CN215352369U - 一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及分离装置技术领域，具体为一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，包括，机身以及设于机身内部的筛网输送装置，筛网输送装置上还设有液压激振器，由所述筛分输送装置筛分出的固相可被输送并落入至固相排出口，筛分出的液相和气相可进入负压腔室内，抽吸装置与负压腔室相连通，用于抽吸负压腔室内的气相。本实用新型结构简单，操作方便，利用传统机械振动分离和负压作用分离的共同作用，实现钻井液中固液气三相物质的高效分离；通过回用过滤后的高压气泵排出口气体作为气刀气源，既能实现筛网的有效清洁，又能摆脱对外部气源的依赖，低现场噪音和能耗、提高作业现场的HSE水平。

Description

一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置

技术领域

本实用新型涉及分离装置技术领域，具体为一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置。

背景技术

在当前钻修井作业过程中，从井口返回钻井液中的固液气三相物质，需要经过一系列净化设备的处理才可以保持良好性能并循环使用。传统五级净化设备（振动筛、除气器、除砂器、除泥器、离心机）可以去除钻井液中的大部分有害固相和气相，回用钻井液，但存在设备繁多、功耗大、岩屑二次破碎、钻井液漏失严重等问题。因此，近几年出现了运用负压原理实现固液气分离的新型筛分装置。目前现场使用中的滚动式负压筛因为空气激振器和气刀工作时需要持续大量的消耗压缩空气，需要单独配置一套大排量的空压机系统(一台或多台空压机、储气罐、干燥机等)，不仅成本投入较高，占地面积大，空气压缩作业还极易受环境温度影响；在特殊工况下存在筛网激振力不足，造成分离效果下降的情况；同时采用电机和减速箱实现滚动带的低速驱动和速度调节，结构复杂，维修保养不便。正是在这种背景下，需要一种功能齐全、结构简单、成本低廉、安全高效的负压固液分离装置来满足各种复杂工况，实现固液气三相物质的高效分离。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，可满足各种复杂工况，无需配置庞大的气源系统，即可实现固液气的高效分离。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，包括：机身，其内部为空腔，所述机身的顶部设有钻井液进口，所述机身的底部的一侧设有固相排出口；

筛网输送装置，其内部为空腔，所述筛网输送装置设于机身内部的上侧，用于筛分由钻井液进口排入的钻井液，且由所述筛分输送装置筛分出的固相可被输送并落入至固相排出口；

负压腔室，位于所述筛网传送装置内部的上侧，且所述负压腔室的顶部与筛网传送装置相连通，用于接收由筛网输送装置分离出的气相和液相；

抽吸装置，包括依次连通的高压气泵和储气罐，所述高压气泵的入口与负压腔室相连通，用于抽吸负压腔室内的气相。

进一步地，所述筛网输送装置呈上宽下窄的梯形结构。

进一步地，所述筛网输送装置包括筛网滚动带、设于筛网滚动带上的筛网和若干个筛网滚动链轮；所述筛网滚动链轮用于驱动筛网滚动带和筛网运动。

进一步地，所述抽吸装置还包括位于筛网输送装置的内部气刀，所述气刀与储气罐的出口端相连通，且所述气刀的出口正对筛网设置，用于吹落筛网上的固相残留。

进一步地，还包括刮刀输送装置，所述刮刀输送装置设于机身内部的下侧，用于将机身内部的固相残留输送至固相排出口。

进一步地，所述刮刀输送装置包括刮刀滚动带、设于刮刀滚动带上的刮刀以及用于驱动刮刀滚动带和刮刀运动的刮刀滚动链轮。

进一步地，所述负压腔室的内部还设有若干液压激振器，液压激振器位于负压腔室的顶部，并与筛网的下表面相接触，用于对筛网产生竖直方向的激振力。

进一步地，还包括液压站，若干个所述液压激振器、其中一个筛网滚动链轮以及其中一个刮刀滚动链轮分别通过管线连接于所述液压站上，且滚动链轮和液压站之间以及刮刀滚动链轮与液压站之间均连通有液压马达。

进一步地，所述气刀设于远离固相下落的一侧。

进一步地，所述负压腔室的底部设有液相排出口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型结构简单，操作方便，利用传统机械振动分离和负压作用分离的共同作用，实现钻井液中固液气三相物质的高效分离，回收利用更多钻井液，干燥岩屑，对钻井作业十分有益；同时，通过液压站的液压驱动消除了对外部气源的依赖，提高了整机性能的稳定性；液压激振器可以提供更高和更加灵活的的激振力调节，适应多种复杂工况；液压马达驱动滚动带的方案更加简单和高效；通过回用过滤后的高压气泵排出口气体作为气刀气源，既能实现筛网的有效清洁，又能摆脱对外部气源的依赖，低现场噪音和能耗、提高作业现场的HSE水平。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型所提供的一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，主要包括内部为空腔的机身3，机身3的顶部开设有钻井液进口，机身3内部的上侧设有筛网输送装置，含有固液气的钻井液经钻井液进口落入到筛网输送装置上进行输送和分离。

筛网输送装置主要包括筛网滚动带4、设于筛网滚动带4上的筛网5和若干个用于驱动筛网滚动带4和筛网5运动的筛网滚动链轮1，此为现有技术，在此不再加以赘述。筛网滚动链轮1至少为4个，若干个筛网滚动链轮1将整个筛网输送装置的内侧支撑形成空腔。由钻井液进口进入的钻井液落入到筛网5上进行分离，以便将固相与气相和液相筛分开来。

在机身3的底部设有固相排出口，固相排出口恰好位于筛网输送装置输出端的下方，固相经筛网5运输至筛网输送装置的一端时，由于重力的作用而落入固相排出口，及时排出。

为了使固相更好地落入固相排出口，若干个筛网滚动链轮1将整个筛网输送装置支撑为上宽下窄的梯形结构，避免阻碍固相的下落。

在筛网输送装置的内部设有负压腔室6，负压腔室6位于筛网输送装置的上侧，且负压腔室6的顶部与筛网输送装置的上侧相连通，用于接收并分离由筛网输送装置筛分出来的气相和液相。负压腔室6的内部还设有若干液压激振器2，液压激振器2位于负压腔6的顶部，并与筛网5的下表面相接触，用于对运动至顶部的筛网滚动带4和筛网5产生竖直方向的激振力，通过将此激振力传递到钻井液，可实现固液的高效振动分离。

为了将气相和液相进行更好地分离，并为负压腔室6制造负压条件，使得气相和液相顺利进入负压腔室6内，在机身3的外部还依次连通有高压气泵11和储气罐12，高压气泵11的进口与负压腔室6通过管线相连通。高压气泵11与储气罐12之间还连通有过滤器（图中为未示出），以便对进入储气罐12内的空气进行预先过滤。高压气泵11抽吸负压腔室6内部的气相，既可使负压腔室6内部处于低压状态，也可有效防止钻井液中的气相逃逸至外界环境。在负压作用下，筛网5上方的气相和钻井液透过筛网5落入负压腔室6内，抽出的气相经过滤后被输送至储气罐12内进行储存。负压腔室6的底部开设有液相出口，分离后的液相经此液相出口排出，达到气液分离的目的。

在储气罐12上还连通有泄压管路，当储气罐12达到额定压力时，由泄压管路将多余气体排出至外界环境，使储气罐12的压力值维持在安全值内。

为了将抽出的气相进行循环利用，在储气罐12的出口端连通有气刀10，气刀10位于筛网输送装置的内部，且其出口段正对且垂直于筛网5设置，气刀10喷出的高压气相将附着在筛网5上的固相残留吹落。在本实施例中，气刀10远离固相下落方向的一侧设置，即位于远离固相下落方向的筛网输送装置所形成的梯形结构的斜边上。利用从钻井液中分离出的气相做为气刀10的高压气源，可减少配套设施的配置，节约生产成本。作为另一种可替换的实施方式，气刀10还可设置于远离钻井液进口的一侧，使得吹落的固相残渣垂直落下。

为了进一步对气刀10吹落的固相残渣以及误入机身3内部的固相残渣进行处理，在机身3内部的下侧设有刮刀输送装置，刮刀输送装置包括刮刀滚动带8、设于刮刀滚动带8上的刮刀7以及起到驱动作用的刮刀滚动链轮9。刮刀输送装置的输出端位于固相排出口处，通过刮刀滚动带的不断运作，可将落至机身内的固相残渣不断运送至固相排出口。

若干个液压激振器2、其中一个筛网滚动链轮1以及其中一个刮刀滚动链轮9分别通过管线连接于同一液压站14上，且该筛网滚动链轮1和液压站14之间以及刮刀滚动链轮9与液压站14之间均连通有液压马达13。通过液压站14可实现对本装置的转速或激振力的快速调节。

工作原理：本实用新型所提供的一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，在工作时，钻井液从钻井液进口散布到筛网5的上表面，液压激振器2不断对筛网5施加激振力，实现固液的高效振动分离；同时高压气泵11抽吸负压腔室6内部空气，使负压腔室6内部处于低压状态，筛网5上方的气相和钻井液不断透过筛网5落入负压腔室6中,固相则由固相排出口排出。

高压气泵11抽吸的负压腔室6内的气相，并将气相滤后输送至储气罐12存储，气刀10工作时接通储气罐12，气刀10喷出的高压气体对筛网5的表面进行不断清洁,使得附着于筛网5上残余固相颗粒落入机身3底部。通过刮刀输送装置的不断运转，可使得部分散落至机身内部的固相颗粒由刮刀7运动带出至固相排出口及时排出。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，包括：机身，其内部为空腔，所述机身的顶部设有钻井液进口，所述机身底部的一侧设有固相排出口；

筛网输送装置，其内部为空腔，所述筛网输送装置设于机身内部的上侧，用于筛分由钻井液进口排入的钻井液，且由所述筛分输送装置筛分出的固相可被输送并落入至固相排出口；

负压腔室，位于所述筛网传送装置内部的上侧，且所述负压腔室的顶部与筛网传送装置相连通，用于接收由筛网输送装置分离出的气相和液相；

抽吸装置，包括依次连通的高压气泵和储气罐，所述高压气泵的入口与负压腔室相连通，用于抽吸负压腔室内的气相。

2.根据权利要求1所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述筛网输送装置呈上宽下窄的梯形结构。

3.根据权利要求2所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述筛网输送装置包括筛网滚动带、设于筛网滚动带上的筛网和若干个筛网滚动链轮；所述筛网滚动链轮用于驱动筛网滚动带和筛网运动。

4.根据权利要求3所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述抽吸装置还包括位于筛网输送装置的内部气刀，所述气刀与储气罐的出口端相连通，且所述气刀的出口正对筛网设置，用于吹落筛网上的固相残留。

5.根据权利要求4所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，还包括刮刀输送装置，所述刮刀输送装置设于机身内部的下侧，用于将机身内部的固相残留输送至固相排出口。

6.根据权利要求5所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述刮刀输送装置包括刮刀滚动带、设于刮刀滚动带上的刮刀以及用于驱动刮刀滚动带和刮刀运动的刮刀滚动链轮。

7.根据权利要求6所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述负压腔室的内部还设有若干液压激振器，液压激振器位于负压腔室的顶部，并与筛网的下表面相接触，用于对筛网产生竖直方向的激振力。

8.根据权利要求7所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，还包括液压站，若干个所述液压激振器、其中一个筛网滚动链轮以及其中一个刮刀滚动链轮分别通过管线连接于所述液压站上，且滚动链轮和液压站之间以及刮刀滚动链轮与液压站之间均连通有液压马达。

9.根据权利要求4或8所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述气刀设于远离固相下落的一侧。

10.根据权利要求1所述的液压驱动的滚动式负压固液分离装置，其特征在于，所述负压腔室的底部设有液相排出口。

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