一种独立双负压钻井振动筛

文档序号:1857853 发布日期:2021-11-19 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种独立双负压钻井振动筛 (Independent double-negative-pressure well drilling vibrating screen ) 是由 侯勇俊 侯度宇 杜明俊 方潘 王钰文 于 2021-10-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种独立双负压钻井振动筛,属于石油钻井固相控制技术领域,其包括:底座、排液装置、倾角调节机构、筛分装置、激振电机和双负压系统;双负压系统包括相对独立的第一负压系统和第二负压系统,第一负压系统对靠近物料出口的第一筛网组的钻井液进行干燥,第二负压系统增加对靠近第一筛网组的第二筛网组的钻井液的处理量,同时,在深井段时,第二负压系统能切换到液雾抽吸状态,减少筛面液雾,提高了安全性,减少了液雾的污染。(The invention discloses an independent double negative pressure well drilling vibrating screen, which belongs to the technical field of petroleum well drilling solid phase control and comprises the following components: the device comprises a base, a liquid discharge device, an inclination angle adjusting mechanism, a screening device, an excitation motor and a double-negative-pressure system; the double-negative-pressure system comprises a first negative-pressure system and a second negative-pressure system which are relatively independent, the first negative-pressure system dries the drilling fluid of the first screen mesh group close to the material outlet, the second negative-pressure system increases the treatment capacity of the drilling fluid of the second screen mesh group close to the first screen mesh group, and meanwhile, when a deep well section exists, the second negative-pressure system can be switched to a liquid mist suction state, so that the liquid mist on the screen surface is reduced, the safety is improved, and the pollution of the liquid mist is reduced.)

一种独立双负压钻井振动筛

技术领域

本发明涉及石油钻井固相控制技术领域,具体涉及一种独立双负压钻井振动筛。

背景技术

负压钻井振动筛能够大幅降低钻屑的含液量,有效回收钻井液并减少废弃钻屑的环保处理体积,有显著的经济效益和社会效益。现有的抽风机负压钻井振动筛技术采用了一个抽风机在振动筛出口端的第一张筛网下形成负压,或在出口端的第一、第二两张筛网甚至更多的筛网下形成负压。为了避免负压钻井振动筛出现跑浆现象,出口的第一张筛网上仅有很小一部分面积有钻井液覆盖,抽风机抽吸使大量空气从筛面透过筛网,对钻屑具有较好的干燥作用,但筛网上下的压差小,出口端多张筛网下采用一个抽风机形成负压并不能显著增大钻井液覆盖筛网上的钻井液的透筛能力,也就是不能显著增大振动筛的处理量。同时,在深井段时,钻井液流量小温度高,筛分装置工作产生的液雾多,可能产生安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立双负压钻井振动筛,以解决现有负压钻进振动筛处理量小,并且在深井段会产生较多的液雾,从而导致安全隐患的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

一种独立双负压钻井振动筛,包括:底座,设置在底座上的排液装置和倾角调节机构,设置在倾角调节机构上的筛分装置,以及设置在筛分装置上的激振电机和设置在底座上的双负压系统;

筛分装置包括壳体,以及设置在壳体内并沿物料出口至入口方向依次设置的第一筛网组和第二筛网组;第一筛网组和第二筛网组的底部分别设有第一真空盘和第二真空盘,第一真空盘和第二真空盘的底部分别与排液装置连通;

双负压系统包括设置在底座上的支架,以及设置在支架上的第一负压系统、第二负压系统和液雾分离器;第一负压系统分别与液雾分离器和第一真空盘连通;第二负压系统分别与液雾分离器和第二真空盘连通;

第二负压系统还通过液雾软管与壳体顶部与所述第二筛网组对应的位置连通,液雾软管上设有开断阀门。

本发明的双负压系统包括两套独立的负压系统,即第一负压系统和第二负压系统,第一负压系统与靠近物料出口的第一真空盘连通,第二负压系统与相邻的第二真空盘连通,靠近物料出口的第一筛网组钻井液较少,通过第一负压系统能充分发挥对钻屑的干燥能力,干燥效果好,钻井液回收效率高,与第一筛网组相邻的第二筛网组钻井液较多,通过第二负压系统在第二筛网组形成较高的负压,加大钻井液的筛透能力,有效增大负压振动筛的处理量。同时,由于第二负压系统还通过液雾软管与壳体连通,在深井段时,需要的钻井液处理量较小,但钻井液温度高,筛面液雾增多,通过打开开断阀门可以将第二负压系统切换到液雾抽吸状态,减少筛面液雾,提高了安全性,减少了液雾的污染。

进一步地,上述第一负压系统和第二负压系统结构一致,均包括依次连接的抽风机、弯管、连接管以及真空软管;抽风机的入风口和出风口分别与弯管和液雾分离器连通,真空软管与相对应的真空盘连通;液雾软管与第二负压系统的连接管连通。

本发明的液雾分离器安装在抽风机的出风口,既有液雾分离作用,也有消音降噪作用。

进一步地,上述连接管的两端分别通过真空软管与相对应的真空盘的两侧连通,连接管的中部顶侧与弯管连通,第二负压系统的连接管的中部底侧与液雾软管连通。

本发明连接管的顶侧和底侧分别与弯管和液雾软管连通,而连接处处于水平位置,在打开开断阀门时,负压更容易从液雾软管中流动。

进一步地,上述壳体的外侧与第一筛网组和第二筛网组对应竖直设置有矩形钢,矩形钢与壳体形成气体通道,气体通道的底端与相对应的真空盘连通,气体通道的顶端通过抽气接头与对应的负压系统连通。

进一步地,上述第一筛网组和第二筛网组至少包括1个筛网组件,第一真空盘和第二真空盘的底部分别通过排液接头和排液软管与排液装置连通,每一个真空盘上的排液接头的数量与相对应的筛网组件的数量一致。

本发明根据筛网钻井液的量来划分第一筛网组和第二筛网组,可以根据实际情况来进行干燥和增大处理量,如第一筛网组只有一个筛网,第二筛网组具有两个筛网。

进一步地,上述排液装置包括箱体;箱体的一侧设有与排液软管连通的进液口,箱体的另一侧设有矩形出液口;出液口的外侧设有限位件,限位件与箱体之间形成楔形空间,楔形空间中配合设有楔形件,楔形件的底部与出液口的底部之间形成排液缝,排液缝低于进液口底部的高度,楔形件的顶部低于出液口的顶部并高于进液口的顶部。

本发明的排液装置能够实现在不进行额外操作的情况下进行自动排液,避免每次停机都需对排液装置中残留钻井液排空的操作,简化振动筛的操作流程。钻井液从排液软管进入到箱体中后,小部分液体从排液缝向外流出,大部分汇集在箱体中,箱体内液面逐渐升高,直到从楔形件的顶部向外流出,而楔形件的顶部高于进液口的顶部,从而避免空气从排液软管被吸入各真空盘中,避免影响作用在各筛网上的负压,在停机时,箱体内残留的钻井液直接通过排液缝自动流出,因此,在停机时,不需要主动打开楔形件即可实现钻井液的排空,从而避免箱体中残留钻井液固相沉降造成的堵塞。

进一步地,上述排液缝的截面积小于进液口的截面积。

进一步地,上述排液装置还包括与箱体连接的安装架,安装架位于箱体设有出液口的一侧,安装架上螺旋竖直设有螺杆,螺杆的底端与楔形件转动配合,螺杆的顶端设有手轮。

本发明的楔形件连接螺杆和手轮,通过手轮即可将楔形件移动到位,移动操作方便,并且还能保证楔形件与限位件之间的密封状态。

进一步地,上述安装架为底座的一部分,同时,安装架形成箱体设有出液口的一侧。

本发明的安装架作为底座的一部分,可以简化排液装置,提高整个振动筛的一体化程度。

进一步地,上述倾角调节机构上设有防护罩支撑架,防护罩支撑架上设有入口防护罩、中间防护罩和出口防护罩。

本发明的入口防护罩、出口防护罩以及中间防护罩用于对物料入口、物料出口以及钻井液可能与外部空间接触位置进行防护,避免钻井液飞溅。同时,防护罩支撑架安装在倾角调节机构上,各防护罩能随着倾角调节机构同步调整,使各防护罩与筛分装置之间保持稳定的间距,确保钻井液防飞溅的效果。

本发明具有以下有益效果:

(1)靠近物料出口的第一筛网组钻井液较少,通过第一负压系统能充分发挥对钻屑的干燥能力,干燥效果好,钻井液回收效率高,并且能够实现连续对钻屑干燥,钻屑干燥均匀。

(2)与第一筛网组相邻的第二筛网组钻井液较多,通过第二负压系统在第二筛网组形成较高的负压,加大钻井液的筛透能力,有效增大筛网的处理量。

(3)在深井段时,需要的钻井液处理量较小,但钻井液温度高,筛面液雾增多,通过打开开断阀门可以将第二负压系统切换到液雾抽吸状态,减少筛面液雾,提高了安全性,减少了液雾的污染。

(4)本发明的排液装置能够实现在不进行额外操作的情况下进行自动排液,避免每次停机都需对排液装置中残留钻井液排空的操作,简化振动筛的操作流程。

(5)本发明的液雾分离器安装在抽风机的出风口,既有液雾分离作用,也有消音降噪作用。

附图说明

图1为本发明的独立双负压钻井振动筛的结构示意图;

图2为本发明的独立双负压钻井振动筛的内部结构示意图;

图3为本发明的筛分装置的外部结构示意图;

图4为本发明的筛分装置的内部结构示意图;

图5为本发明的双负压系统的侧视结构示意图;

图6为本发明的双负压系统的正视结构示意图;

图7为本发明的排液装置的结构示意图;

图8为本发明的排液装置的排液示意图。

图中:10-底座;20-排液装置;21-箱体;22-安装架;30-倾角调节机构;31-防护罩支撑架;32-入口防护罩;33-中间防护罩;34-出口防护罩;40-筛分装置;41-壳体;42-第一真空盘;43-第二真空盘;44-排液接头;45-排液软管;50-激振电机;60-双负压系统;61-支架;62-液雾分离器;63-液雾软管;64-开断阀门;65-抽风机;66-弯管;67-连接管;68-真空软管;211-进液口;212-出液口;213-限位件;214-楔形件;215-排液缝;221-螺杆;222-手轮;411-矩形钢;412-抽气接头;601-第一负压系统;602-第二负压系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

请按照图1和图2,一种独立双负压钻井振动筛,包括:底座10、排液装置20、倾角调节机构30、筛分装置40、激振电机50以及双负压系统60,排液装置20设置在底座10的内部,倾角调节机构30设置在底座10的顶部,筛分装置40通过弹簧设置在倾角调节机构30的顶部,激振电机50设置在筛分装置40上,双负压系统60设置在底座10上。双负压系统60对筛分装置40中的筛网两侧产生负压,从而对筛网上的钻井液进行负压吸附,钻井液最终进入到排液装置20中。

请参照图3和图4,筛分装置40包括设置在底座10上的壳体41,以及设置在壳体41内并沿物料出口至入口方向依次设置的第一筛网组和第二筛网组,第一筛网组和第二筛网组相邻设置,分别由至少一个筛网组件组成,第一筛网组和第二筛网组的底部分别设有第一真空盘42和第二真空盘43。在本实施例中,第一筛网组中的筛网组件数量为1,即最靠近物料出口的筛网组件,第二筛网组中的筛网组件数量为2,3个筛网组件从物料出口至物料入口的方向依次设置。筛分装置40的其他结构以及各部件的连接方式属于现有技术,如筛网组件的安装方式、安装在筛网组件上的筛网张紧机构、真空盘的安装方式、激振电机50的安装方式、物料出入口的设置方式等,在此不进行赘述。

壳体41相对应的两外侧与第一真空盘42和第二真空盘43相对应的位置竖直分别设有矩形钢411,矩形钢411与壳体41之间形成气体通道(矩形钢411封口),气体通道的一端与设置在矩形钢411上的抽气接头412连通,气体通道的另一端与相对应的真空盘的侧壁连通。第一真空盘42和第二真空盘43的底部通过排液接头44和排液软管45与排液装置20连通,为了确保钻井液的流通量,每一个真空盘上的排液接头44的数量与相对应的筛网组件的数量一致。为了避免壳体41其他部件的干涉,竖直的矩形钢411上还可以连接横向的矩形钢,从而绕开干涉的位置。

请参照图1,倾角调节机构30的具体结构和安装方式属于现有技术,在此不进行赘述。倾角调节机构30上安装有防护罩支撑架31,防护罩支撑架31靠近物料入口和物料出口的地方分别设有入口防护罩32和出口防护罩34,防护罩支撑架31靠近钻井液可能与外部空间接触的其他位置设有中间防护罩33,各防护罩能避免钻井液飞溅,同时,防护罩支撑架31安装在倾角调节机构30上,各防护罩能随着倾角调节机构30同步调整,使各防护罩与筛分装置40之间保持稳定的间距,确保钻井液防飞溅的效果。

请参照图5和图6,双负压系统60包括支架61、第一负压系统601、第二负压系统602以及液雾分离器62。支架61安装在底座10的顶部,第一负压系统601、第二负压系统602和液雾分离器62均设置在支架61上,并且第一负压系统601和第二负压系统602对称设置在液雾分离器62的两侧。第一负压系统601和第二负压系统602的结构一致并分别与第一真空盘42和第二真空盘43连通,第一负压系统601和第二负压系统602相互独立,分别对第一真空盘42和第二真空盘43形成负压。

第一负压系统601和第二负压系统602均包括:抽风机65、弯管66、连接管67以及真空软管68。抽风机65的出风口与液雾分离器62连通,抽风机65的入风口与弯管66连通,连接管67水平设置在支架61上,连接管67的两端分别通过真空软管68与相对应的真空盘的底部两侧连通(即与相对应的抽气接头412连通),通过两条真空软管68,可以增加气体流畅度。显然,在本发明的其他实施例中,连接管67的其中一端封堵,仅另一端连接有真空软管68。连接管67的中部顶侧与弯管66连通。

第二负压系统602的连接管67的中部底侧连接有液雾软管63,液雾软管63与壳体41顶部与第二筛网组对应的位置连通。

请参照图7和图8,排液装置20包括箱体21和安装架22。箱体21的一侧设有与排液软管45连通的进液口211,箱体21相对应的另一侧设有矩形出液口212以及安装架22。出液口212的外侧设有限位件213,限位件213与箱体21连接并形成楔形空间,楔形空间中配合设置有楔形件214。楔形件214与楔形空间完全配合时,楔形件214的两侧与箱体21密封配合,楔形件214的底部与出液口212的底部之间形成排液缝215,排液缝215的高度低于进液口211底部高度,楔形件214的顶部低于出液口212的顶部并高于进液口211的顶部。

钻井液从排液软管45进入到箱体21中后,小部分液体从排液缝215向外流出,大部分汇集在箱体21中,箱体21内液面逐渐升高,直到从楔形件214的顶部向外流出,而楔形件214的顶部高于进液口211的顶部,从而避免空气从排液软管45被吸入各真空盘中,避免影响作用在各筛网上的负压,在停机时,箱体21内残留的钻井液直接通过排液缝215自动流出,因此,在停机时,不需要主动打开楔形件214即可实现钻井液的排空,从而避免箱体21中残留钻井液固相沉降造成的堵塞。

由于要升高箱体21内液面高度,因此,排液缝215的截面积要小于进液口211的截面积。

为了便于移动楔形件214,安装架22上竖直设有螺杆221,螺杆221与安装架22螺旋配合,螺杆221的顶端设有手轮222,螺杆221的底端与楔形件214转动配合。在转动手轮222时,螺杆221带动楔形件214在竖直方向上进行位移,通过螺纹之间的挤压力,保证楔形件214与限位件213和箱体21之间的密封状态。

在本发明的其他实施例中,安装架22为底座10的一部分,同时也为箱体21的一部分,出液口212直接开设在安装架22上,即直接在安装架22上焊接有箱体21,从而简化排液装置20,提高整个振动筛的一体化程度,此时,安装架22可以是现有底座10中的矩形钢管,为了便于安装手轮222,矩形钢管上还设有手孔。

第一负压系统601和第二负压系统602为两套独立的负压系统,第一负压系统601与靠近物料出口的第一真空盘42连通,第二负压系统602与相邻的第二真空盘43连通,靠近物料出口的第一筛网组钻井液较少,通过第一负压系统601能充分发挥对钻屑的干燥能力,干燥效果好,钻井液回收效率高,与第一筛网组相邻的第二筛网组钻井液较多,通过第二负压系统602在第二筛网组形成较高的负压,加大钻井液的筛透能力,有效增大负压振动筛的处理量。同时,由于第二负压系统602还通过液雾软管63与壳体41的顶部连通,在深井段时,需要的钻井液处理量较小,但钻井液温度高,筛面液雾增多,通过打开开断阀门64可以将第二负压系统602切换到液雾抽吸状态,减少筛面液雾,提高了安全性,减少了液雾的污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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