專利名稱：泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于粒子沖擊鉆井領(lǐng)域中的粒子分離處理裝置。
背景技術(shù)：
粒子沖擊鉆井是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它克服了一般鉆井技術(shù)中的困難，有效的加快了鉆井速度，縮短了鉆井周期，降低了鉆井成本。但是，目前國內(nèi)還沒有與之相配套的粒子分離處理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的分離處理系統(tǒng)只能進(jìn)行簡單的固液分離，而且分離效率較低，并且整體結(jié)構(gòu)的體積較大，不易安裝維修，不易移動(dòng)，能耗比較大。另外，在實(shí)施粒子沖擊鉆井時(shí)，為了更大的降低鉆井成本，不僅需要回收鉆井液，而且還需要回收金屬粒子，但現(xiàn)有的分離處理系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬粒子的分離回收。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井液、巖屑與金屬粒子的三相高效分離，而且結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可節(jié)省能源。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)，由通過支架和管路依次連接的振動(dòng)篩、磁選機(jī)和脫磁器構(gòu)成。其獨(dú)特之處在于:所述振動(dòng)篩的外部開有投料口以及分別對(duì)應(yīng)連通內(nèi)部兩層網(wǎng)篩的上層出口和中層出口，此外，在所述振動(dòng)篩的外部還開有對(duì)應(yīng)內(nèi)部排泥漿層的下層泥漿出口。在所述振動(dòng)篩的內(nèi)部固定有振動(dòng)篩電機(jī)、減速器、凸輪機(jī)構(gòu)、支撐桿以及網(wǎng)孔直徑逐漸縮小的上網(wǎng)篩和下網(wǎng)篩；其中，減速器為雙輸出軸減速器，振動(dòng)篩電機(jī)與所述減速器固定在底座內(nèi)的底層支架上，兩者之間用聯(lián)軸器連接，所述減速器的輸出軸與凸輪機(jī)構(gòu)之間用鍵連接，所述上網(wǎng)篩和下網(wǎng)篩與所述凸輪機(jī)構(gòu)之間通過支撐桿和豎桿實(shí)現(xiàn)連接，所述豎桿與上、下網(wǎng)篩之間通過卡板鎖緊。所述磁選機(jī)為永磁筒式磁選機(jī)，具有進(jìn)料斗、巖屑出口、金屬粒子出口、上磁輥、上滾筒、下磁輥以及下滾筒，上滾筒和下滾筒均為半管形。其中，在所述進(jìn)料斗、上滾筒、下滾筒與巖屑出口、金屬粒子出口之間，由上至下依次在磁選機(jī)箱體上固定有上擋板、中擋板和下?lián)醢澹瑥亩纬蓭r屑和金屬粒子的不同通道。其中，進(jìn)料斗焊接在磁選機(jī)箱體的上部，金屬粒子出口和巖屑出口分別位于磁選機(jī)箱體的左右兩端。采用半磁鐵的上磁輥和下磁輥分別通過中間軸固定在磁選機(jī)箱體上，上滾筒和下滾筒則分別通過軸承支撐在與其對(duì)應(yīng)的中間軸上。在磁選機(jī)箱體外固定有磁選機(jī)電機(jī)，所述磁選機(jī)電機(jī)的傳動(dòng)軸分別通過上、下V形傳動(dòng)帶與上滾筒和下滾筒之間實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接。所述中層出口通過管路與進(jìn)料斗相連接，金屬粒子出口通過管路與脫磁器的入口相連接。本實(shí)用新型具有如下有益效果:本系統(tǒng)由振動(dòng)篩、磁選機(jī)以及脫磁器組成。其整體的分離流程為:從井底返回的帶有金屬粒子的泥漿經(jīng)過振動(dòng)篩后可分離為金屬粒子及與其粒度接近的巖屑和泥漿，泥漿被排出，而后金屬粒子與巖屑進(jìn)入磁選機(jī)，在磁選機(jī)的作用下分離出金屬粒子進(jìn)入脫磁器，經(jīng)消磁后注入系統(tǒng)。其中振動(dòng)篩分為三層，第一層篩選出較大粒度的巖屑，第二層篩選出金屬粒子及與其粒度接近的巖屑，第三層排出泥漿。由于磁選機(jī)為永磁筒式磁選機(jī)，主要由上下兩個(gè)磁輥構(gòu)成，金屬粒子由于受到磁場力的作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生改變，進(jìn)入輸出管道，輸出的金屬粒子進(jìn)入脫磁器，脫磁器主要由脫磁線圈與其并聯(lián)的脈沖電容構(gòu)成振蕩電路，形成一正弦衰減磁場，從而達(dá)到對(duì)粒子脫磁的目的，脫磁以后的金屬粒子可再進(jìn)入注入系統(tǒng)，以此模式完成整個(gè)分離回收過程。本系統(tǒng)可以高效快速的完成整個(gè)分離過程，得到干凈的金屬粒子。將金屬粒子從井底返回的泥漿中分離出來，并將其再次送至注入系統(tǒng)中，以保證金屬粒子不斷地循環(huán)使用，從而降低鉆井成本。與傳統(tǒng)的分離系統(tǒng)相比較，本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了鉆井液與巖屑的分離，而且還可以實(shí)現(xiàn)巖屑與金屬粒子的分離，整個(gè)系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，明顯降低了制造安裝成本；并且，便于移動(dòng)，操作簡便，安全，動(dòng)力消耗小，節(jié)省能源。


:圖1是將本實(shí)用新型的各部分連接后構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是本實(shí)用新型所述振動(dòng)篩的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型所述振動(dòng)篩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型所述磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型所述脫瓷器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6將本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)三維示意圖。圖中1-振動(dòng)篩，2-磁選機(jī)，3-脫磁器，4-防塵蓋，5-上層出口，6-底座，7_下層泥漿出口，8-中層出口，9-上網(wǎng)篩，10-卡板，11-豎桿，12-下網(wǎng)篩，13-支撐桿，14-凸輪機(jī)構(gòu)，15-減速器，16-振動(dòng)篩電機(jī)，17-上擋板，18-進(jìn)料斗，19-上磁輥，20-上滾筒，21-上V形傳動(dòng)帶，22-下V形傳動(dòng)帶，23-磁選機(jī)電機(jī)，24-中擋板，25-下磁輥，26-下滾筒，27-下?lián)醢澹?8-巖屑出口，29-金屬粒子出口，30-法蘭，31-脫磁線圈，32-塑礦管。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:該種泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)，由通過支架和管路依次連接的振動(dòng)篩1、磁選機(jī)2和脫磁器3構(gòu)成，其獨(dú)特之處在于:如圖2、圖3所示，所述振動(dòng)篩I的外部開有投料口以及分別對(duì)應(yīng)連通內(nèi)部兩層網(wǎng)篩的上層出口 5和中層出口 8，此外，在所述振動(dòng)篩的外部還開有對(duì)應(yīng)內(nèi)部排泥漿層的下層泥漿出口 7。在所述振動(dòng)篩的內(nèi)部固定有振動(dòng)篩電機(jī)16、減速器15、凸輪機(jī)構(gòu)14、支撐桿13以及上網(wǎng)篩9和下網(wǎng)篩12，上網(wǎng)篩的網(wǎng)孔直徑大于下網(wǎng)篩的網(wǎng)孔直徑。其中，減速器15為雙輸出軸減速器，振動(dòng)篩電機(jī)16與所述減速器固定在底座6內(nèi)的底層支架上，兩者之間用聯(lián)軸器連接，且此二者用螺栓固定在底座的底板上。所述減速器的輸出軸與凸輪機(jī)構(gòu)14之間用鍵連接，軸向用軸肩定位，軸端用定位銷固定。所述上網(wǎng)篩9和下網(wǎng)篩12與所述凸輪機(jī)構(gòu)之間通過支撐桿13和豎桿11實(shí)現(xiàn)連接，所述豎桿與上、下網(wǎng)篩之間通過卡板10鎖緊，卡板10用螺栓緊固，豎桿11與支撐桿13之間焊接。另外，防塵蓋4、上層出口 5、中層出口
8、下層泥漿出口 7和底座6之間用束環(huán)連接。振動(dòng)篩工作時(shí)，通過凸輪機(jī)構(gòu)提供振動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)再通過豎桿與各層網(wǎng)篩連接，從而帶動(dòng)各層篩網(wǎng)振動(dòng)，使巖屑與金屬粒子分離，同時(shí)通過振動(dòng)加快各個(gè)出口的流速。如圖4所不,所述磁選機(jī)2為永磁筒式磁選機(jī),具有進(jìn)料斗18、巖屑出口 28、金屬粒子出口 29、上磁輥19、上滾筒20、下磁輥25以及下滾筒26，上滾筒20和下滾筒26均為半管形。其中，在所述進(jìn)料斗、上滾筒、下滾筒與巖屑出口、金屬粒子出口之間，由上至下依次在磁選機(jī)箱體上固定有上擋板17、中擋板24和下?lián)醢?7。其中，進(jìn)料斗18焊接在磁選機(jī)箱體的上部，金屬粒子出口 29和巖屑出口 28分別位于磁選機(jī)箱體的左右兩端；上磁棍19和下磁輥25通過中間軸固定在磁選機(jī)箱體上，上滾筒20和下滾筒26分別通過軸承支撐在與其對(duì)應(yīng)的中間軸上；在磁選機(jī)箱體外固定有磁選機(jī)電機(jī)23,所述磁選機(jī)電機(jī)的傳動(dòng)軸分別通過上、下V形傳動(dòng)帶與上滾筒20和下滾筒26之間實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接。所述中層出口 8通過管路與進(jìn)料斗18相連接，金屬粒子出口 29通過管路與脫磁器3的入口相連接。由于磁選機(jī)采用了以上結(jié)構(gòu)，使得從振動(dòng)篩分離出來的金屬粒子與巖屑通過進(jìn)料斗進(jìn)入磁選機(jī)，由于擋板的作用，金屬粒子與巖屑進(jìn)入磁筒右側(cè)，滾筒通過以360r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，磁筒與箱體固定不動(dòng)?；旌象w中的金屬粒子由于磁鐵的作用力被吸附在滾筒上，隨著滾筒一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)由于離心力和重力的共同作用，金屬離子進(jìn)入滾筒左偵牝從左下出料口排出，而巖屑將會(huì)進(jìn)入滾筒右側(cè)，從右下出料口排出。經(jīng)過上下兩次磁選的作用。這樣就實(shí)現(xiàn)了金屬粒子與巖屑的分離。磁選機(jī)在電機(jī)的帶動(dòng)下，可通過調(diào)整帶輪的直徑來控制傳動(dòng)比，進(jìn)而使?jié)L筒以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。具體實(shí)施時(shí)，考慮到泥漿與巖屑以及金屬離子的實(shí)際直徑，所述上網(wǎng)篩9的網(wǎng)孔直徑確定為3毫米，所述下網(wǎng)篩12的網(wǎng)孔直徑可確定為2毫米。如圖5所示，為脫磁器的結(jié)構(gòu)圖，主要由法蘭30、脫磁線圈31以及塑礦管32組成。脫磁線圈在脫磁器內(nèi)部，具有一個(gè)與其并聯(lián)的脈沖電容構(gòu)成振蕩電路，形成正弦衰減磁場，從而達(dá)到脫磁目的。其工作原理為:當(dāng)被磁化的金屬粒子通過衰減的正弦波磁場時(shí)，能夠達(dá)到有效的退磁效果。退磁效果與正弦波的頻率有關(guān)，當(dāng)頻率大于800Hz時(shí)，退磁效果明顯變好。退磁效果還與磁場強(qiáng)度有關(guān)，通常磁場強(qiáng)度大于矯頑磁力的5倍即可。當(dāng)金屬粒子經(jīng)過脫磁器以后，就完成了整個(gè)分離回收過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬粒子的重復(fù)利用。使用時(shí)，將混合液通過投料口進(jìn)入振動(dòng)篩，其中金屬粒子的直徑為2.5mm，第一層網(wǎng)篩的網(wǎng)孔直徑為3mm，通過初次分離，分離出體積較大的巖屑；其余混合物進(jìn)入第二層，第二層網(wǎng)篩的網(wǎng)孔直徑為2_，將金屬粒子和體積較小的巖屑與泥漿分離，泥漿進(jìn)入第三層排出，少量巖屑和金屬粒子從第二層進(jìn)入磁選機(jī)。
權(quán)利要求1.一種泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)，由通過支架和管路依次連接的振動(dòng)篩(I)、磁選機(jī)(2 )和脫磁器(3 )構(gòu)成，其特征在于: 所述振動(dòng)篩(I)的外部開有投料口以及分別對(duì)應(yīng)連通內(nèi)部兩層網(wǎng)篩的上層出口(5)和中層出口(8)，此外，在所述振動(dòng)篩的外部還開有對(duì)應(yīng)內(nèi)部排泥漿層的下層泥漿出口(7);在所述振動(dòng)篩的內(nèi)部固定有振動(dòng)篩電機(jī)(16)、減速器(15)、凸輪機(jī)構(gòu)(14)、支撐桿(13)以及上網(wǎng)篩(9)和下網(wǎng)篩(12);其中，減速器(15)為雙輸出軸減速器，振動(dòng)篩電機(jī)(16)與所述減速器固定在底座(6)內(nèi)的底層支架上，兩者之間用聯(lián)軸器連接，所述減速器的輸出軸與凸輪機(jī)構(gòu)(14)之間用鍵連接，所述上網(wǎng)篩(9)和下網(wǎng)篩(12)與所述凸輪機(jī)構(gòu)之間通過支撐桿(13)和豎桿(11)實(shí)現(xiàn)連接，所述豎桿與上、下網(wǎng)篩之間通過卡板(10)鎖緊； 所述磁選機(jī)(2)為永磁筒式磁選機(jī),具有進(jìn)料斗(18)、巖屑出口(28)、金屬粒子出口(29)、上磁輥(19)、上滾筒(20)、下磁輥(25)以及下滾筒(26)，上滾筒(20)和下滾筒(26)均為半管形；其中，在所述進(jìn)料斗、上滾筒、下滾筒與巖屑出口、金屬粒子出口之間，由上至下依次在磁選機(jī)箱體上固定有上擋板(17)、中擋板(24)和下?lián)醢?27);其中，進(jìn)料斗(18)焊接在磁選機(jī)箱體的上部，金屬粒子出口(29)和巖屑出口(28)分別位于磁選機(jī)箱體的左右兩端；上磁輥(19 )和下磁輥(25 )通過中間軸固定在磁選機(jī)箱體上，上滾筒(20 )和下滾筒(26)分別通過軸承支撐在與其對(duì)應(yīng)的中間軸上；在磁選機(jī)箱體外固定有磁選機(jī)電機(jī)(23),所述磁選機(jī)電機(jī)的傳動(dòng)軸分別通過上、下V形傳動(dòng)帶(21，22 )與上滾筒(20 )和下滾筒(26 )之間實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接； 所述中層出口(8)通過管路與進(jìn)料斗(18)相連接，金屬粒子出口(29)通過管路與脫磁器(3)的入口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)，其特征在于:所述上網(wǎng)篩(9)的網(wǎng)孔直徑為3毫米，所述下網(wǎng)篩(12)的網(wǎng)孔直徑為2毫米。
專利摘要一種泥漿、巖屑、金屬粒子三相分離系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有粒子沖擊鉆井用分離系統(tǒng)只能進(jìn)行固液分離且效率較低的問題。其特征在于系統(tǒng)由通過支架和管路依次連接的振動(dòng)篩、磁選機(jī)和脫磁器構(gòu)成；在振動(dòng)篩內(nèi)固定振動(dòng)篩電機(jī)、減速器、凸輪機(jī)構(gòu)、支撐桿以及網(wǎng)篩；磁選機(jī)為永磁筒式磁選機(jī)，有進(jìn)料斗、巖屑出口、金屬粒子出口、上下磁輥和上下滾筒，金屬粒子出口和巖屑出口位于箱體的左右端；上磁輥和下磁輥通過中間軸固定在箱體上，上、下滾筒分別通過軸承支撐在中間軸上；振動(dòng)篩的中層出口通過管路與進(jìn)料斗相連接，金屬粒子出口通過管路與脫磁器的入口相連接。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井液、巖屑與金屬粒子的三相高效分離，而且結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可節(jié)省能源。
文檔編號(hào)B03C1/30GK203061285SQ20132010352
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者任福深, 陳素麗, 王寧博, 庾平輝, 張發(fā), 王寶金, 馬若虛 申請人:東北石油大學(xué)