釜。

总之，本实用新型的间歇运动机构可带动转轴间歇转动半圈过程中，可很好地清刷半球形滤网，利用硬毛刷前后来回转动而推移第一层滤网上的物料，使其不容易堵塞第一层滤网，同时也能够加速使钻井液通过第一层滤网，提高筛分装置的过滤效率。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钻井液处理装置，其特征在于：包括筛分装置，所述筛分装置包括滤筒、转轴、半圆形刷和带动转轴间歇转动半圈的间歇运动机构，所述滤筒内从上而下依次设置多层滤网，第一层滤网为半球形滤网，所述半圆形刷同圆心设在所述半球形滤网的内侧且所述半圆形刷通过连接杆与所述转轴连接，所述转轴垂直于所述滤筒的中心线，所述半圆形刷的硬毛刷的刷毛长度和所述半圆形刷的弧形半径等于所述半球形滤网的半径；

所述间歇运动机构包括第一传动轮、第二传动轮、曲柄机构、棘轮及第一电机，所述曲柄机构包括曲柄及连杆，通过曲柄的转动可带动连杆做往复运动，所述曲柄的曲轴设置在所述第一电机的传动轴上，所述连杆上的齿与所述棘轮啮合连接，所述棘轮与所述第一传动轮同轴设置，所述第一传动轮与所述第二传动轮外啮合连接，所述第二传动轮设在所述转轴伸出所述滤筒的一端上，所述第二传动轮的半径等于所述第一传动轮的半径的2倍，所述连杆做往复位移的位移间距等于所述棘轮的周长。

2.根据权利要求1所述的钻井液处理装置，其特征在于：还包括配液装置，所述配液装置包括加液缸体、凸轮和第二电机，所述加液缸体内匹配设置活塞，所述加液缸体内还对称匹配设有固定挡板，两个固定挡板设置在活塞的两侧，所述加液缸体上设有进液管和出液管，所述进液管和所述出液管均位于两个固定挡板之间且靠近同一个固定挡板设置；

所述活塞的推杆依次穿过其中一个固定挡板及所述加液缸体远离进液管的一端与所述凸轮相切，所述第二电机传动连接所述凸轮；

所述推杆穿过所述加液缸体的一端与所述缸体之间设置有弹性部件。

3.根据权利要求2所述的钻井液处理装置，其特征在于：所述进液管上设有进液单向阀，所述出液管上设有出液单向阀。

4.根据权利要求3所述的钻井液处理装置，其特征在于：还包括除气设备，所述除气设备的入口与所述筛分装置的出口连接，所述除气设备的出口连接有复配釜，所述复配釜与所述出液管连通。

5.根据权利要求2-4任一项权利要求所述的钻井液处理装置，其特征在于：所述弹性部件为弹簧。