本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，具体涉及一种钻机保温设备。
背景技术：
钻机保温设备是为钻井冬季安全生产而开发研制的替代传统锅炉保温方式的专用防冻电热保温设备，现有技术主要包括钻机气路干燥装置、管路伴热装置、全自动电热蒸汽发生器、柴油机保温装置、水池加热器、操作人员保温装置、节控箱保温装置、远控房保温装置等。目前市场上钻机保温设备自动化程度普遍偏低，需要设置专门的工作人员值守，而且钻机保温设备所用储水箱由于需要设置检修口，将储水箱内的储水加热后热量通过检修口大量散失，能量损失大，使用成本高。此外，现有钻机保温设备中水在进入水箱加热之前没有进行任何的处理，其水中的杂质等物质会对钻机保温设备产生影响，提高了故障率，降低了钻机保温设备的使用寿命。
技术实现要素：
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种钻机保温设备，在储水装置内设置控制器、温度传感器、防爆加热器、液位感应器和电磁阀实现对储水自动控制，并加装保温隔热装置减少热量散失，利用过滤装置对进入水箱的水进行过滤，降低钻机保温设备的故障率。
考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：
一种钻机保温设备，包括过滤组件、储水装置和蒸汽发生器，所述过滤组件包括锰砂过滤装置、软水处理装置和精滤装置，所述锰砂过滤装置的出水端通过所述软水处理装置与所述精滤装置的进水端连通，所述储水装置的进水端与所述精滤装置的出水端连通，所述储水装置的出水端与所述蒸汽发生器的进水端连通；所述蒸汽发生器包括第一外壳和内胆，所述内胆固定安装于所述第一外壳内，所述内胆的中部设有第一进水管，所述第一进水管的一端与所述内胆连通，所述第一进水管的另一端贯穿所述第一外壳并与所述储水装置连通，所述内胆的顶部设有排气管，所述排气管的一端与所述内胆的上部连通，所述排气管的另一端贯穿所述第一外壳；所述内胆的底部设有加热装置，所述内胆的中部设有圆盘形的水雾分离装置，所述水雾分离装置的周壁与所述内胆的内壁相连，所述水雾分离装置位于所述第一进水管的上方；所述水雾分离装置包括多孔管和圆盘形的壳体，所述壳体的底部设有进气孔，所述多孔管插入所述壳体内，所述多孔管的顶部设有出气口，所述多孔管的底部密封设置，所述多孔管的周壁设有第一通孔，所述壳体与所述多孔管围成的环形腔内填充有金属球，所述内胆的上部设有与所述内胆连通的安全阀门，所述安全阀门位于所述水雾分离装置的上方。
为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是：
根据本实用新型的一个实施方案，所述水雾分离装置还包括导流管，所述导流管与所述壳体固定相连，所述导流管的一端插入所述环形腔内，所述导流管的另一端经所述进气孔伸出所述壳体，所述导流管的周壁设有第二通孔，所述第二通孔之间设有导流槽，所述导流槽沿所述导流管的长度方向设置。
根据本实用新型的另一个实施方案，所述储水装置包括储水箱和控制器，所述储水箱的顶部设有检修口，所述检修口设有保温隔热顶盖，所述储水箱的下部与所述第一进水管连通，所述储水箱的上部设有与所述储水箱连通的第二进水管，所述储水箱通过所述第二进水管与所述精滤装置连通，所述第二进水管设有电磁阀；所述储水箱内设有用于给水加热的防爆加热器，所述储水箱内设有用于感应液位高度的液位感应器，所述储水箱内设有用于检测所述储水箱内溶液温度的温度传感器，所述液位感应器的信号输出端和所述温度传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端相连，所述电磁阀的信号输入端和所述防爆加热器的信号输入端均与所述控制器的信号输出端连接。
进一步地，所述保温隔热顶盖包括上盖板、下盖板和隔框，所述上盖板与所述下盖板平行设置，所述下盖板的底部设有旋塞，所述隔框由方形管围成，所述方形管内设有分子筛吸附剂和膨胀珍珠岩，所述隔框的内侧壁设有通气孔，所述隔框设于所述上盖板与所述下盖板之间，所述上盖板、所述下盖板和所述隔框围成密封的隔热腔。
进一步地，所述隔框的外侧壁、所述上盖板与所述下盖板共同围成外环槽，所述外环槽内填充有密封层。
进一步地，所述分子筛吸附剂与所述膨胀珍珠岩的比例为1:2.5-5。
进一步地，所述保温隔热顶盖的中部设有泄压管，所述泄压管贯穿所述上盖板和所述下盖板，所述泄压管的一端与所述储水箱连通，所述泄压管的另一端设有泄压阀。
根据本实用新型的另一个实施方案，所述精滤装置包括第二外壳和多个精滤组件，所述第二外壳的进水端设有第三进水管，所述第二外壳的出水端与所述第二进水管连通，所述第二外壳内设有多个相互平行的隔板，所述隔板的中部设有第三通孔，多个所述隔板沿所述第二外壳的长度方向设置，所述隔板将所述第二外壳内的空间分隔为多个过滤腔，所述精滤组件设于所述过滤腔内；所述精滤组件包括支撑架和两个过滤单元，所述过滤单元的中部设有贯穿所述过滤单元的第一通道，所述过滤单元的横截面为回形，所述支撑架包括安装板和与所述第二外壳相配合的外框，所述安装板设于所述外框的中部，所述安装板通过连杆与所述外框固定相连，其中一个所述过滤单元安装于所述安装板的一侧，另一个所述过滤单元安装于所述安装板的另一侧，所述过滤单元与所述第二外壳围成第二通道，所述第一通道的横截面面积与第二通道的横截面面积之比1:1.5-2。
进一步地，所述第二外壳内设有三个过滤腔，所述第二外壳内设有三个精滤组件，所述精滤组件包括第一精滤组件、第二精滤组件和第三精滤组件，所述第一精滤组件靠近所述第三进水管，所述第三精滤组件靠近所述第二进水管，所述第二精滤组件位于所述第一精滤组件与所述第三精滤组件之间，所述第一精滤组件的过滤单元内设有PPF精密纤维棉滤芯，所述第二精滤组件的过滤单元内设有活性炭颗粒滤芯，所述第三精滤组件的过滤单元内设有高分子膜滤芯。
进一步地，所述过滤单元的自由端设有橡胶材质的密封垫圈。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型在进水管的上游端设置过滤组件对进水进行过滤，减少了水中杂物或硬水对其它设备造成影响，提高设备使用寿命，降低设备故障率；
(2)在储水装置上设置电磁阀、温度传感器、防爆加热器和液位感应器并配合控制器使用，设备运行时，液位感应器实时检测储水箱内液面的高度并将信号传送给控制器，控制器通过对液面高度信号进行分析判断后控制电磁阀开启或关闭，温度传感器实时检测储水箱内溶液的温度并将信号传送给控制器，控制器通过对溶液温度信号进行分析判断后控制防爆加热器开启或关闭，这样可以保证储水箱内溶液的温度和溶液液位高度始终位于设定的范围内，设备自动化程度高，性能更稳定，使用成本更低；
(3)在检修口设置保温隔热顶盖，通过保温隔热顶盖减少储水箱内热量散失，降低使用成本；
(4)在隔框内填充分子筛吸附剂，通过分子筛吸附剂经通孔吸收隔热腔内的水蒸气并形成一定程度的真空度，达到隔热的效果，保温隔热顶盖重量小，便于移动；
(5)在隔框内还填充膨胀珍珠岩，通过膨胀珍珠岩和密封层配合作用，可以减少热量经隔框散失，进一步降低热量的散失速率；
(6)通过蒸汽发生器产生的蒸汽对钻井设备进行清洗，解决了石油钻井设备油渍不便清洗的问题；通过设置水雾分离装置，降低内胆中排出水蒸汽的含水量，提高了水资源的利用率，并节约了能量；通过设置自动开合的安全阀门，当内胆内达到一定气压的情况下，安全阀门自动打开，进行泄压，提高了蒸汽发生器的安全性；
(7)水流从过滤单元的侧壁通过，相比传统的串联式过滤设备，保证过滤效果的同时过滤速度更快，设备工作效率更高；
(8)过滤单元采用模块化设计，设备维修和更换滤芯更方便快捷，降低维护成本。
附图说明
为了更清楚的说明本申请文件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的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
图1为根据本实用新型一个实施例的钻机保温设备结构示意图；
图2为根据本实用新型一个实施例的蒸汽发生器的结构示意图；
图3为根据本实用新型一个实施例的水雾分离装置的结构示意图；
图4为根据本实用新型一个实施例的水雾分离装置的内部结构示意图；
图5为根据本实用新型一个实施例的导流管正视图；
图6为根据本实用新型一个实施例的导流管俯视图；
图7为根据本实用新型一个实施例的储水装置的结构示意图；
图8为根据本实用新型一个实施例的保温隔热顶盖结构示意图；
图9为图8的局部放大图；
图10为根据本实用新型一个实施例的精滤装置内部结构示意图；
图11为根据本实用新型一个实施例的精滤组件剖面图；
图12为根据本实用新型一个实施例的支撑架正视图；
图13为根据本实用新型一个实施例的精滤组件正视图；
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1-蒸汽发生器，11-第一外壳，12-内胆，13-第一进水管，14-排气管，15-加热装置，16-水雾分离装置，161-壳体，162-多孔管，163-出气口，164-第一通孔，165-环形腔，166-金属球，167-进气孔，168-导流管，1681-第二通孔，1682-导流槽，17-安全阀门，18-蒸汽阀门，2-储水装置，21-储水箱，22-控制器，23-检修口，24-保温隔热顶盖，241-上盖板，242-下盖板，243-隔框，244-旋塞，245-通气孔，246-隔热腔，247-密封层，25-第二进水管，26-电磁阀，27-泄压管，28-泄压阀，29-液位观察窗，3-精滤装置，31-第二外壳，32-第三进水管，33-隔板，34-第三通孔，35-支撑架，351-安装板，352-外框，353-连杆，36-过滤单元，361-密封垫圈，37-第一通道，38-第二通道，39-精滤组件，391-第一精滤组件，392-第二精滤组件，393-第三精滤组件，4-软水处理装置，5-锰砂过滤装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，图1为根据本实用新型一个实施例的钻机保温设备结构示意图，一种钻机保温设备，包括过滤组件、储水装置2和蒸汽发生器1，所述过滤组件包括锰砂过滤装置5、软水处理装置4和精滤装置3，所述锰砂过滤装置5的出水端通过所述软水处理装置4与所述精滤装置3的进水端连通，所述储水装置2的进水端与所述精滤装置3的出水端连通，所述储水装置2的出水端与所述蒸汽发生器1的进水端连通。
如图2所示，所述蒸汽发生器1包括第一外壳11和内胆12，所述内胆12固定安装于所述第一外壳11内，所述内胆12的中部设有第一进水管13，所述第一进水管13的一端与所述内胆12连通，所述第一进水管13的另一端贯穿所述第一外壳11并与所述储水装置2连通，所述内胆12的顶部设有排气管14，所述排气管14的一端与所述内胆12的上部连通，所述排气管14的另一端贯穿所述第一外壳11，排气管14上设有蒸汽阀门18；所述内胆12的底部设有加热装置15，所述内胆12的中部设有圆盘形的水雾分离装置16，所述水雾分离装置16的周壁与所述内胆12的内壁相连，所述水雾分离装置16位于所述第一进水管13的上方。
如图3所示，所述水雾分离装置16包括多孔管162和圆盘形的壳体161，所述壳体161的底部设有进气孔167，所述多孔管162插入所述壳体161内，所述多孔管162的顶部设有出气口163，所述多孔管162的底部密封设置，所述多孔管162的周壁设有第一通孔164，所述壳体161与所述多孔管162围成的环形腔165内填充有金属球166，所述内胆12的上部设有与所述内胆12连通的安全阀门17，所述安全阀门17位于所述水雾分离装置16的上方。当内胆12的水蒸气蓄积达到一定大小的气压时，安全阀门17自动打开进行泄压。
如图4所示，所述水雾分离装置16还包括导流管168，所述导流管168与所述壳体161固定相连，所述导流管168的一端插入所述环形腔165内，所述导流管168的另一端经所述进气孔167伸出所述壳体161。如图5和图6所示，所述导流管168的周壁设有第二通孔1681，所述第二通孔1681之间设有导流槽1682，所述导流槽1682沿所述导流管168的长度方向设置。从环形腔165中汇聚流出的水流会从导流槽1682中流下，这样可以避免水流堵塞导流管168的进气通道，提高水蒸气通过水雾分离装置16的速度。
蒸汽发生器1运行时，内胆12下部产生的水蒸气从导流管168底端的开口和第二通孔1681进入导流管168，然后经导流管168进入环形腔165内，接着水蒸气从金属球166之间的缝隙通过，并经第一通孔164进入多孔管162，最后水蒸气从出气口163流出水雾分离装置16。当水蒸气经过金属球166之间的缝隙时流速变慢，其中夹杂的部分水分聚集后经导流管168流下，一方面降低了蒸汽发生器1排出水蒸气中的含水量，另一方面也能降低设备运行时噪音。
如图7所示，所述储水装置2包括储水箱21和控制器22，所示储水箱21的侧壁设有液位观察窗29，所述储水箱21的顶部设有检修口23，所述检修口23设有保温隔热顶盖24，所述储水箱21的下部与所述第一进水管13连通，所述储水箱21的上部设有与所述储水箱21连通的第二进水管25，所述储水箱21通过所述第二进水管25与所述精滤装置3连通，所述第二进水管25设有电磁阀26；所述储水箱21内设有用于给水加热的防爆加热器，所述储水箱21内设有用于感应液位高度的液位感应器，所述储水箱21内设有用于检测所述储水箱21内溶液温度的温度传感器，所述液位感应器的信号输出端和所述温度传感器的信号输出端均与所述控制器22的信号输入端相连，所述电磁阀26的信号输入端和所述防爆加热器的信号输入端均与所述控制器22的信号输出端连接。
如图8和图9所示，所述保温隔热顶盖24包括上盖板241、下盖板242和隔框243，所述上盖板241与所述下盖板242平行设置，所述下盖板242的底部设有旋塞244，所述隔框243由方形管围成，所述方形管内设有分子筛吸附剂和膨胀珍珠岩，所述分子筛吸附剂与所述膨胀珍珠岩的比例为1:2.5-5，所述隔框243的内侧壁设有通气孔245，所述隔框243设于所述上盖板241与所述下盖板242之间，所述上盖板241、所述下盖板242和所述隔框243围成密封的隔热腔246。
所述隔框243的外侧壁、所述上盖板241与所述下盖板242共同围成外环槽，所述外环槽内填充有密封层247。密封层247通常采用热熔丁基胶、聚异丁烯或聚硫胶等材料，密封层247一方面可以提升隔热腔246的密封性能，减少热量经隔框243散失，提高隔热性能，密封层247另一方面还可以使上盖板241和下盖板242连接更紧密，提升保温隔热顶盖24的结构强度。
所述保温隔热顶盖24的中部设有泄压管27，所述泄压管27贯穿所述上盖板241和所述下盖板242，所述泄压管27的一端与所述储水箱21连通，所述泄压管27的另一端设有泄压阀28。当储水箱21内气压过大时，储水箱21内的气体可以经泄压管27从泄压阀28排出，防止储水箱21内气压过大发生爆炸，设备安全性和可靠性强。
如图10所示，所述精滤装置3包括第二外壳31和多个精滤组件39，所述第二外壳31的进水端设有第三进水管32，所述第二外壳31的出水端与所述第二进水管25连通，所述第二外壳31内设有多个相互平行的隔板33，所述隔板33的中部设有第三通孔34，多个所述隔板33沿所述第二外壳31的长度方向设置，所述隔板33将所述第二外壳31内的空间分隔为多个过滤腔，所述精滤组件39设于所述过滤腔内。如图11所示，所述精滤组件39包括支撑架35和两个过滤单元36，所述过滤单元36的中部设有贯穿所述过滤单元36的第一通道37，所述过滤单元36的横截面为回形。如图12和图13所示，所述支撑架35包括安装板351和与所述第二外壳31相配合的外框352，所述安装板351设于所述外框352的中部，所述安装板351通过连杆353与所述外框352固定相连，其中一个所述过滤单元36安装于所述安装板351的一侧，另一个所述过滤单元36安装于所述安装板351的另一侧，所述过滤单元36与所述第二外壳31围成第二通道38，所述第一通道37的横截面面积与第二通道38的横截面面积之比1:1.5-2，此时水流通过精滤设备3的速度最快。
所述第二外壳31内设有三个过滤腔，所述第二外壳31内设有三个精滤组件39，所述精滤组件39包括第一精滤组件391、第二精滤组件392和第三精滤组件393，所述第一精滤组件391靠近所述第三进水管32，所述第三精滤组件393靠近所述第二进水管25，所述第二精滤组件392位于所述第一精滤组件391与所述第三精滤组件393之间，所述第一精滤组件391的过滤单元36内设有PPF精密纤维棉滤芯，所述第二精滤组件392的过滤单元36内设有活性炭颗粒滤芯，所述第三精滤组件393的过滤单元36内设有高分子膜滤芯，该高分子膜设有0.001微米的微孔。
所述过滤单元36的自由端设有橡胶材质的密封垫圈361，这样过滤单元36的自由端与第二外壳31的内壁、过滤单元36的自由端与隔板33的侧壁抵接更紧密，密封性更好，保证所有水流均通过过滤单元36。
精滤装置3运行时，水流从第三进水管32进入第一精滤组件391靠近第三进水管32一侧的过滤单元36内的第一通道37内，然后水流穿过该过滤单元36进入第二通道38内，接着水流穿过第一精滤组件391中靠近第二进水管25一侧的过滤单元36并进入该过滤单元36的第一通道37内，最后从第三通孔34进入下一个过滤腔内，水流在各个过滤腔内的流动路径相同。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。