一种钻井用泥浆气体分离结构的制作方法

1.本实用新型具体涉及一种钻井用泥浆气体分离结构。


背景技术：

2.随着时代的发展和人类的进步，人们对化石能源的消耗日益加大，化石能源的主要组成部分是化石和天然气。众所周知，石油是一种不可再生资源，在我们的生活中也离不开石油，我国已经成为石油能源的生产大国和消费大国。
3.石油的获取方式是通过钻井。石油钻井施工的目的是对证实后的油田通过钻井技术把油气从钻井开采到地面，便于以后的油气开采。在钻井开采石油的过程中，泥浆气体分离器是油田钻井过程中的井控装备之一，泥浆气体分离器是将来自节流管汇中的气侵钻井液进行净化处理，除去混入钻井液中空气与天然气，回收初步净化的钻井液的专用设备。但是现有的泥浆气体分离器存在以下问题：一是分离效率低，气体与液体不能完全分离；二是泥浆压力大，在分离过程中泥浆与分离器的罐体来回碰撞，造成罐体磨损严重，使用寿命降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种钻井用泥浆气体分离结构。
5.本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种钻井用泥浆气体分离结构，包括罐体，安装在罐体上部且一端伸入罐体内的进液管，安装在罐体内的缓冲装置，安装在罐体内且位于缓冲装置下方的分离装置；
6.缓冲装置包括安装在罐体内且沿x方向分布、关于罐体对称的一对缓冲组件；缓冲组件包括上端铰接在罐体顶部的缓冲筒，上端伸入缓冲筒内的缓冲杆，安装在缓冲杆顶部且移动地安装在缓冲筒内的主缓冲板，套设在缓冲杆上且上端安装在主缓冲板上、下端安装在缓冲筒上的主弹簧，位于缓冲筒下方且移动地安装在罐体内、与缓冲筒同轴设置的副缓冲板，下端与副缓冲板铰接且沿y方向分布、关于缓冲筒对称的第一杆与第二杆，与第一杆中部铰接的第三杆，与第二杆中部铰接的第四杆，一端与第一杆铰接且另一端与缓冲杆铰接的副杆a，一端与第二杆铰接且另一端与缓冲干铰接的副杆b，一端安装在副杆a上且另一端安装在副杆b上的副弹簧；
7.缓冲装置还包括安装在罐体内壁且沿罐体中心轴线环形阵列的多个防撞柱，安装在防撞柱两侧的一对插柱，倾斜安装在防撞柱上且沿防撞柱高度方向均匀分布的多个主分离板；
8.副缓冲板上设有多个围绕副缓冲板中心轴线环形阵列、与防撞柱相互配合的多个防撞槽，防撞槽两侧设有与插柱相互配合的插槽，插柱插入插槽内；
9.分离装置包括安装在罐体内且截面为上大下小圆台结构、与罐体同轴设置的分离台，倾斜安装在分离台内表面且截面为上大下小圆台结构的第一分离环板，安装在第一分
离环板内表面且为球面结构的多个第一分离块，倾斜安装在分离台内表面且截面为上大下小结构、位于第一分离环板下方的第二分离环板，安装在第二分离环板内表面且为球面结构的多个第二分离块，通过多根支撑柱安装在罐体内且位于分离台下方的支撑座，移动地安装在支撑座上且截面为圆锥结构的导流台，下端安装在支撑柱上且上端安装在导流台上的多根缓冲弹簧，安装在导流台上且沿导流台中心轴线方向分布、截面为等腰梯形的多个副分离板，安装在分离板斜面上且为球体结构的多个第三分离块。
10.进一步的，所述第一分离环板与第二分离环板平行；第一分离环板向下倾斜，第一分离环板与水平面的夹角为30-60
°
。
11.进一步的，所述主分离板向下倾斜，主分离板与水平面的夹角为45
°
。
12.进一步的，所述缓冲筒内安装有一对滑柱a，主缓冲板上设有一对与滑柱a相互配合的滑槽a，滑柱a插入滑槽a内。
13.进一步的，所述支撑座上安装有多个围绕支撑座中心轴线环形阵列的多个滑柱b；导流台底部设有供支撑座插入的通槽，通槽内表面设有多个围绕通槽中心轴线环形阵列且与滑柱b相互配合的滑槽b，滑柱b插入滑槽b内。
14.进一步的，所述罐体顶部安装有排气管、吊耳；罐体中部安装有人孔；罐体下部安装有排液管；罐体底部安装有排污管。
15.本实用新型具有有益效果：
16.(1)本实用新型通过缓冲装置解决了泥浆压力大，造成罐体磨损严重的问题；通过缓冲装置将泥浆的动能部分转变为主弹簧、副弹簧的弹性势能与副缓冲板、缓冲杆的动能，从而减小泥浆的动能，减小泥浆对罐体内壁的冲击。
17.(2)通过分离装置对泥浆进行多次气液分离，解决了现有泥浆气体分离器分离效率低的问题；通过第一分离环板、第二分离环板、副分离板不断与泥浆发生碰撞，多个第一分离块、第二分离块、第三分离块不断改变泥浆的运动方向，在重力作用下分离出气体，分离效果与效率大大提高，气体向上运动，泥浆随第一分离环板、第二分离环板向下运动；通过移动安装在支撑座上的导流台与多根缓冲弹簧起到缓冲作用，减小泥浆的压力与冲击力。
附图说明
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2为本实用新型剖视图(一)；
20.图3为本实用新型剖视图(二)；
21.图4为本实用新型副缓冲板俯视图。
22.图中：
23.1-罐体，2-进液管，4-排气管，5-吊耳，6-人孔，7-排液管，8-排污管，9-侧排管，11-分离装置，12-缓冲组件，13-缓冲筒，14-缓冲杆，15-主缓冲板，16-主弹簧，17-副缓冲板，18-第一杆，19-第二杆，20-第三杆，21-第四杆，22-副杆a，23-副杆b，24-副弹簧，25-滑柱a，26-防撞柱，27-插柱，28-主分离板，29-防撞槽，30-分离台，31-第一分离环板，32-第二分离环板，33-第二分离块，34-支撑座，35-导流台，36-缓冲弹簧，37-副分离板，38-第三分离块，39-滑柱b，40-滑槽b。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
25.一种钻井用泥浆气体分离结构，包括罐体1，安装在罐体1上部且一端伸入罐体1内的进液管2，安装在罐体1内的缓冲装置，安装在罐体1内且位于缓冲装置下方的分离装置11。
26.罐体1顶部安装有排气管4、吊耳5；罐体1中部安装有人孔6；罐体1下部安装有排液管7；罐体1底部安装有排污管8。
27.排气管4穿过副缓冲板17，副缓冲板17上设有供排气管4穿过的通孔；排气管4上两侧分别垂直安装有侧排管9；本申请中的y方向与侧排管9中心轴线平行，x方向与侧排管9中心轴线、排气管4中心轴线均垂直。
28.缓冲装置包括安装在罐体1内且沿x方向分布、关于罐体1对称的一对缓冲组件12；缓冲组件12包括上端铰接在罐体1顶部的缓冲筒13，上端伸入缓冲筒13内的缓冲杆14，安装在缓冲杆14顶部且移动地安装在缓冲筒13内的主缓冲板15，套设在缓冲杆14上且上端安装在主缓冲板15上、下端安装在缓冲筒13上的主弹簧16，位于缓冲筒13下方且移动地安装在罐体1内、与缓冲筒13同轴设置的副缓冲板17，下端与副缓冲板17铰接且沿y方向分布、关于缓冲筒13对称的第一杆18与第二杆19，与第一杆18中部铰接的第三杆20，与第二杆19中部铰接的第四杆21，一端与第一杆18铰接且另一端与缓冲杆14铰接的副杆a22，一端与第二杆19铰接且另一端与缓冲干铰接的副杆b23，一端安装在副杆a22上且另一端安装在副杆b23上的副弹簧24；
29.缓冲筒13内安装有一对滑柱a25，主缓冲板15上设有一对与滑柱a25相互配合的滑槽a，滑柱a25插入滑槽a内。
30.当泥浆未进入罐体1时，缓冲装置处于初始状态，副杆a22与副杆b23与水平面平行。
31.通过缓冲装置解决了泥浆压力大，造成罐体1磨损严重的问题；通过缓冲装置将泥浆的动能部分转变为主弹簧16、副弹簧24的弹性势能与副缓冲板17、缓冲杆14的动能，从而减小泥浆的动能，减小泥浆对罐体1内壁的冲击。利用泥浆落在副缓冲板17上，泥浆带动副缓冲板17移动，主弹簧16变形，副杆a22与副杆b23转动，从而带动第一杆18与第二杆19转动，第一杆18与第二杆19之间的间距发生变化，副弹簧24变形，完成能量转换，大大减小泥浆的冲击力与动能。
32.缓冲装置还包括安装在罐体1内壁且沿罐体1中心轴线环形阵列的多个防撞柱26，安装在防撞柱26两侧的一对插柱27，倾斜安装在防撞柱26上且沿防撞柱26高度方向均匀分布的多个主分离板28；主分离板28向下倾斜，主分离板28与水平面的夹角为45
°
。
33.副缓冲板17上设有多个围绕副缓冲板17中心轴线环形阵列、与防撞柱26相互配合的多个防撞槽29，防撞槽29两侧设有与插柱27相互配合的插槽，插柱27插入插槽内。
34.通过防撞柱26与防撞槽29之间形成多个泥浆通道，使泥浆分流；同时泥浆不断与主分离板28发生碰撞，使气体与泥浆发生分离。
35.分离装置11包括安装在罐体1内且截面为上大下小圆台结构、与罐体1同轴设置的分离台30，倾斜安装在分离台30内表面且截面为上大下小圆台结构的第一分离环板31，安装在第一分离环板31内表面且为球面结构的多个第一分离块，倾斜安装在分离台30内表面
且截面为上大下小结构、位于第一分离环板31下方的第二分离环板32，安装在第二分离环板32内表面且为球面结构的多个第二分离块33，通过多根支撑柱安装在罐体1内且位于分离台30下方的支撑座34，移动地安装在支撑座34上且截面为圆锥结构的导流台35，下端安装在支撑柱上且上端安装在导流台35上的多根缓冲弹簧36，安装在导流台35上且沿导流台35中心轴线方向分布、截面为等腰梯形的多个副分离板37，安装在分离板斜面上且为球体结构的多个第三分离块38。
36.第一分离环板31与第二分离环板32平行；第一分离环板31向下倾斜，第一分离环板31与水平面的夹角为30-60
°
。
37.支撑座34上安装有多个围绕支撑座34中心轴线环形阵列的多个滑柱b39；导流台35底部设有供支撑座34插入的通槽，通槽内表面设有多个围绕通槽中心轴线环形阵列且与滑柱b39相互配合的滑槽b40，滑柱b39插入滑槽b40内。
38.通过分离装置11对泥浆进行多次气液分离，解决了现有泥浆气体分离器分离效率低的问题；通过第一分离环板31、第二分离环板32不断与泥浆发生碰撞，第一分离块、第二分离块33不断改变泥浆的运动方向，在重力作用下分离出气体，气体向上运动，泥浆随第一分离环板31、第二分离环板32向下运动；通过移动安装在支撑座34上的导流台35与多根缓冲弹簧36起到缓冲作用，减小泥浆的压力与冲击力，利用多个副分离板37不断与泥浆发生碰撞，多个第三分离块38不断改变泥浆的运动方向，再次实现固液分离，分离效果与效率大大提高。
39.本实用新型工作原理：
40.泥浆从进液管2进入罐体1内，泥浆撞击在副缓冲板17上，缓冲装置对泥浆进行减能，减能后从防撞槽29排出，同时在主分离板28的作用下进行气液分离；接着分离装置11对泥浆再次进行气液分离，泥浆通过排污管8或者排液管7排出。
41.不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。