一种石油钻探中钻井液回收的一级固液分离方法与流程

本发明涉及石油装备技术领域，尤其涉及一种石油钻探中钻井液回收的一级固液分离方法。

背景技术：

钻井液，又称作钻井泥浆，是钻井过程中使用到的各种循环流体的总称。钻井过程中，钻井液不仅能够有效地冷却和润滑钻头，还具备平衡底层压力，避免发生井喷和井涌的作用，不仅如此，钻井液还能够传递动力和取芯采样。

根据分散介质不同，钻井液主要分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三大类。钻井过程中，钻井液通过钻杆进入至底层，在完成其作用后带着钻井中产生的废渣一起排出，由于钻井液不仅价格高昂而且会破坏环境，所以应该对钻井液进行回收，目前主要采用固控系统就是对钻井液进行回收。固控系统主要包括钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、卧式螺旋离心机等固控设备。一般情况下，钻井液首先需要经过钻井液振动筛，初步筛分掉较大的固相颗粒后，再进入除砂器中，进行进一步处理。钻井液振动筛是用于钻井液循环、净化系统的一级固控设备，其结构包括筛箱，筛箱内装有筛网，筛网下安装有振动电机，从筛箱一端的进料口加入含有粗大颗粒泥沙的钻井液浆液，通过振动使其通过筛网对粗大颗粒泥沙进行分离。目前的钻井液振动筛，浆液在筛网上只受到振动力，在一定程度上存在着通过筛网的速度较慢，且分离效率不高，筛网网孔容易堵塞的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种石油钻探中钻井液回收的一级固液分离方法，采用挤压力，并可结合振动的方式，将浆液中的钻井液挤出，提高了浆液过筛的速度，避免了筛网网孔被堵塞，并且结构简单，易于实现，便于在工业上的推广应用。

本发明完整的技术方案包括：

一种石油钻探中钻井液回收的一级固液分离方法，其特征在于，采用石油钻探中钻井液回收的一级固液分离设备，包括箱体，箱体一侧设有推板，推板后连接有推杆，推杆连接电机或气缸驱动设备，在推板的左侧，箱体上方设有注料口，在注料口左侧，箱体下方设有筛网，筛网左侧设有转动隔板组，该转动隔板组包括四个相互垂直的隔板，并通过转轴连接，每个隔板下端靠近箱体底部，正好能挡住箱体内的空间，隔板左侧，在箱体底部设有挡块和固定块，挡块和固定块通过复位弹簧连接，挡块接触转动隔板下侧，并对隔板施加一定的压力，筛网下方设有分离室，分离室下方设有挡板；

进行钻井液回收时，首先将推板退至箱体最右侧，随后通过注料口加入带有粗大颗粒泥沙的钻井液浆液，随后利用电机或气缸驱动设备推动推杆，驱动推板往一侧运动，将浆液进行挤压，并同时挤压转动隔板，浆液中的钻井液被挤出，并在重力作用下通过筛网进入分离室，推板继续运动，隔板受到的压力逐步增大，当该压力大于复位弹簧的压力时，隔板推开挡块，并进行旋转，与挡块分离，被除掉钻井液的泥沙被推入隔板后方，隔板旋转至90°时，第二隔板与挡块接触，在复位弹簧的作用下封闭住箱体空间，推板推动浆液继续重复上述过程，直到固液分离完成。

根据处理量的要求转动隔板组也可以为三组。

筛网下连接振动电机。

设置5~10组挡块/固定块/复位弹簧机构。

根据浆液受到的挤压力大小设置筛网的振动频率，具体为浆液受到的最大挤压力高于2000pa，同时使筛网的振动频率不高于500hz。

本发明相对于现有技术的优点为：相对现有钻井液振动筛，浆液在筛网上只受到振动力，在一定程度上存在着通过筛网的速度较慢，且分离效率不高，筛网网孔容易堵塞的问题。本发明采用了以挤压力的方式，将浆液中的钻井液进行挤压出来，并进入下方分离室进行下一步处理，而分离后的泥沙则进入后方进行进一步处理，根据不同的分离要求和含沙量，可以采用振动力也可以不采用，操作手段灵活，效率较高。具备在工程中大规模使用的前景。

附图说明

图1为本发明的石油钻探中钻井液回收的一级固液分离设备结构示意图。

图2为本发明的石油钻探中钻井液回收的一级固液分离设备结构的工作示意图

图中，1-箱体，2-注料口，3-推板，4-推杆，5-转动隔板，6-转轴，7-固定块，8-挡块，9-复位弹簧，10-筛网，11-分离室，12-挡板，13-浆液，14-钻井液。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明公开的本发明的石油钻探中钻井液回收的一级固液分离设备包括箱体1，箱体一侧设有推板3，推板后连接有推杆4，推杆可连接电机或气缸等驱动设备，在推板的左侧，箱体上方设有注料口2，在注料口左侧，箱体下方设有筛网10，筛网左侧设有转动隔板组，该转动隔板组包括四个相互垂直的转动隔板5，并通过转轴6连接，每个隔板下端靠近箱体底部，正好能挡住箱体内的空间，隔板左侧，在箱体底部设有挡块8和固定块7，挡块和固定块通过复位弹簧9连接，挡块接触转动隔板下侧，并对隔板施加一定的压力。筛网下方设有分离室11，分离室下方设有挡板12。

进行钻井液回收时，首先将推板退至箱体最右侧，随后通过注料口加入带有粗大颗粒泥沙的钻井液浆液，随后利用电机或气缸等驱动设备推动推杆，驱动推板往左侧运动，如图1最右侧的箭头所示，将浆液进行挤压，并同时挤压转动隔板，如图1中央箭头所示，这个时候转动隔板由于受到挡块来自复位弹簧的压力，保持封闭状态，因此浆液受到两侧的挤压力，在挤压力的作用下，浆液中的钻井液被挤出，并在重力作用下通过筛网进行分离室，当推板继续往左运动时，浆液受到进一步挤压，隔板受到的压力逐步增大，当该压力大于复位弹簧的压力时，隔板开始推开挡块，并沿着图1最左侧的箭头方向进行顺时针旋转，与挡块分离，如图2所示，此时被除掉钻井液的泥沙被推入隔板后方空间进行下一步处理，隔板继续旋转90°，第二块隔板与挡块接触，在复位弹簧的作用下封闭住箱体空间，推板推动浆液继续重复上述过程，直到所有浆液的固液分离完成，此时打开挡板对分离后的钻井液进行下一步固液分离。

作为一种优选的实施方案，转动隔板组可以设置成三块隔板，隔板间的角度为120°，这样转动一次通过的泥沙量更大。适用于某些含沙量较大，钻井液含量不高，且需要快速处理的浆液处理。

作为另一种优选的实施方案，可以根据浆液的泥沙含量设置不同组数的挡块/固定块/复位弹簧机构，从而对隔板施加大小不同的力，使浆液受到的不同的最大挤压力，适应泥沙量不同的浆液的固液分离要求，实现起来很简单，且非常灵活。

作为另一种优选的实施方案，可以将筛网连接振动电机，可以增加钻井液的过筛量，但振动频率过大容易导致泥沙落下堵住筛网的部分网眼，反而会影响分离效果。经过实际研究发现，这个过程与复位弹簧的回复力，即浆液受到的最大挤压力有关，如果挤压力较大，则泥沙被压实到一定程度，在此基础上再开启振动电机，就不容易堵住网眼。因此作为优选，设置5~10组挡块/固定块/复位弹簧机构，使浆液受到的最大挤压力高于2000pa，同时使筛网的振动频率不高于500hz。可以明显提高钻井液的分离效率，并使网眼堵塞情况大大减轻。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。