CN212428659U - 一种连续自动岩屑清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地质录井岩屑清洗设备领域，具体为一种连续自动岩屑清洗装置。包括自上而下延伸的异形盘管，盘管内设有延盘管轴向延伸的喷管、筛网，靠近所述盘管下管口的位置开设有排水口，所述排水口下游一侧设有弧形挡块，弧形挡块底部与盘管内壁连接，弧形挡块顶部与筛网连接；所述喷管位于盘管顶部，喷管上开设有若干朝向盘管底部的喷水孔；所述筛网架设于盘管底部，筛网与盘管底部之间留有水流流通的空间。本实用新型在现场施工操作和日常应用中能够实现高效连续洗砂作业，解放了劳动力，节省了人工成本，保障了岩屑清洗效率。该装置安全可靠，原理科学，先进性强，方便应用，自动化程度高。

Description

一种连续自动岩屑清洗装置

技术领域

本实用新型涉及地质录井岩屑清洗设备领域，具体为一种连续自动岩屑清洗装置。

背景技术

钻井液（行话称为泥浆）是指钻井过程中使用的流体介质。钻井液可以是液体或气体，因此，钻井液应确切地称为钻井流体。钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质，又称钻孔冲洗液。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。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。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。钻井液主要功用是：（1）清洁井底，携带岩屑；（2）冷却和润滑钻头及钻柱；（3）平衡井壁岩石侧压力；（4）平衡（控制）地层压力；（5）悬浮岩屑和加重剂；（6）在地面能沉除砂子和岩屑；（7）有效传递水力功率；（8）承受钻杆和套管的部分重力；（9）提供所钻地层的大量资料；（10）水力破碎岩石。

在油气资源勘探中，地质录井的主体工作是对岩石岩屑的观察和分析，这也是进行地层评价和油气资源评价的重要基础。井下经钻头冲击破碎，钻井液携带返至地面的岩屑都附着钻井液污物，要对岩屑进行观察分析就必须将附着的污物用清水清洗干净，以还原地下岩石本色，所以，岩屑清洗成为地质录井现场的一项重要工作。岩石岩屑的常规清洗方式是一个盆、一根棍。但是，随着精细高效勘探的提出和不断深入，这种简单的岩石岩屑清洗方式已不再适合各种新的技术要求，更赶不上现场作业自动化的进程，所以，亟待需要一种新型的岩屑清洗装置以替代传统的岩屑清洗作业模式。

长期以来，地质录井的洗砂作业是一项简单而繁重的体力劳动。捞砂人员在钻井液振动筛的下游放置一个接砂盆，岩屑自振动筛上振落到捞砂盆内，在经过一个既定的岩屑迟到时间后，捞砂人员将捞砂盆内集中的砂子端到一个大水罐处放水冲洗，并用一个搅拌棒反复搅拌。水脏后，捞砂人员要将水倒掉，然后再加清水清洗，如此反复，直到岩屑清洗干净，然后端放到指定的位置进行下步工作。对于岩屑来说，有的岩屑容易清洗，洗几遍后即可合乎要求；有的岩屑极不易清洗，甚至洗上十遍或二十几遍才能干净，在整个的清洗过程中捞砂人员付出极大的体力，风雨无阻，主要在于清洗的过程。所以，捞砂洗砂成为地质捞砂人员的重体力劳动，归纳起来，存在以下几个方面的问题：

① 占据劳动力，人工成本增加；

② 作业风险大，交叉作业安全性低；

③ 工作效率低，岩屑清洗效果差；

④ 劳动强度高，不利于职业健康保护；

⑤ 洗砂污水难集中处理，无法循环利用，污染环境；

⑥ 洗砂作业连续性差，不利于保护油气勘探效益；

⑦ 岩屑清洗作业自动化无法实现，达不到科学、规范的要求。

所以，油气勘探现场亟需一种高效洗砂操作装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供一种连续自动岩屑清洗装置。

其技术方案如下：

一种连续自动岩屑清洗装置，包括自上而下延伸的异形盘管，盘管内设有延盘管轴向延伸的喷管、筛网，靠近所述盘管下管口的位置开设有排水口，所述排水口下游一侧设有弧形挡块，弧形挡块底部与盘管内壁连接，弧形挡块顶部与筛网连接；所述喷管位于盘管顶部，喷管上开设有若干朝向盘管底部的喷水孔；所述筛网架设于盘管底部，筛网与盘管底部之间留有水流流通的空间。还包括振动组件，所述振动组件与盘管连接。所述振动组件包括振动台、撑筋、振动簧、振动机、基座，所述振动台通过振动簧架设于基座上；所述振动机固设于振动台上；所述撑筋将盘管支撑于振动台上。所述基座下方设有走轮。

进一步的，所述盘管由上下两个半管体对扣组成，两个半管体上分别设有锁扣、锁鼻。所述两个半管体的对扣面上分别开设有密封插接配合的凸缘和凹槽。

更进一步的，所述盘管上管口上方设有与喷管连通的进水口。所述盘管上管口上方设有与盘管连通的进气口。所述排水口连通有过滤桶。所述过滤桶设有与排水口连通的污水入口、与外部水箱连通的过滤水出口，所述过滤桶内中部设有分滤网，污水入口连通污水管延伸至过滤桶底部，过滤水出口连通过滤水管延伸至分滤网下方，过滤水管管口位于污水管管口上游。

本实用新型的有益效果是：

① 解放了生产作业劳动力，降低了人工作业成本；

② 消除了人工作业风险，不影响交叉作业安全；

③ 清洗工作效率高，岩屑清洗效果佳；

④ 降低了人员劳动强度，有利于用工职业健康保护；

⑤ 洗砂污水得到集中处理，可以往复循环再利用，保护了施工作业环境，节约了水资源；

⑥ 洗砂作业连续性高，有利于提高油气勘探效益和现场标准化作业水平；

⑦ 实现了岩屑清洗作业的自动化，达到了生产科学规范化的要求。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是两个半管体对扣结构示意图；

图3是喷管、筛网位置示意图；

图4是筛网结构示意图；

图5是盘管下管口处结构示意图；

图6是过滤桶结构示意图；

图7是分滤网结构示意图；

图中：1盘管，2喷管，3筛网，4撑筋，5锁扣，6进气口，7进水口，8清洗口，9岩屑入口，10岩屑出口，11排水口，12振动台，13振动簧，14振动机，15基座，16固定孔，17接砂台，18中切线，19凸缘，20凹槽，21锁鼻，22走轮，23卡板，24固定孔，25过滤桶，26分滤网，27卡箍，28封盖，29，过滤水出口，30提环，31，污水入口，32顶清污口，33底清污口，34撑腿，35旋拧，36穿孔，37卡箍孔，38卡板槽，39排水口挡块。

具体实施方式

请参阅附图，一种连续自动岩屑清洗装置，整体为优质不锈钢制，包括盘管、振动台、振动机、基座、接砂台、过滤桶等。

所述盘管为两个半管体对扣组成的异形管，上管口为岩屑入口，下管口为岩屑出口，下管口下方放置有接砂台，盘管通径内径150mm×壁厚10mm，从岩屑入口上部管壁至岩屑出口下部管壁高600mm，螺旋倾角30º，螺旋直径550mm。岩屑入口盘管呈斜向上30º角，岩屑出口盘管呈斜向下30º角。盘管沿横切面居中切开，分两体对扣，管内顶部开槽焊接螺旋喷管。

两个半管体的对扣面上分别设置密封插接配合的凸缘和凹槽，凸缘高10mm×宽5mm；，凹槽深10mm×宽5mm。在两体盘管外壁上分别设置有锁扣和锁鼻，将两半盘管对扣合并形成封闭整体。在整个盘管上均匀布设10个锁扣和锁鼻。采用盘管一是可以节省该装置的操作空间面积，再者，可以在有限的空间范围内增加了清洗面积，在往复螺旋倾斜率的作用下，提高清洗效果。

在上部盘管的顶部居中开设延盘管延申的凹槽，在槽中镶嵌喷管，喷管外径20mm×壁厚3mm，喷管和盘管无缝焊接镶嵌。喷管的底部开设三排直径5mm的喷孔，纵向中孔排间距3mm，横向中孔间距50mm，即三排喷孔呈扇形喷淋筛网；向下部盘管底部喷射水流。

在底部盘管内，和盘管同曲度，径向布设筛网，筛网延盘管延伸，筛网目数根据实际需要而定。筛网布设于盘管内底部50mm的位置，即筛网下方是高50mm的污水流动螺旋通道。筛网用厚1mm的钢板激光打孔而制，打孔目数根据需要确定，也可在钢板上打制不同的筛目区间。在盘管内底部50mm的位置布设一条和盘管同曲度的带孔卡板，带孔卡板焊接在盘管内壁上，带孔卡板和筛网上两侧的卡板对孔螺丝紧固。筛网自岩屑入口处始，到岩屑出口处伸出50mm止；

在盘管顶部距离管口50mm处，即在顶部喷管上安装一个直径20mm的进气阀作为进气口，进气口和喷管呈30º角向管口倾斜。经过进气口向喷管内加注气体，产生喷淋和雾化效果；

在盘管顶部距离进气口50mm处，即在顶部喷管上安装一个直径20mm的进水阀作为进水口，进水口和喷管呈30º角向管口倾斜。经过进水口向喷管内喷射水流，并在进气口气流作用下产生雾化喷淋效果；

在盘管底部距离管口70mm处，开孔安装一个直径20mm的清洗阀作为清洗口，清洗口和盘管底部呈30º角向管口倾斜。清洗口作为备用口，可注水或气流对筛网进行反方向清洗；

在盘管底部，距离管口50mm处，与盘管垂直，布设一个排水阀用作排水口，排水口直径50mm，用于将洗涤岩屑后的污水通过软管线收集到过滤桶中。

在排水口近管口处，紧靠排水口开口缘边，筛网下方，布设一个弧形挡块，挡块的弧度和盘管内壁吻合。过滤到筛网下方螺旋通道内的污水被挡块拦截到排水口，清洗后的岩屑则沿着筛网的伸出部分进入到接砂台中；

清洗后的岩屑沿筛网伸出部分在振动作用下进入到接砂台中，接砂台是一个带三个撑角的圆形盆，盆的一侧开有一个弧形岩屑拨出口。圆形盆直径300mm×高150mm×壁厚3mm。

撑筋用于支撑盘管，在盘管的三部分弯曲上分别焊接布设一条撑筋。撑筋为直径30mm的钢筋，顶部焊接在盘管的底部，底部焊接在振动台的台面上。

振动台为一平面，用于支撑盘管，并将振动进行传递。振动台长400mm×宽500mm×厚5mm，振动台的底部四角布设四根高强弹簧簧，高强弹簧和基座连接。

振动机通过固定孔固定在基座居中位置，振动机振动通过振动簧传递到撑筋上带动盘管共振。

基座长400mm×宽500mm×厚5mm，将基座通过四边上的固定孔固定到其它基面上。基座的下方四角位置可安装四个走轮，通过走轮可以将整套清洗装置进行移位，同时，走轮也可以增加整体振动的振幅。

过滤桶用于盛放从排水口收集排出的污水，以便重复再利用，保护环境和节约水资源。过滤桶为一筒体，外径600mm×高800mm×壁厚5mm，在过滤桶的底部均匀焊接三个撑腿。

过滤桶的上部有封盖，封盖扣放在桶上，封盖的中部设置一提环，两侧设置污水入口和过滤水出口。① 污水入口。从盘管底部排水口排出的污水经过软管线连接到过滤桶封盖上的污水入口，污水入口在封盖上的开口直径为50mm，即在封盖上焊接一个敞口阀，污水入口的过滤桶内是一根直径50mm×长700mm×壁厚3mm的钢管，钢管穿过桶内的分滤网；②过滤水出口。过滤水出口在封盖上的开口直径为50mm，即在封盖上焊接一个敞口阀，过滤水出口的过滤桶内是一根直径50mm×长250mm×壁厚3mm的钢管，钢管穿过桶内的分滤网。污水在桶底得到沉淀，上部的清水经过过滤水出口进行抽排再循环利用；

在过滤桶的上部一侧，距离桶顶150mm处安装一个内径50mm×长100的钢管用作顶清污口。岩屑洗涤后有油的污水会漂浮在上方，由此可以经过顶清污口将其抽排而不再进入再循环。钢管可以套接一段软管，不排污是可将软管扎仅，防止污水外流；

在过滤桶的底部一侧和底缘平行开设一个直径50mm的孔，焊接一段钢管作为底清污口。底清污口用作底部沉淀物的排出口，钢管可以套接一段软管，不排污是可将软管扎仅，防止污水外流；

分滤网为一壁厚2mm×直径590mm的网孔钢板，用于过滤污水中的油分并遮挡其它悬浮物。分滤网上对应污水入口和过滤水出口的位置开设两个直径50mm的网孔，用于穿越对应的钢管。分滤网上还开有一个卡箍口，用于穿过卡箍旋拧；

卡箍为一钢箍，通过旋拧的旋进旋出调整钢箍直径使其贴附在筒壁上，用于对分滤网进行高低定位。分滤网搭接才下部卡箍上，然后用上部卡箍压合固定。

本实用新型的工作原理是：

岩屑及污物自岩屑入口进入到盘管内的筛网上，在清洗水切向冲击、附加气流切向吹送、筛体振动和螺旋曲面斜率的综合作用下，沿盘管弯曲方向前行，在前行过程中受到喷管清洗水的冲刷和洗涤，洗涤加振动增加了岩屑颗粒污物的清洁速率；岩屑清洗后的污水沉积在筛网底下的管道中，沿盘管的曲率方向弯折下行，在碰撞到挡块时汇流到排水口经软管线流入到过滤桶中，在桶中经沉淀和筛滤去除杂质和油分，然后在抽排作用下进入进水口进行再循环，如不需再循环则可不接进水口，进水口的污水直接排外；过滤桶根据实际需要具体摆置，软管线和排水口连接，避免固定摆放空间制约。该连续自动岩屑清洗装置即可用作带污物的湿岩屑去污清洗使用，也可单独用作一种颗粒物的过滤作用。

Claims (10)

1.一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，包括自上而下延伸的异形盘管，盘管内设有延盘管轴向延伸的喷管、筛网，靠近所述盘管下管口的位置开设有排水口，所述排水口下游一侧设有弧形挡块，弧形挡块底部与盘管内壁连接，弧形挡块顶部与筛网连接；所述喷管位于盘管顶部，喷管上开设有若干朝向盘管底部的喷水孔；所述筛网架设于盘管底部，筛网与盘管底部之间留有水流流通的空间。

2.根据权利要求1所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，还包括振动组件，所述振动组件与盘管连接。

3.根据权利要求2所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述振动组件包括振动台、撑筋、振动簧、振动机、基座，所述振动台通过振动簧架设于基座上；所述振动机固设于振动台上；所述撑筋将盘管支撑于振动台上。

4.根据权利要求3所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述基座下方设有走轮。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述盘管由上下两个半管体对扣组成，两个半管体上分别设有锁扣、锁鼻。

6.根据权利要求5所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述两个半管体的对扣面上分别开设有密封插接配合的凸缘和凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述盘管上管口上方设有与喷管连通的进水口。

8.根据权利要求7所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述盘管上管口上方设有与盘管连通的进气口。

9.根据权利要求1-4或6-8任一所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述排水口连通有过滤桶。

10.根据权利要求9所述的一种连续自动岩屑清洗装置，其特征在于，所述过滤桶设有与排水口连通的污水入口、与外部水箱连通的过滤水出口，所述过滤桶内中部设有分滤网，污水入口连通污水管延伸至过滤桶底部，过滤水出口连通过滤水管延伸至分滤网下方，过滤水管管口位于污水管管口上游。

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