钻井液离心分离装置

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2024-03-12 16:57:24

权利要求书： 1.一种钻井液离心分离装置，其特征在于，包括壳罩、螺旋旋流器、转鼓总成以及螺旋推料总成，所述壳罩内设置有所述转鼓总成，所述转鼓总成内设置有所述螺旋推料总成，所述螺旋旋流器与所述壳罩或所述转鼓总成相连接，所述螺旋旋流器上设置有偏心进料口且所述螺旋旋流器内形成有容置空腔，所述转鼓总成上远离所述螺旋旋流器的端部设置有固相出料口，所述螺旋推料总成的中部设置有清液进入口，所述螺旋推料总成上靠近所述螺旋旋流器的端部设置有与所述清液进入口相连通的清液排出口，通过所述偏心进料口进入所述容置空腔内的钻井液能沿着所述容置空腔的内壁进入所述转鼓总成与螺旋推料总成之间的空隙内，所述螺旋推料总成与所述转鼓总成之间在转动过程中形成的转速差能将所述转鼓总成中的钻井液进行固液分离。

2.根据权利要求1所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述螺旋推料总成包括芯筒、固设在所述芯筒外围的螺旋推料板和螺旋推料动力机构，所述芯筒的筒壁上开设有与其内部相连通的所述清液进入口，所述芯筒上靠近所述螺旋旋流器的端部设置有所述清液排出口，所述芯筒与所述螺旋推料动力机构相连接。

3.根据权利要求2所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述螺旋推料动力机构包括推料传动皮带和推料电机，所述芯筒上靠近所述螺旋旋流器的端部能通过所述推料传动皮带与所述推料电机相连接。

4.根据权利要求2所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述螺旋推料板采用氧化锆陶瓷材料制成，形成所述容置空腔的内壁上设置有氧化锆陶瓷层。

5.根据权利要求2所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述转鼓总成包括转鼓筒体和转鼓动力机构，所述转鼓筒体设置在所述壳罩内部且能相对所述壳罩发生转动，所述芯筒和所述螺旋推料板均设置于所述转鼓筒体内，所述转鼓筒体的内部空间能与所述容置空腔相连通，所述转鼓筒体上远离所述螺旋旋流器的端部设置有所述固相出料口，所述转鼓筒体与所述转鼓动力机构相连接。

6.根据权利要求5所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述转鼓动力机构包括转鼓传动皮带和转鼓电机，所述转鼓筒体上远离所述螺旋旋流器的端部能通过所述转鼓传动皮带与所述转鼓电机相连接。

7.根据权利要求5所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述壳罩上设置有与所述固相出料口相连通的出口，所述出口位于所述壳罩上远离所述偏心进料口的端部。

8.根据权利要求5所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述转鼓筒体的内壁上设置有氧化锆陶瓷层。

9.根据权利要求1所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述偏心进料口处连通有进料管，所述进料管上设置有进料阀。

10.根据权利要求7所述的钻井液离心分离装置，其特征在于，所述固相出料口下部设置有下料管，所述下料管上远离所述固相出料口的端部能通过所述出口穿出至所述壳罩之外，且所述下料管上设置有震动器。

说明书：钻井液离心分离装置技术领域[0001] 本实用新型涉及石油开采设备相关的技术领域，尤其是涉及一种钻井液离心分离装置。

背景技术[0002] 钻井液，是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗

液、乳状液、泡沫和压缩空气等。钻井液可以将钻孔内的碎屑冲出，并且能对钻头降温，起到

了保护钻头的作用。

[0003] 现有技术中，由于使用后的钻井液中掺杂有大量的泥沙等杂质，使用后需要将钻井液中的固体杂质与液体分离，若直接排放会造成资源的浪费和环境污染。

[0004] 现有的钻井液回收是直接利用沉降池进行沉淀，沉淀时间长并且效果差，并且沉降池需要多级沉降，占地面积较大。

[0005] 随着国家对该行业的环保要求越来越严格，石油钻井液的处理工艺也越来越丰富，越来越先进。而石油钻进液具有含固率高，固相颗粒粒径范围大等特性，此种污泥的工

作场所一般比较恶劣，且在一块区域进行完处理之后需要移动至另一区域，进行工作，然而

现在传统的石油钻井液的离心分离系统体积庞大，尤其是由于石油钻井液流动性差，导致

在进行离心分离时，原料输送缓慢，离心分离效率低下。

实用新型内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种钻井液离心分离装置，以解决现有技术中存在的石油钻井液的离心分离系统体积庞大，离心分离效率低下的技术问题。

[0007] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种钻井液离心分离装置，包括壳罩、螺旋旋流器、转鼓总成以及螺旋推料总成，所述壳罩内设置有所述转鼓总成，所述转鼓总成内设

置有所述螺旋推料总成，所述螺旋旋流器与所述壳罩或所述转鼓总成相连接，所述螺旋旋

流器上设置有偏心进料口且所述螺旋旋流器内形成有容置空腔，所述转鼓总成上远离所述

螺旋旋流器的端部设置有固相出料口，所述螺旋推料总成的中部设置有清液进入口，所述

螺旋推料总成上靠近所述螺旋旋流器的端部设置有与所述清液进入口相连通的清液排出

口，通过所述偏心进料口进入所述容置空腔内的钻井液能沿着所述容置空腔的内壁进入所

述转鼓总成与螺旋推料总成之间的空隙内，所述螺旋推料总成与所述转鼓总成之间在转动

过程中形成的转速差能将所述转鼓总成中的钻井液进行固液分离。

[0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋推料总成包括芯筒、固设在所述芯筒外围的螺旋推料板和螺旋推料动力机构，所述芯筒的筒壁上开设有与其内部相连通的所述清

液进入口，所述芯筒上靠近所述螺旋旋流器的端部设置有所述清液排出口，所述芯筒与所

述螺旋推料动力机构相连接。

[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋推料动力机构包括推料传动皮带和推料电机，所述芯筒上靠近所述螺旋旋流器的端部能通过所述推料传动皮带与所述推料电机相

连接。

[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋推料板采用氧化锆陶瓷材料制成，形成所述容置空腔的内壁上设置有氧化锆陶瓷层。

[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓总成包括转鼓筒体和转鼓动力机构，所述转鼓筒体设置在所述壳罩内部且能相对所述壳罩发生转动，所述芯筒和所述螺旋推料板

均设置于所述转鼓筒体内，所述转鼓筒体的内部空间能与所述容置空腔相连通，所述转鼓

筒体上远离所述螺旋旋流器的端部设置有所述固相出料口，所述转鼓筒体与所述转鼓动力

机构相连接。

[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓动力机构包括转鼓传动皮带和转鼓电机，所述转鼓筒体上远离所述螺旋旋流器的端部能通过所述转鼓传动皮带与所述转鼓电机

相连接。

[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述壳罩上设置有与所述固相出料口相连通的出口，所述出口位于所述壳罩上远离所述偏心进料口的端部。

[0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓筒体的内壁上设置有氧化锆陶瓷层。[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述偏心进料口处连通有进料管，所述进料管上设置有进料阀。

[0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述固相出料口下部设置有下料管，所述下料管上远离所述固相出料口的端部能通过所述出口穿出至所述壳罩之外，所述下料管上设置有

震动器。

[0017] 本实用新型提供的钻井液离心分离装置，改变了传统离心机的设计结构，原料液(钻井液)通过偏心进料口进入螺旋旋流器内的容置空腔内，形成涡流的液体在高速旋转的

转鼓总成内部形成离心力，密度大的物体聚集在转鼓总成的转鼓筒体的内表面，密度小的

液体聚集在螺旋推料总成的芯筒的表面，通过螺旋推料总成的中部设置的清液进入口，进

入螺旋推料总成的内部，螺旋推料总成与转鼓总成之间在转动过程中形成的转速差，能将

位于转鼓总成与螺旋推料总成之间的空隙中的钻井液进行固液分离操作，分离出的液体能

通过清液进入口进入螺旋推料总成的芯筒内部，最后从清液排出口排出。该装置能够满足

现场钻井的要求，体积较小，该钻井液离心分离装置分离效率高，安全可靠，操作简单。

附图说明[0018] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅

是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提

下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1是本实用新型实施例提供的钻井液离心分离装置的结构示意图；[0020] 图2是图1中A部分的放大图。[0021] 附图标记：1、壳罩；2、螺旋旋流器；3、偏心进料口；4、固相出料口；5、清液进入口；6、清液排出口；7、芯筒；8、螺旋推料板；9、推料传动皮带；10、转鼓筒体；11、转鼓传动皮带；

12、出口。

具体实施方式[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前

提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

[0023] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0024] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。

对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含

义。

[0025] 参见图1?图2，本实用新型提供了一种钻井液离心分离装置，包括壳罩1、螺旋旋流器2、转鼓总成以及螺旋推料总成，壳罩1内设置有转鼓总成，转鼓总成内设置有螺旋推料总

成，螺旋旋流器2可以与壳罩1连接，进入螺旋旋流器内的钻井液会带有旋转力，当然，螺旋

旋流器2也可以与转鼓总成相连接，通过转鼓总成的转动带动其转动，螺旋旋流器2上设置

有偏心进料口3且螺旋旋流器2内形成有容置空腔，转鼓总成上远离螺旋旋流器2的端部设

置有固相出料口4，螺旋推料总成的中部设置有清液进入口5，螺旋推料总成上靠近螺旋旋

流器2的端部设置有与清液进入口5相连通的清液排出口6，通过偏心进料口3进入容置空腔

内的钻井液能沿着容置空腔的内壁进入转鼓总成与螺旋推料总成之间的空隙内，螺旋推料

总成与转鼓总成之间在转动过程中形成的转速差能将转鼓总成中的钻井液进行固液分离

操作。

[0026] 当要分离的钻井液进入螺旋旋流器2后，在旋转力的作用下，液体会随着螺旋旋流器2的内表面进行高速流动，进入转鼓总成和螺旋推料总成的间隙后，比液相密度大的固相

颗粒在转鼓总成的离心力作用下沉降到转鼓总成的转鼓筒体10的内壁，利用螺旋推料总成

和转鼓总成存在的相对转差(即转速差)，把沉积在转鼓总成的转鼓筒体10内壁的固相颗粒

推向转鼓总成的左端，进一步脱水后经固相出料口4排出，密度小的液体会聚集在螺旋推料

总成的表面，通过螺旋推料总成表面的清液进入口5进入螺旋推料总成内部，从清液排出口

6排出。

[0027] 本实施例中的螺旋推料总成包括芯筒7、固设在芯筒7外围的螺旋推料板8和螺旋推料动力机构，芯筒7的筒壁上开设有与其内部相连通的清液进入口5，芯筒7上靠近螺旋旋

流器2的端部设置有清液排出口6，芯筒7与螺旋推料动力机构相连接。其中，螺旋推料动力

机构包括推料传动皮带9和推料电机，芯筒7上靠近螺旋旋流器2的端部能通过推料传动皮

带9与推料电机相连接。

[0028] 作为本实施例可选的实施方式，螺旋推料板8采用氧化锆陶瓷材料制成，通过将工业氧化锆陶瓷材料应用到螺旋推料板8中，增加了螺旋推料板8的使用寿命。同时，在容置空

腔的内壁上设置有氧化锆陶瓷层，利用该材料的耐磨性、耐腐蚀性、高硬度等性能，增强了

设备主要部件的强度、硬度和耐磨性，从而增强其使用寿命。

[0029] 本实施例中，转鼓总成包括转鼓筒体10和转鼓动力机构，转鼓筒体10设置在壳罩1内部且能相对壳罩1发生转动，芯筒7和螺旋推料板8均设置于转鼓筒体10内，转鼓筒体10的

内部空间能与容置空腔相连通，转鼓筒体10上远离螺旋旋流器2的端部设置有固相出料口

4，转鼓筒体10与转鼓动力机构相连接。其中，转鼓动力机构包括转鼓传动皮带11和转鼓电

机，转鼓筒体10上远离螺旋旋流器2的端部能通过转鼓传动皮带11与转鼓电机形成连接。

[0030] 另外，在本实施例中的壳罩1上设置有与固相出料口4相连通的出口12，出口12位于壳罩1上远离偏心进料口3的端部。作为本实施例可选的实施方式，固相出料口4的下部设

置有下料管，下料管上远离固相出料口4的端部能通过出口12穿出至壳罩1之外，下料管上

设置有震动器。能够提高下料管的下料效率，防止下料管出现堵料的情况，保证装置的工作

稳定性。

[0031] 同时在转鼓筒体10的内壁上设置有氧化锆陶瓷层。通过在转鼓总成中增加工业氧化锆陶瓷材料，结合氧化锆陶瓷材料的耐腐蚀性能、耐水解性能、防锈等性能，从而大力延

长了产品的使用寿命。

[0032] 此外，本实施例中的偏心进料口3处连通有进料管，进料管上设置有进料阀，通过进料阀的设置来控制通过进料管进入容置空腔内的物料的流量，保证该装置的正常运行。

[0033] 本实用新型提供的钻井液离心分离装置，结构简单，布局合理，改变了传统离心机的结构，能很好地实现钻井液中固相和液相的有效分离。原料液(钻井液)通过偏心进料口3

进入螺旋旋流器2内的容置空腔内，形成涡流的液体在高速旋转的转鼓总成内部形成离心

力，密度大的颗粒物质能聚集在转鼓总成的转鼓筒体10的内表面，密度小的液体聚集在螺

旋推料总成的芯筒7的表面，通过螺旋推料总成的中部设置的清液进入口5，进入螺旋推料

总成的内部，螺旋推料总成与转鼓总成之间在转动过程中形成的转速差能将转鼓总成中的

钻井液进行固液分离操作，并从液相出料口排出。该装置能够满足现场钻井的要求，该钻井

液离心分离装置分离效率高，安全可靠，使用寿命长，操作简单，有效的延长了装置中部分

部件及总成的使用寿命，改变了传统离心机的设计结构，在产品中融合了工业结构陶瓷材

料，充分的发挥陶瓷材料的防腐性能，能够有效的增加产品的使用时间和寿命，更好的延长

装置的使用时间，节约成本，减少现场作业费用和劳动强度，增加时效。

[0034] 本实施例中氧化锆陶瓷材料的使用，通过各种材料和试验证明，氧化锆陶瓷材料的耐腐蚀性能、耐水流冲击性能，均达到或者超过金属材料产品的20倍以上，因此，该装置

的使用寿命能够大幅度的提高。

[0035] 以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替

换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的

保护范围为准。