一种钻井液除泥除砂装置的制作方法

本发明涉及一种钻井液除泥除砂装置，属于石油机械领域。

背景技术：

泥浆钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相两类，其中岩屑是泥浆钻井液中最主要的有害固相，其密度大于钻井液中的其它组分，在钻井全过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性和流动阻力增加，在钻井过程中，岩屑还会损害油气层，降低钻速，增大转盘扭矩，起下钻遇阻，造成粘附卡钻，引起井漏、井喷等井下复杂情况，同时，泥浆钻井液中的岩屑会对循环系统造成严重磨损。为了使泥浆钻井液可以循环使用，需要通过固控技术清除钻井液中的有害固相、保留有用的固相以满足钻井工艺对钻井液性能的要求。常用的固控技术有稀释法、替代法、机械方法和化学方法，其中最经济最有效的方式是机械方法，机械方法中一般采用的设备包括振动筛、除沙、除泥器等，但除沙器、除泥器一般分散布置，对钻井液中不同粒度范围的有害固相进行处理，处理的钻井液废弃固相各自分散排放，占地面积大；其次，现有的旋流除砂器除砂效率低；此外，在现场应定期地对除泥除砂后的钻井液进行取样以分析固控设备的使用效果，以便更好地控制钻井液性能和成本，因此，如何提供一种结构紧凑、除砂效率高、便于取样的钻井液除泥除砂装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构紧凑、除砂效率高、便于取样的钻井液除泥除砂装置。

为实现上述目的，本发明提供一种钻井液除泥除砂装置，其采用的技术方案如下：

一种钻井液除泥除砂装置，包括固定支撑架、旋流除泥器、电子秤支座、电子秤、烧杯、阀门、汇流管、第三泥浆管、第二泥浆管、第四泥浆管、除砂器进浆管、除砂器溢流管、除泥器进浆管、除泥器溢流管、第一泥浆管、大支撑板、竖直管、竖直管支撑柱、第一支撑柱、小筛网、第二支撑柱、支撑管、旋流除砂器、振动筛、搅拌装置，所述振动筛包括弹簧、固定柱、底座、筛网支撑板、振动箱体、振动电机、电机支撑架、上筛网、下筛网，所述搅拌装置包括叶轮轴固定杆、叶轮轴、叶轮，所述汇流管的下端设有一个连接管，所述阀门起开闭作用，其上端与汇流管的连接管连接，用于控制汇流管中的钻井液是否流向其下方的烧杯中，所述烧杯置于电子秤上，所述电子秤置于电子秤支座上端面的浅凹槽内，所述叶轮轴固定杆设有四根，其一端与汇流管内壁固连，另一端与叶轮轴固连，以将叶轮轴固定在汇流管内，所述叶轮以可转动的方式安装在叶轮轴上，所述弹簧设有四个，其上端安装在振动箱体一侧的l型板上，下端固定在底座上端的圆柱上，所述固定支撑架横跨在底座上，所述筛网支撑板设有两个，对称固连在振动箱体内侧面上，每个筛网支撑板的外侧面均通过四个等间距布置的固定柱固定在振动箱体上，所述上筛网安装在两个筛网支撑板下端，所述下筛网安装在振动箱体上，所述上筛网的筛眼大于下筛网的筛眼，所述振动电机固定在电机支撑架上，所述电机支撑架固连在振动箱体上，所述大支撑板固定在固定支撑架上，所述第三泥浆管、第二泥浆管、第四泥浆管、第一泥浆管均固定在固定支撑架上，所述旋流除砂器设有两个，所述第一泥浆管与除砂器进浆管固连，所述旋流除砂器一侧与除砂器进浆管连接，上端与除砂器溢流管连接，所述旋流除泥器设有八个，分布在第二泥浆管的两侧，所述第二泥浆管的下端固连两个除砂器溢流管，两侧均固连四个除泥器进浆管，所述第三泥浆管和第四泥浆管对称设置在第二泥浆管的两侧，所述旋流除泥器一侧与除泥器进浆管连接，上端与除泥器溢流管连接，所述第三泥浆管的下端固连四个除泥器溢流管，所述第四泥浆管的下端固连四个除泥器溢流管，所述汇流管与第三泥浆管、第四泥浆管连接，以将第三泥浆管、第四泥浆管内的泥浆汇入汇流管，所述竖直管的上端卡在旋流除砂器上，所述竖直管支撑柱设有四根，其一端固连在旋流除砂器内壁上，另一端的端面为圆弧面，完全与竖直管的外壁面贴合，所述小筛网通过第一支撑柱和第二支撑柱水平安装在竖直管上，所述小筛网的外径略小于竖直管的内径，所述第二支撑柱插入支撑管内，所述支撑管插在旋流除砂器上。

优选的，所述旋流除砂器包括除砂器本体、第一通孔、第二通孔、第二凹槽、第三凹槽，所述除砂器本体的上端设有圆周分布的四个第三凹槽，所述除砂器本体的下端设有同轴的第一通孔、第二通孔，所述第二通孔的孔壁上设有对称布置的两个第二凹槽。

优选的，所述竖直管包括竖直管主体、限位凸起、圆角、竖直管提柱、第三通孔，所述竖直管主体的下方对称设有两个第三通孔，所述竖直管主体的上端面均布四个竖直管提柱，所述限位凸起固连在竖直管提柱上，所述限位凸起上设有圆角，所述限位凸起卡在第三凹槽内，所述竖直管提柱采用弹性材料制成，，所述小筛网的外边框上对称设有两个圆形凹槽，所述第一支撑柱的一端依次穿过第一通孔、第三通孔后插入小筛网外边框上的圆形凹槽内并与之过盈配合，另一端伸出旋流除砂器。

优选的，所述第二支撑柱包括第二支撑柱本体、第二支撑柱凸起，所述第二支撑柱本体的一端对称设有两个第二支撑柱凸起，另一端依次穿过第二通孔、第三通孔后插入小筛网外边框上的圆形凹槽内并与之过盈配合，所述第二支撑柱本体设有第二支撑柱凸起的一端伸出旋流除砂器。

优选的，所述支撑管包括支撑管一段、支撑管二段、第一凹槽、支撑管凸起，所述支撑管一段的一端与支撑管二段固连，且两者的内径相等，所述支撑管二段的外壁上对称设有两个支撑管凸起所述支撑管的内壁上对称设有两个第一凹槽，所述支撑管二段插入第二通孔内，所述支撑管凸起与第二凹槽配合，防止支撑管在旋流除砂器上转动，所述支撑管一段的直径大于支撑管二段的直径，防止支撑管全部进入第二通孔内，所述第一凹槽与第二支撑柱凸起配合，防止第二支撑柱与支撑管之间发生相互转动，进而防止小筛网在竖直管内翻转。

本发明具有如下优点：

(1)转动的叶轮将汇流管汇流后的钻井液进行搅拌，使钻井液中的固相分布均匀；打开阀门，汇流管内的钻井液经阀门流入烧杯内，便于对除泥除砂后的钻井液进行取样以便分析所述钻井液除泥除砂装置的使用效果；

(2)结构紧凑，将旋流除砂器、旋流除泥器集中布置，使得处理的钻井液废弃固相集中排放，节约装置的占地面积；

(3)旋流除砂器内部设有竖直管，竖直管的下端设有小筛网，小筛网再次对钻井液中的泥砂进行过滤，增强了钻井液的旋流除砂效果；小筛网可在竖直管内翻转，以将小筛网上的泥砂抖落。

(4)旋流除砂器和旋流除泥器下方只需配备一个振动筛，节约装置的成本，振动筛设有两层筛网，下筛网的筛眼小于位于其上方的上筛网的筛眼，旋流除砂器底流中含有的固相颗粒相对较大，旋流除泥器底流中含有的固相颗粒相对较小，旋流除砂器的底流经过上筛网、下筛网双层筛网的过滤，旋流除泥器的底流口只需经过下筛网的过滤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明的整体结构示意图；

图2：本发明的第一结构示意图；

图3：本发明的第二结构示意图；

图4：本发明的第三结构示意图；

图5：本发明的汇流管和搅拌装置处的剖视结构示意图；

图6：本发明的旋流除砂器和竖直管处第一剖视结构示意图；

图7：本发明的旋流除砂器和竖直管处第二剖视结构示意图；

图8：本发明的小筛网处剖视结构示意图；

图9：本发明的旋流除砂器上部剖视结构示意图；

图10：本发明的旋流除砂器下部剖视结构示意图；

图11：本发明的竖直管的结构示意图；

图12：本发明的第二支撑柱的结构示意图；

图13：本发明的支撑管的第一结构示意图；

图14：本发明的支撑管的第二结构示意图。

符号说明：

1、弹簧，2、固定柱，3、底座，4、固定支撑架，5、旋流除泥器，6、筛网支撑板，7、振动箱体，8、电子秤支座，9、电子秤，10、烧杯，11、阀门，12、汇流管，13、第三泥浆管，14、第二泥浆管，15、第四泥浆管，16、振动电机，17、电机支撑架，18、除砂器进浆管，19、除砂器溢流管，20、除泥器进浆管，21、除泥器溢流管，22、第一泥浆管，23、叶轮轴固定杆，24、叶轮轴，25、叶轮，26、上筛网，27、下筛网，28、大支撑板，29、竖直管，30、竖直管支撑柱，31、第一支撑柱，32、小筛网，33、第二支撑柱，34、支撑管，35、旋流除砂器，2901、竖直管主体，2902、限位凸起，2903、圆角，2904、竖直管提柱，2905、第三通孔，3301、第二支撑柱本体，3302、第二支撑柱凸起，3401、支撑管一段，3402、支撑管二段，3403、第一凹槽，3404、支撑管凸起，3501、除砂器本体，3502、第一通孔，3503、第二通孔，3504、第二凹槽，3505、第三凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

如图1～14所示，本发明一种钻井液除泥除砂装置，包括固定支撑架4、旋流除泥器5、电子秤支座8、电子秤9、烧杯10、阀门11、汇流管12、第三泥浆管13、第二泥浆管14、第四泥浆管15、除砂器进浆管18、除砂器溢流管19、除泥器进浆管20、除泥器溢流管21、第一泥浆管22、大支撑板28、竖直管29、竖直管支撑柱30、第一支撑柱31、小筛网32、第二支撑柱33、支撑管34、旋流除砂器35、振动筛、搅拌装置，所述振动筛包括弹簧1、固定柱2、底座3、筛网支撑板6、振动箱体7、振动电机16、电机支撑架17、上筛网26、下筛网27，所述搅拌装置包括叶轮轴固定杆23、叶轮轴24、叶轮25，所述汇流管12的下端设有一个连接管，所述阀门11起开闭作用，其上端与汇流管12的连接管连接，用于控制汇流管12中的钻井液是否流向其下方的烧杯10中，所述烧杯10置于电子秤9上，所述电子秤9置于电子秤支座8上端面的浅凹槽内，防止电子秤9在电子秤支座8上晃动，所述叶轮轴固定杆23设有四根，其一端与汇流管12内壁固连，另一端与叶轮轴24固连，以将叶轮轴24固定在汇流管12内，所述叶轮25以可转动的方式安装在叶轮轴24上，所述弹簧1设有四个，其上端安装在振动箱体7一侧的l型板上，下端固定在底座3上端的圆柱上，所述固定支撑架4横跨在底座3上，所述筛网支撑板6设有两个，对称固连在振动箱体7内侧面上，每个筛网支撑板6的外侧面均通过四个等间距布置的固定柱2固定在振动箱体7上，所述上筛网26安装在两个筛网支撑板6下端，所述下筛网27安装在振动箱体7上，所述上筛网26的筛眼大于下筛网27的筛眼，所述振动电机16固定在电机支撑架17上，所述电机支撑架17固连在振动箱体7上，所述大支撑板28固定在固定支撑架4上，所述第三泥浆管13、第二泥浆管14、第四泥浆管15、第一泥浆管22均固定在固定支撑架4上，所述旋流除砂器35设有两个，所述第一泥浆管22与除砂器进浆管18固连，所述旋流除砂器35一侧与除砂器进浆管18连接，上端与除砂器溢流管19连接，所述旋流除泥器5设有八个，分布在第二泥浆管14的两侧，所述第二泥浆管14的下端固连两个除砂器溢流管19，两侧均固连四个除泥器进浆管20，所述第三泥浆管13和第四泥浆管15对称设置在第二泥浆管14的两侧，所述旋流除泥器5一侧与除泥器进浆管20连接，上端与除泥器溢流管21连接，所述第三泥浆管13的下端固连四个除泥器溢流管21，所述第四泥浆管15的下端固连四个除泥器溢流管21，所述汇流管12与第三泥浆管13、第四泥浆管15连接，以将第三泥浆管13、第四泥浆管15内的泥浆汇入汇流管12，所述竖直管29的上端卡在旋流除砂器35上，所述竖直管支撑柱30设有四根，其一端固连在旋流除砂器35内壁上，另一端的端面为圆弧面，完全与竖直管29的外壁面贴合，所述小筛网32通过第一支撑柱31和第二支撑柱33水平安装在竖直管29上，所述小筛网32的外径略小于竖直管29的内径，防止小筛网32翻转过程中与竖直管29发生干涉，所述第二支撑柱33插入支撑管34内，所述支撑管34插在旋流除砂器35上。

所述旋流除砂器35包括除砂器本体3501、第一通孔3502、第二通孔3503、第二凹槽3504、第三凹槽3505，所述除砂器本体3501的上端设有圆周分布的四个第三凹槽3505，所述除砂器本体3501的下端设有同轴的第一通孔3502、第二通孔3503，所述第二通孔3503的孔壁上设有对称布置的两个第二凹槽3504。

所述竖直管29包括竖直管主体2901、限位凸起2902、圆角2903、竖直管提柱2904、第三通孔2905，所述竖直管主体2901的下方对称设有两个第三通孔2905，所述竖直管主体2901的上端面均布四个竖直管提柱2904，所述限位凸起2902固连在竖直管提柱2904上，所述限位凸起2902上设有圆角2903，所述限位凸起2902卡在第三凹槽3505内，防止竖直管29在旋流除砂器35内发生转动和竖直移动，所述竖直管提柱2904采用弹性材料制成，可通过向内折弯竖直管提柱2904使得限位凸起2902脱离第三凹槽3505，方便竖直管29从旋流除砂器35中取出，所述小筛网32的外边框上对称设有两个圆形凹槽，所述第一支撑柱31的一端依次穿过第一通孔3502、第三通孔2905后插入小筛网32外边框上的圆形凹槽内并与之过盈配合，另一端伸出旋流除砂器35。

所述第二支撑柱33包括第二支撑柱本体3301、第二支撑柱凸起3302，所述第二支撑柱本体3301的一端对称设有两个第二支撑柱凸起3302，另一端依次穿过第二通孔3503、第三通孔2905后插入小筛网32外边框上的圆形凹槽内并与之过盈配合，所述第二支撑柱本体3301设有第二支撑柱凸起3302的一端伸出旋流除砂器35。

所述支撑管34包括支撑管一段3401、支撑管二段3402、第一凹槽3403、支撑管凸起3404，所述支撑管一段3401的一端与支撑管二段3402固连，且两者的内径相等，所述支撑管二段3402的外壁上对称设有两个支撑管凸起3404所述支撑管34的内壁上对称设有两个第一凹槽3403，所述支撑管二段3402插入第二通孔3503内，所述支撑管凸起3404与第二凹槽3504配合，防止支撑管34在旋流除砂器35上转动，所述支撑管一段3401的直径大于支撑管二段3402的直径，防止支撑管34全部进入第二通孔3503内，所述第一凹槽3403与第二支撑柱凸起3302配合，防止第二支撑柱33与支撑管34之间发生相互转动，进而防止小筛网32在竖直管29内翻转。

如图1～14所示，本发明使用时，将需要进行除泥除砂的泥浆钻井液通入第一泥浆管22，第一泥浆管22内的钻井液通过两个除砂器进浆管18分别进入两个旋流除砂器35，旋流除砂器35将泥浆钻井液分离成低密度的溢流和高密度的底流，安装在竖直管29上的小筛网32再次对低密度的溢流进行过滤，增强了钻井液的旋流除砂效果，低密度的溢流最终从旋流除砂器35上方的溢流口经除砂器溢流管19进入第二泥浆管14，高密度的底流从旋流除砂器35下端排出落在上筛网26上，经过振动筛的上筛网26和下筛网27的筛分作用，将高密度底流中的泥砂筛出，留下泥浆液和小于下筛网27网孔的颗粒，泥浆液和小于下筛网27网孔的颗粒最终返回到泥浆循环系统，使用一段时间之后，小筛网32下端面会积聚部分固相颗粒，此时可拔下支撑管34，转动第二支撑柱33和第一支撑柱31，带动小筛网32在竖直管29内翻转，以将小筛网32上的泥砂抖落，然后将支撑管34重新安装上；第二泥浆管14内的钻井液经除泥器进浆管20进入旋流除泥器5，旋流除泥器5再次将泥浆钻井液分离成低密度的溢流和高密度的底流，旋流除泥器5的低密度溢流经除泥器溢流管21进入第三泥浆管13和第四泥浆管15，第三泥浆管13和第四泥浆管15中的钻井液通过汇流管12汇流，汇流后的钻井液冲击叶轮25，叶轮25绕着叶轮轴24转动，转动的叶轮25将汇流后的钻井液进行搅拌，使钻井液中的固相分布均匀，经叶轮25搅拌后的钻井液最终进入泥浆循环系统；当需要对除泥除砂后的钻井液进行取样以分析所述钻井液除泥除砂装置的使用效果时，打开阀门11，汇流管12内的钻井液经阀门11流入烧杯10内，当烧杯内钻井液到达烧杯最大刻度值时关闭阀门11，电子秤9称量烧杯及其内的钻井液的重量，计算单位体积(烧杯的最大刻度值)钻井液在除泥除砂之前的质量m与除泥除砂之后的质量n之间的差值m-n，然后将上述差值m-n除以单位体积(烧杯的最大刻度值)钻井液在除泥除砂之前的质量m，再乘以100％计算得到百分比q＝(m-n)/m*100％,并用q值初步判断所述钻井液除泥除砂装置的除泥除砂效果是否能达到要求，其中烧杯的规格可根据需要进行选择；旋流除泥器5的高密度底流从旋流除泥器5的下端排出落在下筛网27上，经过振动筛的筛分作用，将旋流除泥器5高密度底流中的泥砂筛出，留下泥浆液和小于下筛网27网孔的颗粒，泥浆液和小于下筛网27网孔的颗粒最终返回到泥浆循环系统；旋流除砂器35和旋流除泥器5下方只需配备一个振动筛，节约装置的成本，振动筛设有两层筛网，下筛网27的筛眼小于位于其上方的上筛网26的筛眼，旋流除砂器35底流中含有的固相颗粒相对较大，旋流除泥器5底流中含有的固相颗粒相对较小，旋流除砂器35的底流经过上筛网26、下筛网27双层筛网的过滤，旋流除泥器5的底流口只需经过下筛网27的过滤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。