鑽井液預處理器的製作方法
2023-04-27 04:23:21 1
專利名稱：鑽井液預處理器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到油田鑽井地面上處理鑽井液的裝置，具體而言是一種鑽井液預處理器。
石油鑽井過程中，從井口返出的鑽井液(泥漿)含有大量的鑽屑及泥砂，必須將其中的固相雜質除掉，並進行必要的物理、化學處理，才能循環返回井下使用。目前國內油田出井口鑽井液的第一級淨化處理一般都用振動篩。其中單軸慣性振動篩主要缺點是處理量小，篩分效率低，易糊篩眼，易跑泥漿，不能使用超細篩網，直接影響到鑽井液的性能。雙軸慣性振動篩雖然使用超細篩網，但是也易糊篩眼，尤其鑽井液粘度大時，易跑泥漿。由此可見，若在用振動篩淨化處理鑽井液之前，對出井口鑽井液先進行一次處理，將其中較大的砂礫、泥塊等雜質除掉，然後再用振動篩進一步細淨化處理，必將有利於克服上缺點。經檢索專利文獻和分析對比，有4篇為弱相關。其中「鑽井泥漿清潔器」(88217124)、「鑽井液除砂除泥組合式清潔器」(93202332)、「鑽井液除砂裝置」(93212166)的共同特點是處理工序齊全，注重處理設備的一體化。雖有其所述的優點，但也有設備結構複雜、龐大、造價高，搬遷不方便等許多缺點和不足之處。「種鑽井液淨化用除砂離心機」(92244868)，雖然克服了國外高速鑽井液離心機的一些缺點，但它以處理鑽井液中10～70微米固相顆粒為主，並且也包括了振動篩的機構和功能。
鑑於已有技術的上述缺點和不足之處，本實用新型的目的就在於提供一種新型鑽井液處理器，可與各種振動篩配套使用，既能使出井口鑽井液達到滿意的預處理效果，有效地克服上述缺點，其本身結構又不太複雜，容易製造、安裝、操作和保養，使用壽命較長。
上述目的是下述技術方案實現的該鑽井液預處理器由進液系統、出砂系統、固液分離系統、出液系統、筒體、機架和電機組成。進液系統安裝在整機的上部，進液系統下方是出砂系統，二者由中心管固定焊接成一體，蓋於筒體上口處。出砂系統的兩個出砂槽分別與筒體外壁上的兩個盤旋導砂槽相連通，兩個盤旋導砂槽向下相匯成一個出砂口。固液分離系統安裝在筒體內腔，其底板通過葉輪壓蓋和定位轉動軸套與電機轉軸固定連接成一體。電機通過其轉軸端的殼體固定安裝在筒體底板下方。出液系統分兩路，一路由筒體下腔及筒體外部兩個下出液槽組成，另一路由進液槽末端的上出液槽和筒體外的接液槽組成。筒體底板固定安裝在機架上。
上述鑽井液預處理器的進液系統，由進液口、進液槽、進液槽蓋板、中心管、切換閥、閘板、鉸鏈和鉸鏈支架組成。進液槽為長方體形箱式結構。其進液端下部通過鉸鏈安裝到鉸鏈支架上，其蓋板通過鉸鏈與另一端的出液槽相連接。其底板中心孔中安裝中心管，切換閥杆從其蓋板中心孔伸出。其進液口在進液端，閘板在出液端。
上述進液系統中的切換閥由閥芯、閥杆和插銷組成。閥芯為圓盤形狀，下端部為圓錐形，能堵住中心管上埠，上部為圓板形，直徑大於中心管外徑。閥杆上部徑向孔中裝一個插銷。
上述鑽井液預處理器的出砂系統，由集砂槽、出砂槽、出砂槽頂板、盤旋導砂槽和出砂口組成。集砂槽為圓筒形狀，口向下與筒體上口扣合。其前後兩邊各有一個出砂槽，每個出砂槽與一個盤旋導砂槽相連通。兩個盤旋導砂槽相匯於筒體外下部共用一個出砂口。靠出砂槽頂板把出砂系統懸掛於中心管上。
上述鑽井液預處理器的固液分離系統，由內旋筒和葉輪總成組成。內旋筒為圓錐杯形，大口向上，外面是錐形框架，裡面是篩網板，底部是圓盤形底板，底板中心有圓孔。葉輪總成包括圓板形的葉輪壓蓋及均布於葉輪壓蓋上的4塊右旋葉輪片。由葉輪壓蓋壓住內旋筒底板，與定位轉動軸套固定安裝成一體。
上述固液分離系統的內旋筒的錐形框架由上口圓環、彈簧圈、2個橫向圓環、8個縱向筋板和底板組成。篩網板由8塊扇形網板組成。彈簧圈卡入上口圓環的環形槽中，壓住篩網板上部。篩網板下部由葉輪壓蓋壓住。
上述鑽井液預處理器的出液系統分兩路。一路由筒體集液腔及兩個下出液槽組成，兩個下出液槽互為180°均布，與出砂口成90°，下出液槽中有閘板控制出液流量，另一路由上出液槽和接液槽組成，接液槽位於出砂口正上方，利用出砂口作為出液口，上出液槽中有閘板控制出液流量。
按照上述技術方案製造成的鑽井液預處理器，能有效地除掉混在鑽井液中的大顆粒巖屑和泥塊。經過預處理淨化的鑽井液再進入振動篩，可以提高篩分效率，鑽井液處理量增大，可以使用200目以上的超細篩網，篩分效果好，不易糊篩眼，也不跑泥漿，並且能延長篩網的使用壽命。還具有進液系統、出砂系統和出液系統結構布局合理、裝配定位準確、導流切換功能完善，可更換不同規格的網板，適應不同地層的篩分要求，能與各種振動篩配套使用等優點。其本身結構較簡單，製造成本不高，安裝、操作和維護方便，使用壽命較長，很有推廣前景。
附
圖1是本使用新型整體結構的主側視圖。
附圖2是
圖1的A-A斷面處出砂槽頂板及其接液口示意圖。
附圖3是
圖1的B向左視局部剖視圖。
附圖4是圖3中進液系統的C向的俯視局部視圖。
附圖5是
圖1中進液系統的主視剖視圖。
附圖6是圖5的D向左視圖。
附圖7是圖5的E向俯視圖。
附圖8是
圖1中出砂系統的主視圖。
附圖9是圖8的F向左視圖。
附
圖10是附圖8的G向俯視圖。
附
圖11是
圖1中內旋筒總成的主視剖視圖。
附
圖12是
圖11中H向的俯視圖。
附
圖13是
圖1中葉輪總成的主視剖視圖。
附
圖14是
圖13的I向俯視圖。
結合附圖對本實用新型的實施例闡述如下附圖中，1是進漿槽，2是進液口，3是鉸鏈，4是進液槽向上翻轉90°時的支架，5是集砂槽，6是中心管，7是內旋筒縱向筋板，8是內旋筒篩網板，9是筒體，10是葉輪片，11是軸承，12是定位轉動軸套，13是機架，14是電機，15是進液槽蓋板，16是切換閥，17是插銷，18是出砂槽，19是出砂槽頂板，20是上出液槽閘板，21是上出液槽，22是接液槽，23是出砂(出液)口，24是盤旋導砂槽，25是下出液槽閘板，26是下出液槽、27是內旋筒上口圓環，28是內旋筒橫向圓環，29是內旋筒底板，30是葉輪壓蓋。J是進液槽內腔，K是集砂槽內腔，L是筒體內的集液腔。
由附
圖1、3可見，該鑽井液預處理器由進液系統(零部件1、2、3、4、6、15、16、17、20)、出砂系統(零部件5、18、19、23、24)、固液分離系統(零部件7、8、10、27、28、29、30)、出液系統(零部件21、22、23、25、26)、筒體9、機架13和電機14組成。進液系統安裝在整機的上部，進液系統下方是出砂系統，二者由中心管6固定焊接成一體，蓋於筒體9的上口處。出砂系統的兩個出砂槽18，分別與筒體9外壁上的兩個盤旋導砂槽24相連通，兩個盤旋導砂槽24向下相匯成一個出砂口23。固液分離系統安裝在筒體9的內腔，其底板通過葉輪壓蓋30和定位轉動軸套12與電機轉軸固定連接成一體。電機14通過其轉軸端的殼體固定安裝在筒體底板下方。出液系統分兩路，一路由筒體下腔L及筒體外部兩個下出液槽26組成，另一路由進液槽1末端的上出液槽21和筒體 9外的接液槽22組成。筒體底板固定安裝在機架13上。
由附
圖1、5、6、7可見，其進液系統由進液口2、進液槽1、進液槽蓋板15、中心管3、切換閥16、閘板20、鉸鏈3和鉸鏈支架4組成。其進液端下部通過鉸鏈3安裝到鉸鏈支架4上，可繞鉸鏈向上翻轉90°，由支架4支撐住。其蓋板15通過鉸鏈3與另一端的出液槽21相連接，可繞鉸鏈向上翻轉90°。其底板中心孔中安裝中心管6，切換閥16的切換閥杆從其蓋板15中心孔伸出。
由附
圖1、8、9、10可見，其出砂系統由集砂槽5、出砂槽18、出砂槽頂板19、盤旋導砂槽24和出砂23組成。由出砂槽頂板19將該系統懸掛於中心管6上。
由附
圖1、3、11、12、13可見，其固液分離系統由內旋筒和葉輪總成組成。內旋筒為圓錐杯形，大口向上，外面是錐形框架，裡面是篩網板8，底部是圓盤形底板29。葉輪總成包括圓板形的葉輪壓蓋30及均布於葉輪壓蓋30上的4塊右旋葉輪片10。由葉輪壓蓋30壓住內旋筒底板29，與定位轉動軸套12固定安裝成一體。
該鑽井液預處理器的工作過程是正常鑽進過程中，來自井眼的含有大量鑽屑的鑽井液(泥漿)連續不斷地從進液口2進入進漿槽1的內腔J，此時切換閥16已上提打開，鑽井液經過中心管6進入內旋筒，先直接衝到葉輪片10被攪拌，受高速旋轉離心力的作用，泥漿中大顆粒巖屑及泥塊被分離出來甩到集砂槽5的內腔K，再進入出砂槽18和盤旋導砂槽24，不斷從出砂口23排出。經處理過的泥漿集中在內旋筒下方的集液腔L，上提閘板25，即從出液槽26流出，再進入振動篩的進口，進一步淨化處理。當起下鑽或大循環作業時，關閉切換閥16，打開上閘板20，鑽井液未經預處理直接進入出液槽21，再經過接液槽22，從出砂口23進入循環罐或排到沉砂池。
權利要求1.一種鑽井液預處理器，由進液系統、出砂系統、固液分離系統、出液系統、筒體、機架和電機組成，其特徵是進液系統安裝在整機的上部，進液系統下方是出砂系統，二者由中心管固定焊接成一體，蓋於筒體上口處，出砂系統的兩個出砂槽分別與筒體外壁上的兩個盤旋導砂槽相連通，兩個盤旋導砂槽向下相匯成一個出砂口，固液分離系統安裝在筒體內腔，其底板通過葉輪壓蓋和定位轉動軸套與電機轉軸固定連接成一體，電機通過其轉軸端的殼體固定安裝在筒體底板下方，出液系統分兩路，一路由筒體下腔及筒體外部兩個下出液槽組成，另一路由進液槽末端的上出液槽和筒體外的接液槽組成，筒體底板固定安裝在機架上。
2.根據權利要求1所述的鑽井液預處理器，其特徵是進液系統由進液口、進液槽、進液槽蓋板、中心管、切換閥、閘板、鉸鏈和鉸鏈支架組成，進液槽為長方體形箱式結構，其進液端下部通過鉸鏈安裝到鉸鏈支架上，其蓋板通過鉸鏈與另一端的出液槽相連接，其底板中心孔中安裝中心管，切換閥杆從其蓋板中心孔伸出，其進液口在進液端，閘板在出液端。
3.根據權利要求2所述的鑽井液預處理器，其特徵是切換閥由閥芯、閥杆和插銷組成，閥芯為圓盤形狀，下端部為圓錐形，能堵住中心管上埠，上部為圓板形，直徑大於中心管外徑，閥杆上部徑向孔中裝一個插銷。
4.根據權利要求1所述的鑽井液預處理器，其特徵是出砂系統由集砂槽、出砂槽、出砂槽頂板、盤旋導砂槽和出砂口組成，集砂槽為圓筒形狀，口向下與筒體上口扣合，其前後兩邊各有一個出砂槽，每個出砂槽與一個盤旋導砂槽相連通，兩個盤旋導砂槽相匯於筒體外下部共用一個出砂口，靠出砂槽頂板把出砂系統懸掛於中心管上。
5.根據權利要求1所述的鑽井液預處理器，其特徵是固液分離系統由內旋筒和葉輪總成組成，內旋筒為圓錐杯形，大口向上，外面是錐形框架，裡面是篩網板，底部是圓盤形底板，底板中心有圓孔，葉輪總成包括圓板形的葉輪壓蓋及均布於葉輪壓蓋上的4塊右旋葉輪片，由葉輪壓蓋壓住內旋筒底板，與定位轉動軸套固定安裝成一體。
6.根據權利要求5所述的鑽井液預處理器，其特徵是內旋筒的錐形框架由上口圓環、彈簧圈、2個橫向圓環、8個縱向筋板和底板組成，篩網板由8塊扇形網板組成，彈簧圈卡入上口圓環的環形槽中，壓住篩網板上部，篩網板下部由葉輪壓蓋壓住。
7.根據權利要求1所述的鑽井液預處理器，其特徵是出液系統分兩路。一路由筒體集液腔及兩個下出液槽組成，兩個下出液槽互為180°均布，與出砂口成90°，下出液槽中有閘板控制出液流量，另一路由上出液槽和接液槽組成，接液槽位於出砂口正上方，利用出砂口作為出液口，上出液槽中有閘板控制出液流量。
專利摘要本實用新型是一種鑽井液預處理器,屬於地面上處理鑽井液的裝置。由進液系統、出砂系統、固液分離系統、出液系統、筒體、機架和電機組成。進液系統在最上部。出砂系統在進液系統下方。固液分離系統安裝在出砂系統下方的筒體內腔,利用內旋筒的離心力除泥砂。下出液口用於排出處理過的鑽井液,上出液口用於排出未處理的鑽井液。先將鑽井液中的大顆粒及泥塊除去,再由振動篩處理,就能用超細篩網,篩分效率高,不糊篩網,不跑泥漿。
文檔編號E21B21/00GK2466339SQ0121603
公開日2001年12月19日 申請日期2001年1月12日 優先權日2001年1月12日
發明者張豔萍, 趙保忠, 韓福慶, 張養生 申請人:趙保忠, 張豔萍, 張養生, 韓福慶