CN209145529U - 一种真空除气器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种真空除气器，包括中心吸管和进液管，还包括设于中心吸管与进液管之间、用于增大从进液管流入中心吸管内的钻井液流量的辅助进液装置。辅助进液装置加速钻井液由进液管流入中心吸管内，使钻井液快速流经波浪形导流板，从而加速钻井液中气体的逸出速度，因此，本申请所提供的真空除气器有利于提升处理量和除气效率。

Description

一种真空除气器

技术领域

本实用新型涉及处理气浸钻井液设备技术领域，特别涉及一种真空除气器。

背景技术

真空除气器是一种用于处理侵气钻井液的新型专用设备，可以快速去除侵入到钻井液中的各种气体，能有效的恢复泥浆的比重，稳定泥浆性能，适合各类泥浆循环净化系统的配套设备。

现有的真空除气器包括真空除气罐、设于真空除气罐中心的中心吸管、与中心吸管的底部相连通的进液管和设于进液管顶端的导流板，以及分别设于真空除气罐顶部和底部的真空泵和射流泵。

工作时，真空泵和射流泵的抽吸作用使真空除气罐内形成负压，同时钻井液在大气压的作用下通过进液管进入真空除气罐中心的中心吸管，再由中心吸管顶部四周的开孔流出，分别流到各层导流板上，由于导流板面积很大，将钻井液摊薄，促使钻井液中的气泡逸出。同时每个导流板的表面呈波浪形，使得钻井液在流动过程中形成紊流，加速气泡逸出。逸出的气体通过真空泵的抽吸被排往安全地带，除气后的钻井液则由于自重进入真空除气罐底部，经由射流泵排出罐外。

近年来，随着钻井技术的发展，高密度钻井液使用越来越多，高密度钻井液通常伴随着粘度和切力的升高，侵入钻井液中的气泡更加难以去除。因此，高密度钻井液的使用，对钻井液除气器提出了更高的要求。

目前，在处理高密度钻井液时，单靠除气罐内真空抽吸作用，无法高效快速清除真空除气器的侵入气体，处理量小，除气效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种真空除气器，有利于提升处理量和除气效率。

其具体方案如下：

本申请提供一种真空除气器，包括中心吸管和进液管，还包括：

设于所述中心吸管与所述进液管之间、用于增大从所述进液管流入所述中心吸管内的钻井液流量的辅助进液装置。

优选地，所述辅助进液装置包括：

两端分别与所述中心吸管和所述进液管相连通的连接管；

一端延伸至所述连接管内的转轴；

位于所述连接管内且固设于所述转轴的一端、用于拨动钻井液加速流通的叶轮；

位于所述连接管的外部且与所述转轴远离所述叶轮的一端相连、用于驱动所述转轴转动的驱动件。

优选地，所述辅助进液装置还包括：

一端卡于所述连接管的管壁上且另一端与套于所述转轴远离所述叶轮的一端、用于支撑所述转轴的支撑座；

设于所述支撑座与所述转轴之间、用于支撑所述转轴相对于所述支撑座转动的回转支撑件。

优选地，所述支撑座包括：

套于所述转轴远离所述叶轮一端的外周的回转支套；

穿过所述连接管并卡于所述连接管的管壁上、与所述回转支套靠近所述连接管的一端相固连的固定法兰。

优选地，所述辅助进液装置还包括：

设于所述转轴靠近所述叶轮的一端、用于固定所述叶轮的紧固组件。

优选地，所述辅助进液装置还包括：

安装于所述转轴上且两端分别与所述回转支套靠近所述叶轮的一端相抵、用于阻隔外界异物进入所述回转支撑件的机械密封组件；

安装于所述转轴上且固定于所述回转支套靠近所述叶轮的一端、用于止挡所述机械密封组件的止挡盖。

优选地，所述辅助进液装置还包括：

安装于所述叶轮上、用于检测所述叶轮转速的速度检测装置；

分别与所述速度检测装置和所述驱动件相连、用于根据所述速度检测装置发送的信号控制所述驱动件的输出转矩的控制装置。

优选地，还包括：

设于所述中心吸管外周的真空除气罐；

连接于所述真空除气罐的顶部、用于为所述真空除气罐提供负压的真空泵；

连接于所述真空除气罐的底部、用于使所述真空除气罐内的钻井液排出的射流泵；

位于所述真空除气罐内且设于所述中心吸管的顶部、用于引导并加速钻井液流动的波浪形导流板。

相对于背景技术，本申请提供一种真空除气器，包括中心吸管和进液管，还包括设于所述中心吸管与所述进液管之间、用于增大从所述进液管流入所述中心吸管内的钻井液流量的辅助进液装置。

当钻井液由所述进液管进入所述中心吸管时，在所述辅助进液装置的作用下，钻井液的压力有所提高，流量变大，使钻井液的流速变大，流过导流板的钻井液速度随之加快，相应地钻井液的除气速度便随之提高，因此，本申请所提供的真空除气器有利于提升处理量和除气效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的真空除气器的结果示意简图；

图2为图1中辅助进液装置的侧视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图2的俯视图。

附图标记如下：

中心吸管1、进液管2、辅助进液装置3、真空除气罐4、真空泵5、射流泵6和波浪形导流板7；

连接管31、转轴32、叶轮33、驱动件34、紧固组件35、支撑座36、回转支撑件37、机械密封组件38和止挡盖39；

回转支套361和固定法兰362。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本实用新型实施例所提供的真空除气器的结果示意简图；图2为图1中辅助进液装置的侧视图；图3为图2中A-A剖视图；图4为图2的俯视图。

本实用新型实施例公开了一种真空除气器，包括中心吸管1和进液管2，还包括设于中心吸管1和进液管2之间的辅助进液装置3，以便辅助进液装置3增大从进液管2流入中心吸管1内的钻井液流量。

在该具体实施例中，中心吸管1设于真空除气罐4的中心，且沿真空除气罐4轴向方向延伸。中心吸管1的顶端设有若干圈出液孔，相应地，每圈出液孔的外周对应固设有一圈向下倾斜设置的波浪型导流板，以便引导并加速钻井液的流通。中心吸管1的底部与辅助进液装置3相连，以便辅助进液装置3提高流入中心吸管1内钻井液的流量。

进液管2的两端分别与钻井液循环罐和辅助进液装置3相连，以便通过真空除气罐4内的真空将钻井液从钻井液循环罐内吸入进液管2内，并通过辅助进液装置3增压后流入中心吸管1内。在该具体实施例中，进液管2优选为圆柱形金属管，其两端采用焊接的方式分别与钻井液循环罐和辅助进液装置3相固连，当然，进液管2的结构及连接方式不限于此。

在该具体实施例中，辅助进液装置3包括连接管31、转轴32、叶轮33和驱动件34。

连接管31的两端分别与中心吸管1和进液管2相连通。在该具体实施例中，优选地，连接管31的两个出口的中心轴线相互垂直，也即连接管31大致呈L型，当然，不限于此。

转轴32的一端延伸至连接管31内，在该具体实施例中，转轴32包括固定端和延伸端，其中，固定端固定于连接管31的拐角处，相应地延伸端沿平行于进液管2的中心轴线方向向连接管31的内部延伸。优选地，转轴32为阶梯型悬臂轴，当然转轴32的结构不限于此。

叶轮33位于连接管31内，且固设于转轴32的一端，主要用于拨动钻井液加速流通。在该具体实施例中，叶轮33优选轴流式叶轮，具体地，叶轮33包括连接套和沿连接套径向方向均匀分布的四片叶片。当然，叶轮33的结构不限于此。

相应地，辅助进液装置3还包括设于转轴32靠近叶轮33的一端的紧固组件35，在该具体实施例中，紧固组件35具体为用于固定叶轮33的紧定螺母。当然，不限于此。

驱动件34位于连接管31的外部，且与转轴32远离叶轮33的一端相连，主要用于驱动转轴32转动。在该具体实施例中，驱动件34优选隔爆电机，当然也可以是其他类型的电机。具体地，电机的输出轴通过键与转轴32相固连。

另外，辅助进液装置3还包括支撑座36、回转支撑件37、机械密封组件38和止挡盖39。

其中，支撑座36的一端卡于连接管31的管壁上，其另一端套于转轴32远离叶轮33的一端的外周面上，主要用于支撑转轴32。

在该具体实施例中，支撑座36具体包括回转支套361和固定法兰362，回转支套361套于转轴32远离叶轮33一端的外周面上；固定法兰362穿过连接管31，并卡于连接管31的管壁上，且与回转支套361靠近连接管31的一端相固连。

具体地，回转支套361为横截面呈圆环形的金属套，其一端焊接于固定法兰362上，另一端沿转轴32的轴向方向延伸。固定法兰362大致呈圆盘型，且外周设有与连接管31的管壁相抵的台阶面，其靠向驱动件34的一端通过螺栓螺母与驱动件34相连。当然，支撑座36的结构不限于此。

回转支撑件37设于支撑座36与转轴32之间，主要用于支撑转轴32相对于支撑座36转动。在该具体实施例中，回转支撑件37具体为三个轴承，包括两个球轴承和一个圆锥滚子轴承。相应地，回转支套361的内侧面设有用于分别限定各个轴承轴向移动的轴承限位槽。具体地，两个球轴承分别位于回转支套361的两端，其外圈与回转支套361内侧的轴承限位槽过盈连接，其内圈与转轴32的对应外周面过盈连接。由于转轴32为悬臂轴，故圆锥滚子轴承设于回转支套361远离固定法兰362的一端，其两端面分别与其中一个球轴承的端面和止挡盖39相抵，从而限定其轴向移动。当然，回转支撑件37的类型不限于此。

机械密封组件38安装于转轴32上，且其两端分别与回转支套361靠近叶轮33的一端相连，主要用于阻隔外界异物进入回转支撑件37内。在该具体实施例中，机械密封组件38具体采用双油封背靠背结构，相应地，止挡盖39设有用于容纳双油封的环形容纳槽，同时该环形容纳槽还能对双油封进行轴向限定。当然，机械密封组件38的类型及固定方式均不限于此。

止挡盖39安装在转轴32上，且固定于回转支套361靠近叶轮33的一端，主要用于止挡机械密封组件38，防止机械密封组件38轴向移动。在该具体实施例中，止挡盖39呈圆盘形，具有用于供转轴32穿过的安装孔，其外周设有与回转支套361的端面相抵的台阶面，且一端与机械密封组件38的端面相抵。在止挡盖39上设有若干用于供螺栓穿过的螺纹孔，以便将止挡盖39固定至回转支套361上。当然，止挡盖39的结构不限于此。

辅助进液装置3还包括速度检测装置和控制装置，速度检测装置安装于叶轮33上，主要用于检测叶轮33的转速，具体为速度传感器；控制装置分别与速度检测装置和驱动件34相连，主要用于根据速度检测装置发送的信号控制驱动件34的输出转矩，从而通过转轴32控制叶轮33的转速，以调节钻井液的流量，以适应不同粘度的钻井液。

本申请还包括真空除气罐4、真空泵5、射流泵6和波浪形导流板7，其中，真空除气罐4设于中心吸管1的外周，大致呈圆柱状。真空泵5连接于真空除气罐4的顶部，以便真空除气罐4内能形成一定的负压。射流泵6连接于真空除气罐4的底部，除气后的钻井液经由射流泵6向外排出。波浪形导流板7位于真空除气罐4内，且设于中心吸管1的顶部，一方面使钻井液通过流过波浪形导流板7的表面而使钻井液中的气泡逸出；另一方面，波浪形纹理使钻井液在流动过程中形成紊流，加速气泡逸出。

本申请所提供的真空除气器的工作原理如下：

启动真空泵5和射流泵6，真空除气罐4在真空5泵的作用下形成负压，钻井液从钻进循环罐流入进液管2内；

启动驱动件34，转轴32带动叶轮33转动，叶轮33拨动连接管31内的钻井液加速流动；

加速后的钻井液流经辅助进液装置3和中心吸管1后，从波浪形导流板7的表面流入真空除气罐4的底部，同时钻井液中的气体在流经波浪形导流板7的表面时溢出；

排出气体后钻井液流入真空除气罐4底部，并通过射流泵6流出。

综上所述，本申请所提供的真空除气器，包括中心吸管1、进液管2和辅助进液装置3，辅助进液装置3加速钻井液由进液管2流入中心吸管1内，使钻井液快速流经波浪形导流板7，从而加速钻井液中气体的逸出速度，因此，本申请所提供的真空除气器有利于提升处理量和除气效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种真空除气器，包括中心吸管(1)和进液管(2)，其特征在于，还包括：

设于所述中心吸管(1)与所述进液管(2)之间、用于增大从所述进液管(2)流入所述中心吸管(1)内的钻井液流量的辅助进液装置(3)。

2.根据权利要求1所述的真空除气器，其特征在于，所述辅助进液装置(3)包括：

两端分别与所述中心吸管(1)和所述进液管(2)相连通的连接管(31)；

一端延伸至所述连接管(31)内的转轴(32)；

位于所述连接管(31)内且固设于所述转轴(32)的一端、用于拨动钻井液加速流通的叶轮(33)；

位于所述连接管(31)的外部且与所述转轴(32)远离所述叶轮(33)的一端相连、用于驱动所述转轴(32)转动的驱动件(34)。

3.根据权利要求2所述的真空除气器，其特征在于，所述辅助进液装置(3)还包括：

一端卡于所述连接管(31)的管壁上且另一端与套于所述转轴(32)远离所述叶轮(33)的一端、用于支撑所述转轴(32)的支撑座(36)；

设于所述支撑座(36)与所述转轴(32)之间、用于支撑所述转轴(32)相对于所述支撑座(36)转动的回转支撑件(37)。

4.根据权利要求3所述的真空除气器，其特征在于，所述支撑座(36)包括：

套于所述转轴(32)远离所述叶轮(33)一端的外周的回转支套(361)；

穿过所述连接管(31)并卡于所述连接管(31)的管壁上、与所述回转支套(361)靠近所述连接管(31)的一端相固连的固定法兰(362)。

5.根据权利要求4所述的真空除气器，其特征在于，所述辅助进液装置(3)还包括：

设于所述转轴(32)靠近所述叶轮(33)的一端、用于固定所述叶轮(33)的紧固组件(35)。

6.根据权利要求5所述的真空除气器，其特征在于，所述辅助进液装置(3)还包括：

安装于所述转轴(32)上且两端分别与所述回转支套(361)靠近所述叶轮(33)的一端相抵、用于阻隔外界异物进入所述回转支撑件(37)的机械密封组件(38)；

安装于所述转轴(32)上且固定于所述回转支套(361)靠近所述叶轮(33)的一端、用于限定所述机械密封组件(38)轴向移动的止挡盖(39)。

7.根据权利要求2至6任一项所述的真空除气器，其特征在于，所述辅助进液装置(3)还包括：

安装于所述叶轮(33)上、用于检测所述叶轮(33)转速的速度检测装置；

分别与所述速度检测装置和所述驱动件(34)相连、用于根据所述速度检测装置发送的信号控制所述驱动件(34)的输出转矩的控制装置。

8.根据权利要求7所述的真空除气器，其特征在于，还包括：

设于所述中心吸管(1)外周的真空除气罐(4)；

连接于所述真空除气罐(4)的顶部、用于为所述真空除气罐(4)提供负压的真空泵(5)；

连接于所述真空除气罐(4)的底部、用于使所述真空除气罐(4)内的钻井液排出的射流泵(6)；

位于所述真空除气罐(4)内且设于所述中心吸管(1)的顶部、用于引导并加速钻井液流动的波浪形导流板(7)。