钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置的制作方法

本实用新型属于石油天然气(包括地热)钻井领域，具体涉及一种钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置。

背景技术：

在石油天然气(包括地热)钻井作业中，需要钻井液在井筒内循环，将钻头破碎的岩屑携送到井口，再通过振动筛等分离系统将钻井液与岩屑分离，分离后的钻井液返回泥浆罐重复利用，而被分离出的岩屑则流放至提前布置的露天废钻井液池内，待后续完井后集中回收处理。现有分离系统均采用开放式的振动筛，以强制振动的方式将泥浆和岩屑分离。这种方式的缺点是：振动系统带来很大的噪音；振动及岩屑共同作用下极大影响了筛网使用寿命，增加了钻井工人的劳动强度和钻井成本，同时，筛网的损坏，增大了钻井工程风险；开放式分离及处理方式造成岩屑散落，收集不便且对环境造成了一定程度的污染。

在此背景下，本实用新型提出了钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置，在全密闭环境下，完成了泥浆与岩屑的回转分离、岩屑的脱水成型以及自动收集与包装等系列操作，消除了原有开放式振动筛分离系统所存在的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置，该一体化装置具有泥浆岩屑回转分离功能、岩屑脱水成型功能及自动收集包装功能，可在密闭环境下完成对井口返出泥浆岩屑的回转分离、岩屑脱水成型与自动收集包装，提高泥浆岩屑分离效率的同时，实现了处理过程中泥浆不落地，降低了环境保护风险。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置，该钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置包括具有内容腔的主体结构，以及依次设置于所述主体结构内容腔内的滚动式泥浆岩屑分离装置、脱水成型装置和自动收集包装装置；

所述滚动式泥浆岩屑分离装置包括可旋转的筒状筛网结构的筛分筒，通过其旋转筛分泥浆和岩屑；

所述滚动式泥浆岩屑分离装置分离出的岩屑进入所述脱水成型装置进行压缩脱水脱泥浆，之后进入所述自动收集包装装置进行分装。

本实用新型结构简单紧凑，钻井液及所携岩屑在密闭环境下以回转方式进行分离处理，从而达到集成、环保、高效、低成本的目的，因此极大地提高了分离处理质量和工作效率，降低了运行成本、环保风险安全隐患。

优选地，所述钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置包括有泥浆岩屑入口、泥浆出口和岩屑出口；

泥浆携带岩屑通过所述泥浆岩屑入口进入所述滚动式泥浆岩屑分离装置；

所述滚动式泥浆岩屑分离装置分离出的泥浆和压缩脱水分离出的泥浆通过所述泥浆出口输出；所述泥浆出口位于所述主体结构的底部；

所述自动收集包装装置分装好的岩屑过所述岩屑出口输出。

优选地，所述滚动式泥浆岩屑分离装置还包括螺旋推进结构，将泥浆与岩屑混合物从所述滚动式泥浆岩屑分离装置的一端推向另一端，并在这一过程中完成筛分，泥浆通过底部泥浆出口输出回流至泥浆罐进行循环利用，而岩屑则被送至脱水成型装置；所述螺旋推进结构的外周与所述筛分筒内壁固定连接。

优选的，所述滚动式泥浆岩屑分离装置还包括第一动力主轴和动力机构；所述第一动力主轴与所述螺旋推进结构的内孔固定连接；所述第一动力主轴在动力机构的驱动下带动所述筛分筒和螺旋推进结构旋转；可匀速旋转，也可变速。

优选地，所述第一动力主轴的两端分别支撑连接在所述主体结构上，支撑通过轴承座与轴承配合结构实现；所述动力机构包括电机和链轮传动机构，该动力机构受电控调节实现匀速及变速旋转动作。

优选的，所述脱水成型装置包括筒状筛网结构的脱水筒、变螺距的螺旋叶片、第二动力主轴和动力机构；

所述脱水筒固定连接在所述主体结构上，所述螺旋叶片的内孔与所述第二动力主轴固定连接；所述第二动力主轴在动力机构的驱动下带动螺旋叶片在脱水筒内旋转；可匀速旋转，也可变速；

所述螺旋叶片的螺距沿岩屑输送方向逐渐减小，被送入的岩屑随着螺旋转动被向前传送及压缩，从而实现对岩屑脱水脱泥浆。

优选地，所述第二动力主轴的两端分别支撑连接在所述主体结构上，支撑通过轴承座与轴承配合结构实现；所述动力机构包括电机和链轮传动机构。

优选地，所述滚动式泥浆岩屑分离装置和脱水成型装置的动力机构可通过变速机构共用同一个动力机构。

优选地，所述筛分筒的形状为圆柱形或锥形。

优选地，所述第一动力主轴的安装可根据滚动式泥浆岩屑分离装置的筛分能力选择水平安装或倾斜一定角度设置，倾斜角度根据机型参数确定。

所述筛分筒的筛网孔径大小根据现场实际使用需求调整，常规直井作业时优选120目筛网。

所述脱水筒的筛网孔径大小根据现场实际使用需求调整，常规直井作业时优选120目筛网。

优选地，所述主体结构的内容腔底部为锥形，且所述泥浆出口设置于此。一般情况下，所述泥浆出口连接至泥浆罐，然后进行循环利用。

优选地，所述自动收集包装装置位于所述主体结构之外，即只需滚动式泥浆岩屑分离装置和脱水成型装置在主体结构的内容腔之内即可。

本实用新型的钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置与常规开放式的振动筛分离方式相比，其主要明显特征是：筛网分离方式由常规的振动变为转动；筛网布置方式由常规的平面布置改为圆筒式布置；常规的开放式系统改为密闭方式；增加了脱水成型装置及自动收集包装装置，实现了对分离出的岩屑等杂质的成型及自动收集。

本实用新型的有益效果是：采用了泥浆岩屑回转分离方式，减轻了噪音污染，提高了筛网使用寿命，降低了钻井工人的劳动强度、钻井成本及钻井工程风险；系统不仅完成了泥浆岩屑的分离，同时集成了岩屑的脱水成型及自动收集包装功能，对分离出的岩屑等杂质自动成型及实时收集，真正实现了该处理环节的泥浆不落地，降低了环境保护风险。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本实用新型优选实施例中的钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置的结构示意图。

图2是滚动式泥浆岩屑分离装置的一种优选结构示意图。

图3为图2的右视图。

图4是滚动式泥浆岩屑分离装置的另一种优选结构示意图。

图5是图4的右视图。

图6是滚动式泥浆岩屑分离装置的另一种安装示意图。

图7是脱水成型装置一种优选结构示意图。

图8是图7的右视图。

附图标记说明：

1-主体结构，2-滚动式泥浆岩屑分离装置，3-脱水成型装置，4-自动收集包装装置，5-泥浆岩屑入口，6-泥浆出口，7-岩屑出口，8-井筒；

2a-筛分筒，2b-螺旋推进结构，2c-第一动力主轴；

3a-脱水筒，3b-螺旋叶片，3c-第二动力主轴。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

另外，在本实用新型中的实施例中所提到的一些方位词，例如“左”、“右”等，这些方位词的含义与装置的放置情况有关，不应理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供一个优选实施例，如图1所示，该钻井泥浆岩屑分离回收一体化装置包括：具有内容腔的主体结构1和依次设置于所述主体结构内容腔的滚动式泥浆岩屑分离装置2和脱水成型装置3，以及在主体结构1之外与脱水成型装置3连接的自动收集包装装置4；当然，自动收集包装装置4也可以直接设置在主体结构1之内。该钻井泥浆岩屑分离回收一体装置在功能上不仅实现了常规泥浆振动筛对泥浆岩屑的分离功能，同时集成了岩屑的脱水成型及自动收集包装功能，对分离出的岩屑等杂质自动成型及实时收集，因此，在实际应用过程中，该一体化装置可完全替代常规泥浆振动筛。

本实用新型所涉及的滚动式泥浆岩屑分离装置2，主要功能结构如图2和图3所示，包括筛分筒2a，螺旋推进结构2b(本实施例中具体为一体式螺旋扇叶)，第一动力主轴2c，三部分通过焊接等方式形成一个刚性整体，其中：筛分筒2a与螺旋推进结构2b外周连接，第一动力主轴2c与螺旋推进结构2b内孔连接，如图2所示，三部分之间形成了一个螺旋流道的型腔筛分结构。

筛分筒2a上孔径大小根据现场实际使用需求调整，常规直井作业时优选120目筛网。

筛分筒2a左端与泥浆岩屑入口5连通，筛分筒2a右端为出口，钻井泥浆岩屑从井筒8通过左端泥浆岩屑入口5进入后，经过螺旋筛分后从右端出口流至脱水成型装置3。

筛分筒2a形状不限于圆柱形，可为锥形，如图4和图5所示。

第一动力主轴2c的安装可根据滚动式泥浆岩屑分离装置2的筛分能力选择水平安装或倾斜一定角度设置，如图6所示，倾斜角度根据机型参数确定。

第一动力主轴2c通过两端支撑在主体结构1之上，支撑可通过轴承座与轴承配合结构实现，且受到动力机构驱动，动力机构可由电机、链轮传动机构构成，且该动力机构受电控调节实现匀速及变速旋转动作。

脱水成型装置3，主要功能结构如图7和图8所示，包括脱水筒3a、螺旋叶片3b和第二动力主轴3c。

脱水筒3a上孔径大小根据现场实际使用需求调整，常规直井作业时优选120目筛网。

脱水筒3a与主体结构1固定，螺旋叶片3b内孔与第二动力主轴3c连接并形成一个整体，第二动力主轴3c通过两端支撑在主体结构1之上，支撑通过轴承座与轴承配合结构实现，且受到动力机构驱动，动力机构可由电机、链轮传动机构构成，可通过变速机构与泥浆岩屑分离装置2共用同一个动力机构。

螺旋叶片3b上螺旋的螺距沿岩屑输送方向逐渐减小，被送入的岩屑随着螺旋转动被向前传送及压缩，从而实现对岩屑脱水脱泥浆，被脱出的泥浆可从脱水筒3a网孔流出，并沿下面的泄流孔回流至泥浆罐，当岩屑被移送至螺距最小端时，完成压缩脱水并自动脱落至出口，该出口与自动收集包装装置4入口相通。

脱水完成的的岩屑落至自动收集包装装置4后完成等量分装。并完成包装及码放存储以备后续运输处理。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。