一种含油钻屑研磨装置

1.本实用新型涉及油田环保处理设备技术领域，具体涉及一种含油钻屑研磨装置。


背景技术：

2.当前，页岩气快速上产已成为各国满足日益增长的能源需求的必经之路。为有效防止页岩气开采过程中页岩地层水化膨胀所导致的井壁失稳现象的发生，油基钻井液体系由于其优良的性能成为首选钻井液体系。而页岩气开发力度增大，大量油基钻屑随之产生，引起的环境问题日益突出，妥善处置油基钻屑成为亟待解决的问题。据统计，钻一口2700m的油气井，将产生约650吨含油钻屑。大量含油钻屑若直接排放将会对环境造成较大危害。
3.对此，行业内针对该问题也进行了大量的研究，并相应地提出了一些钻屑处理技术，其中，油基钻屑回注技术于1980年代末首次用于解决阿拉斯加钻井废弃物问题，经过几十年的发展，钻屑回注技术(cri)已经应用在世界范围内得到了广泛应用。该技术将含油钻屑直接封存至地层中，作业过程中没有任何健康、安全、环境(hse)或质量问题，有效降低了二氧化碳的排放、降低与地下废物注入相关的风险、减少钻屑处理时间和成本，为勘探和生产公司提供了一种高效、安全、环境可接受的废弃物处理技术。与传统的废弃物处理技术相比，这种解决办法具有较大的处理能力而且在经济上是可行的，具有较强的竞争力。北海地区、泰国湾、墨西哥湾、俄罗斯的远东海域等地区已经通过该技术实现了钻井废弃物零排放，大量的国外现场实践表明，该工艺在国外已经较为成熟，目前单井注入量最高已达到1700万桶左右，因此具有良好的发展前景。
4.然而，该技术虽然在国外发展较为成熟，但目前国内在该领域方面的研究应用尚处于起步阶段，特别是在钻屑的注入技术方面还具有较大的发展空间，其中，将钻屑控制在合理的体积水平，使其便于大批量注入井下则是钻屑回注的技术中需要控制的关键要素之一。而国内现有的研磨装置多用于研磨干燥的固相颗粒，对于含油钻屑的研磨效果差，且研磨效率比较低，面临着研磨不够充分，研磨生成的颗粒体积范围过大导致注入受阻等问题，因此难以将常规的研磨技术大规模地应用到含油钻屑的研磨作业中。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型目的在于提供一种含油钻屑研磨装置，以弥补国内油基钻屑研磨方面的技术空白，将含油钻屑研磨为一定粒径的颗粒的装置，从而克服当前油基钻屑回注过程中研磨效果差的问题。
6.本实用新型提供的技术方案是，提供一种含油钻屑研磨装置，包括研磨筒体、转动电机、研磨体、蒸汽发生器和冷凝罩，其中，研磨筒体为矩形中空筒体结构，其底面上设置有支撑支架，顶面上设置有连通其内部的进料斗，侧面设置有转动电机；研磨体呈圆柱状，以垂直于研磨筒体侧面的形式同轴设置在研磨筒体内部，并与转动电机转轴连接；蒸汽发生器设置在研磨筒体外部，经管路和研磨筒体侧面上设置的一组以上的注气头管路连接至研磨筒体内部；冷凝罩为设置在研磨筒体底面上的矩形筒体，其内部空间连通至研磨筒体内
部，冷凝罩在其顶部与研磨筒体之间还设置有带孔筛板。
7.进一步的，所述冷凝罩的侧壁内部设置有中空环，环内设置有一组以上冷凝管，且冷凝管均连接至冷凝罩外表面的冷却接头上。
8.进一步的，所述冷凝罩内部活动设置有收集兜网，冷凝罩下方设置有集液器。
9.进一步的，所述研磨体表面等间隔等量环绕设置有研磨牙。
10.进一步的，所述研磨筒体外表面包覆有隔热套。
11.进一步的，所述进料斗上铰接有密封盖。
12.进一步的，所述注气头与研磨体相平行。
13.进一步的，所述冷凝罩为金属材料构成。
14.本实用新型起到的技术效果是：
15.研磨筒体中外接有蒸汽发生器，在对含油钻屑进行研磨的同时，向其中注入高温蒸汽，加热润滑钻屑使得其中的凝固油被液化并排出大量聚集钻屑团，有效地改善和缓解含油钻屑的结块和凝聚状态，使其更易于被研磨至带孔筛板固定的颗粒粒径，从而大幅提高含油钻屑的研磨效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图中1研磨筒体，2进料斗，3转动电机，4研磨体，5蒸汽发生器，6隔热套，7注气头，8研磨牙，9带孔筛板，10冷凝罩，11冷却接头，12冷凝管，13收集兜网，14集液器。
具体实施方式
19.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。
20.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
21.实施例：
22.参见图1，一种含油钻屑研磨装置，研磨筒体1为矩形中空筒体结构，其底面上设置有支撑支架，顶面上设置有连通其内部的进料斗2，侧面设置有转动电机3，研磨体4呈圆柱状，以垂直于研磨筒体1侧面的形式同轴设置在研磨筒体1内部，并与转动电机3转轴连接，启动电机后，电机将带动研磨体4在研磨筒体1内部同轴转动，使得研磨体4在研磨筒体1之间对经进料斗2加入研磨筒体1中的钻屑进行充分研磨。
23.蒸汽发生器5设置在研磨筒体1外部，经管路和研磨筒体1侧面上设置的一组以上的注气头7管路连接至研磨筒体1内部，注气头7与研磨体4相平行，由于注气头7设置在研磨筒体1侧面，平行于研磨体4的注气头7将使得蒸汽发生器5注入的蒸汽沿平行研磨体4的方
向指向研磨筒体1中心移动，当研磨进行时，吹入研磨筒体1内部的蒸汽一方面对含油钻屑进行加热和润湿，促进其内部凝固的油性物质液化析出，削弱钻屑之间的聚团状态，使其更易于研磨，另一方面将使得位于研磨筒体1内部两侧的钻屑颗粒被吹向研磨筒体1中心，使其易于进一步地研磨；在本实施例中，两组注气头7设置在研磨筒体1设置有转动电机3的一侧面上，并分别分布在研磨体4的上下两端。
24.冷凝罩10为设置在研磨筒体1底面上的矩形筒体，其内部空间连通至研磨筒体1内部，冷凝罩10在其顶部与研磨筒体1之间还设置有带孔筛板9，在研磨筒体1中的钻屑受蒸汽加热分离出液体油性物质后，钻屑将被研磨体4反复研磨直至其颗粒小于带孔筛板9的孔径，直至能够通过带孔筛板9为止，因此，研磨体4与研磨筒体1内壁之间的间距将取决于带孔筛板9的孔径，使得研磨体4与研磨筒体1之间不会因为距离过大引起研磨不充分，导致研磨产生的颗粒过大而无法通过带孔筛板9；而经过充分研磨后，能够通过带孔筛板9的钻屑将与受热后分离出的液态油性物质、蒸汽冷凝水以及部分蒸汽一同进入冷凝罩10当中，钻屑落入收集兜网13中被收集，蒸汽和液体经冷凝罩10冷凝后穿过收集兜网13被收集。
25.冷凝罩10的侧壁内部设置有中空环，环内设置有一组以上冷凝管12，且冷凝管12均连接至冷凝罩10外表面的冷却接头11上，冷凝罩10为金属材料构成，便于导热以实现研磨筒体1中蒸汽的冷凝液化；当冷凝接头11与外部冷凝装置连接后，即可向冷凝罩10侧壁内部的冷凝管12中注入冷却介质，从而对冷凝罩10内部进行液冷；当不使用外部冷凝装置时，金属的冷凝罩10可起到气冷的作用；在本实施例中，采用的是液冷方式，将冷凝水装置连接至一共四组在冷凝罩10侧壁内部等间隔分布的冷凝管12中，以起到均匀冷却的作用。
26.冷凝罩10内部活动设置有收集兜网13，冷凝罩10下方设置有集液器14，经过脱油后充分研磨的钻屑将被挤过带孔筛板9落入收集兜网13中，收集兜网13的网眼孔径将小于带孔筛板9的孔径，从而起到收集钻屑的作用，相应的，受热在研磨筒体1内部受热脱出的油性物质将与蒸冷凝后的水一道穿过收集兜网13进入集液器14中，以便收集后进行后续处理，在研磨完成后，取下收集兜网13即可得到研磨完成的钻屑。
27.研磨体4表面等间隔等量环绕设置有研磨牙8，研磨牙8可进一步的提高研磨效率。
28.研磨筒体1外表面包覆有隔热套6，用于保持研磨筒体1内部的温度，使得凝固在钻屑中的油性物质受热后可变为液体流动状态。
29.进料斗2上铰接有密封盖，在研磨过程中向研磨筒体1内部注入蒸汽时可关闭密封盖，避免蒸汽逸出。
30.本实用新型在使用时，经进料斗2向研磨筒体1中加入含油钻屑，关闭进料斗2上的密封盖，启动冷凝管12连接的外部制冷装置，之后启动转动电机3对含油钻屑进行研磨，并通过蒸汽发生器5向研磨筒体1内注入蒸汽，以促进钻屑中油性物质的液化分离；研磨完成后的粒径小于带孔筛板9的钻屑颗粒将与分离出的油性物质和部分水与蒸汽进入冷凝罩10中降温冷凝，钻屑颗粒被收集兜网13收集，其余液体穿过收集兜网13进入集液器14中被收集，研磨过程结束后，取出收集兜网13即可得到研磨好且脱除了油性物质的钻屑，可将其顺利用于后续的回注作业中。
31.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。