一种电加热与锤磨联合作用的含油钻屑热分离处理结构的制作方法

本发明涉及一种电加热与锤磨联合作用的含油钻屑热分离处理结构，属于油气田环境保护领域。

背景技术：

随着石油与天然气工业的快速发展，油基钻井液因其良好的流变性、滤失控制性及润滑性，广泛应用于油气钻井过程的部分甚至全部井段，但是伴随而生的是大量的含油钻屑。含油钻屑含有大量的基础油、化学添加剂及其他有害物质，这些物质难以自然降解，若不加处理或处理不当将对环境以及人体健康造成巨大的危害。目前，国内对含油钻屑处理的技术主要有焚烧、脱油后深埋以及回注地层等，这些技术不仅有潜在的污染隐患，而且浪费了大量的基础油等宝贵资源，严重违背我国石油与天然气工业的绿色发展要求，而含油钻屑热分离处理技术及其装置的发展正好与我国的油气田环境保护需求相契合。

含油钻屑热分离处理技术具有处理稳定、基础油回收率高、油品质量好等巨大优势。目前，国内外含油钻屑热分离处理装置主要为回转加热窑、电加热炉以及导热油加热炉等间接热分离装置，然而这些装置均存在温度要求高、能耗大、占地广等缺陷，且含油钻屑受热不均匀，导致装置心部的含油钻屑处理效果不佳，难以完全满足油气田绿色资源化发展的环保要求，并不适用于规模化推广应用。因此，发明一种经济高效的新型含油钻屑热分离处理装置对保护环境、节约资源及油气田企业的可持续发展都有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服以上所述缺点及现有技术的不足，提供一种电加热与锤磨联合作用的含油钻屑热分离处理结构，以期解决含油钻屑的后续处理问题，并且在解决环境污染问题的同时达到资源回收利用的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明是一种电加热与锤磨联合作用的含油钻屑热分离处理结构，主要结构包括径向轴承、动密封、左端盖、左端盖、腔室隔离片、右端盖、排气通道、密封端盖、右支撑、动力轴、进料通道、伴热带加热装置、左支撑、锤磨定子、锤磨定子耐磨层、锤磨转子耐磨层、锤磨转子、排固通道。

所述锤磨定子焊接有进料通道和排固通道，锤磨定子内壁堆焊有锤磨定子耐磨层；锤磨转子通过花键联接的方式安装在动力轴上，动力轴左端外接电机，由电机带动动力轴转动，从而使动力轴带动锤磨转子进行高速转动；含油钻屑通过由进料通道进入到锤磨定子内，在锤磨转子高速转动产生的离心力的作用下含油钻屑被运移至锤磨定子和锤磨转子顶部组成的锤磨区域；含油钻屑在锤磨力的作用下，其中的固相组分被不断搅拌、破碎并锤磨生热，同时锤磨定子在伴热带的加热作用下升温；含油钻屑在两种热量的共同作用下，其中的油、水组分达到沸点而挥发并形成蒸汽流，固相钻屑在重力和钻屑挤压力作用下通过排固通道排出，蒸汽流最终由排气通道排出，实现含油钻屑的热分离。

所述锤磨转子为六叶结构，以花键联接的方式安装在动力轴上，且在锤磨转子顶部堆焊有锤磨转子耐磨层；根据所需的含油钻屑处理量，沿动力轴轴向排列16～24组锤磨转子；通过限位螺钉定位锤磨转子组的左侧安装位置，并通过轴颈固定锤磨转子组的右侧位置，防止锤磨转子发生轴向窜动。

所述动力轴由左右两端的径向轴承支撑，径向轴承分别安装在左支撑和右支撑上，而左支撑和右支撑分别通过螺栓与左端盖、右端盖联接，且右支撑有开口以通过排气通道；动力轴左端伸出与电动机相连，为装置提供动力，动力轴右端外有密封端盖，密封端盖通过螺栓联接在右支撑上；动力轴的两侧设置有动密封，以防止含油钻屑、油水蒸汽流、粉尘由动力轴的两端漏失，且动密封通过螺栓分别安装在左端盖和右端盖上。

所述伴热带加热装置由伴热带、保温棉、加热控制器构成。伴热带缠绕在锤磨定子外部，并通过钢带固定；伴热带的温度由加热控制器控制，用于控制伴热带产热使锤磨定子达到含油钻屑所需的处理温度；伴热带下有保温棉，减少热耗散。

所述腔室隔离片焊接在锤磨定子内壁且距离锤磨定子右端盖30cm处；腔室隔离片中心开有通孔以形成气相流动通道，通孔的直径较动力轴外径大8cm；腔室隔离片阻隔固相钻屑的运移通道，使固相钻屑在重力和钻屑挤压力作用下仅能通过排固通道排出，并且腔室隔离片中心与右端盖的间隙形成了气相通道，使蒸汽流进入右端盖的内腔，进而通过右端盖焊接的排气通道排出。

本发明具有的有益效果是：(1)本发明采用锤磨和伴热带加热复合的热分离处理方法，不仅处理过程中的含油钻屑受热均匀，提高了含油钻屑的处理效果含油降低了钻屑中的含油量，而且这种复合形式的处理能耗更低，占地面积更小；(2)本发明能够连续、长时间处理含油钻屑，实现了含油钻屑的连续、长时间作业，大幅提高了含油钻屑的处理效率；(3)本发明采用物理分离的方式处理含油钻屑，未破坏含油钻屑中的基础油结构，通过冷凝蒸汽流可以实现基础油的回收利用，真正实现了含油钻屑的绿色资源化处理；(4)本发明集成了锤磨、加热装置及其配套设备，减小了装置整体的占地面积，可满足钻井现场的占地面积要求；(5)本发明所使用的锤磨转子堆焊有锤磨转子耐磨层，同时锤磨定子堆焊有锤磨定子耐磨层，显著减小了锤磨作用对锤磨转子和锤磨定子的影响，提高了装置的寿命和安全性。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1的侧剖视图。

图3是本发明中的伴热带加热装置示意图。

图4为本发明中腔室隔离片结构示意图。

图5为本发明中腔室隔离片A-A截面图。

图中：1.径向轴承；2.动密封；3.左端盖；4.限位螺钉；5.腔室隔离片；6.右端盖；7.排气通道；8.密封端盖；9.右支撑；10.动力轴；11.进料通道；12.伴热带加热装置；13.左支撑；14.锤磨定子；15.锤磨定子耐磨层；16.锤磨转子耐磨层；17.锤磨转子；18.排固通道；19.伴热带；20.保温棉；21.加热控制器；

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明是一种电加热与锤磨联合作用的含油钻屑热分离处理结构，主要结构包括径向轴承1、动密封2、左端盖3、限位螺钉4、腔室隔离片5、右端盖6、排气通道7、密封端盖8、右支撑9、动力轴10、进料通道11、伴热带加热装置12、左支撑13、锤磨定子14、锤磨定子耐磨层15、锤磨转子耐磨层16、锤磨转子17、排固通道18。

所述锤磨定子14焊接有进料通道11和排固通道18，锤磨定子14内壁堆焊有锤磨定子耐磨层15；锤磨转子17通过花键联接的方式安装在动力轴10上，动力轴10左端外接电机，由电机带动动力轴10转动，从而使动力轴10带动锤磨转子17进行高速转动；含油钻屑通过由进料通道11进入到锤磨定子14内，在锤磨转子17高速转动产生的离心力的作用下含油钻屑被运移至锤磨定子14和锤磨转子17顶部组成的锤磨区域；含油钻屑在锤磨力的作用下，其中的固相组分被不断搅拌、破碎并锤磨生热，同时锤磨定子14在伴热带19的加热作用下升温；含油钻屑在两种热量的共同作用下，其中的油、水组分达到沸点而挥发并形成蒸汽流，固相钻屑在重力和钻屑挤压力作用下通过排固通道18排出，蒸汽流最终由排气通道7排出，实现油液的热分离。

所述锤磨转子17为六叶结构，以花键联接的方式安装在动力轴10上，且在锤磨转子17顶部堆焊有锤磨转子耐磨层16；根据所需的含油钻屑处理量，沿动力轴轴向排列16～24组锤磨转子17；通过限位螺钉4定位锤磨转子17组的左侧安装位置，并通过轴颈固定锤磨转子17组的右侧位置，防止锤磨转子17发生轴向窜动。

所述动力轴10由左右两端的径向轴承1支撑，径向轴承1分别安装在左支撑13和右支撑9上，而左支撑13和右支撑9分别通过螺栓与左端盖3、右端盖6联接，且右支撑9有开口以通过排气通道7；动力轴10左端伸出与电动机相连，为装置提供动力，动力轴10右端外有密封端盖8，密封端盖8通过螺栓联接在右支撑9上；动力轴10的两侧设置有动密封2，以防止含油钻屑、油水蒸汽流、粉尘由动力轴10的两端漏失，且动密封2通过螺栓分别安装在左端盖3和右端盖6上。

所述伴热带加热装置12由伴热带19、保温棉20、加热控制器21构成。伴热带19缠绕在锤磨定子14外部，并通过钢带固定；伴热带19的温度由加热控制器21控制，用于控制伴热带产热使锤磨定子14达到含油钻屑所需的处理温度；伴热带19下有保温棉20，减少热耗散。

所述腔室隔离片5焊接在锤磨定子14内壁且与右端盖6距离30cm处；腔室隔离片5中心开有通孔以形成气相流动通道，通孔的直径较动力轴10外径大8cm；腔室隔离片5阻隔固相钻屑的运移通道，使固相钻屑在重力和钻屑挤压力作用下仅能通过排固通道18排出，并且腔室隔离片5中心与右端盖6的间隙形成了气相通道，使蒸汽流进入右端盖6的内腔，进而通过右端盖6焊接的排气通道7排出。