[发明专利]负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛

说明书

本发明公开了负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛，包括底座、进液缓冲罐、筛框总成、支架、真空软管、减振弹簧、筛框倾角调节装置、排液软管、负压自动排液装置、真空盘、三通管、液雾分离器、连接管、真空限压阀、消音器和负压风机，含屑钻井液进入形成负压的筛网上后，和空气一起快速透过筛网进入真空腔室中，在真空腔室中空气从筛框侧板的开孔被负压风机直接抽走，透过筛网的钻井液在重力作用下沉积在真空盘下部，经排液软管由负压自动排液装置排出；负压的形成和气液分离均在筛网下的真空腔室中完成；本发明的负压自适应性强，气液分离效果好，处理能力大，钻屑含液量少，筛网寿命长，成本低，能耗小，安全性好。

技术领域

本发明涉及石油钻井固相控制技术领域，具体涉及负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛。

背景技术

现有石油钻井的固相控制技术普遍采用振动筛分来清除从井下返回钻井液中的携带出的大部分钻屑，钻屑含液量高，后续环保处理工作量大，成本高。现有技术公开了一种基于真空过滤的连续循环筛网的钻井液固液分离设备，分离出的钻屑体积含液量可降低到40％以下。现有技术还公开了一种脉冲真空的钻井液分离装置，在传统的钻井振动筛出口端的第一张筛网下安装一个真空盘，利用压缩空气的脉冲喷射形成脉动的真空，实现对筛网上即将排出的钻屑干燥，干燥后钻屑的体积含液量也可降低到40％以下。

真空过滤钻井液固液分离设备的结构复杂，价格昂贵，筛网寿命短，功耗大。在传统振动筛上采用压缩空气喷射形成真空时，压缩空气消耗大，使用成本高。此外，形成负压时，被抽吸的钻井液和空气混合后进入气液分离系统进行气液分离，以避免钻井液气浸。真空抽吸的方法所需的气液分离系统体积大，分离效率低，受分离系统高度限制，所能形成的真空较低。压缩空气喷射方法能形成较高的真空度，但空气和钻井液混合后容易形成液雾，使用油基钻井液时具有较大的安全隐患。

为了克服现有技术的缺点，特提出了一种负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛。

发明内容

本发明的目的在于提供负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛，能够克服传统钻井振动筛排出钻屑含液量高、真空过滤的钻井液固液分离设备筛网寿命短和成本高、现有负压钻井振动筛气液分离系统体积大、效率低等缺点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

负压发生和气液分离一体化的负压钻井振动筛，包括安装在底座上且内置有的筛网的筛框总成、液雾分离器、负压自动排液装置和设置在筛框总成下方的真空盘，筛框总成设置有竖向管道、横向管道和连接在横向管道中部的接头，竖向管道的底端连通至真空盘，横向管道连通相邻竖向管道，横向管道设置为从接头处向两端下斜的倾斜形状，使得横向管道中的钻井液回流至竖向管道，接头通过真空软管和三通管连通至液雾分离器，真空盘和负压自动排液装置之间通过设置排液软管连通，筛框总成中筛网下方为封闭结构，封闭结构通过排液软管排出钻井液、通过竖向管道排出气体，以实现负压和气液分离，负压形成和气液分离均集成在真空盘中。

在本发明较佳的实施例中，上述负压钻井振动筛还包括负压风机、连接负压风机入口和液雾分离器出口的连接管，连接管上设置调节负压的真空限压阀，负压风机出口设置消音器，对于油基钻井液，排出的空气净化效果好，安全性高，同时减小了噪音。

在本发明较佳的实施例中，上述负压钻井振动筛具有负压模式和常规模式两种工作模式，负压风机开启时，负压钻井振动筛处于负压模式工作，气体经竖向管道、横向管道、真空软管和三通管并通过液雾分离器由负压风机排出，同时钻井液经筛网和真空盘通过排液软管排至负压自动排液装置内；负压风机停机时，负压钻井振动筛处于常规模式工作，仅钻井液排至负压自动排液装置内，便于固液分离和固液气三相的快速分离，在不同工作模式下进行切换。