[发明专利]一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置

说明书

本发明公开了一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置，主要由出气管、进气管、圆柱段、锥体段组成；所述出气管由外层出气管、内层正极出气管、倒锥体、圆柱导流体构成；所述进气管由矩形进气管和蜗壳式进气管构成；所述圆柱段由气体负极导流体和圆筒体构成；所述锥体段由外层锥状体、振动弹簧、内层正极锥状体构成；出气管从圆柱段中心穿过，进气管为矩形截面且切向焊接在圆柱段外侧，圆柱段焊接在锥体段上端。本发明结构简单，设计巧妙，静电除尘和旋风除尘共同作用，进行了多次分离，减小了旋风分离器内部的次级流动，提高了旋风分离器分离效率，特别是对粒径10微米以下颗粒的分离效率。

技术领域

本发明涉及一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置，用于油水混合蒸气中钻屑的分离等除尘领域。

背景技术

页岩气是一种非常规天然气清洁能源，页岩气的有效开采有助于缓解我国能源紧张的现状，在页岩气的开采中较多使用油基钻井液，钻井过程中产生的钻屑会夹杂白油等物质。目前现场大多通过锤磨热解析技术处理含油钻屑，回收白油，处理后的含油钻屑含油率低于1％，满足国家的排放标准，但是处理后的白油回收效率低，且回收后的白油纯度低，回收的成本较高。

含油钻屑在锤磨机的处理后，从排气口排出的温度高达300℃、压力不超过80KPa的油水混合蒸气中携带有微小的钻屑颗粒，粒径分布为1微米到85微米左右。旋风分离器具有分离效率高且适用范围广等优点，因此目前在含钻屑微小颗粒的油水蒸气的分离中，大多使用旋风分离器分离方法或者多个旋风分离器串并联的分离方法，但是这两种方法成本高、占据空间大、结构复杂，且对粒径10微米以下钻屑颗粒的分离效率低，容易造成锤磨热解析后处理装置中管线的堵塞，也会使回收油液中存在钻屑杂质，从而降低回收油的纯度，所以需要提高对钻屑颗粒的分离效率，特别是小颗粒的分离效率。

为了提高分离装置对钻屑颗粒的分离效率，特别提高对粒径10微米以下钻屑颗粒的分离效率，提高回收白油的纯度，不引起管道堵塞、减小分离步骤、占地面积和成本，提出了一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置，利用静电分离和旋风分离进行了多次分离，从而提高对小颗粒的分离效率，基本上除去油水混合蒸气中的钻屑颗粒。

发明内容

本发明目的是为了提高旋风分离装置对粒径10微米以下钻屑颗粒的分离效率，提供了一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种针对页岩锤磨钻屑粉尘的静电旋风复合分离装置，主要由出气管、进气管、圆柱段、锥体段组成；所述出气管由外层出气管、内层正极出气管、倒锥体、圆柱导流体构成；所述进气管由矩形进气管和蜗壳式进气管构成；所述圆柱段由气体负极导流体和圆筒体构成；所述锥体段由外层锥状体、振动弹簧、内层正极锥状体构成；出气管从圆柱段中心穿过，进气管为矩形截面且切向焊接在圆柱段外侧，圆柱段焊接在锥体段上端；出气管与气体负极导流体过盈配合，气体负极导流体与圆筒体螺栓连接，内层正极锥状体和外层锥状体焊接在圆筒体下端，矩形进气管与蜗壳式进气管焊接相连；内层正极锥状体与外层锥状体之间为间隙配合，振动弹簧一端穿过外层锥状体与内层正极锥状体焊接相连，振动弹簧均匀分布在锥体段外部，数量为四到二十四，振动弹簧另一端连接在振动器上；内层正极出气管与外层出气管过盈配合，圆柱导流体的侧面开有圆形通孔，圆柱导流体上部与倒锥体焊接相连，倒锥体的锥形夹角为20°-60°，倒锥体上端与内层正极出气管和外层出气管过盈配合。

所述气体负极导流体为带圆弧的对称截面，圆弧表面为电晕负极板，圆弧从圆筒体上端开始，圆弧从外层出气管侧面结束，圆弧凹向圆筒体内部。

所述内层正极锥状体内表面为正极板，锥状体的锥形夹角为20°-60°。

所述内层正极出气管内表面为正极板，内层正极出气管和外层出气管下端形状为三角状，出气管向上伸出圆筒体有0-0.3m，向下伸出圆筒体有0-0.5m。

与现有技术相比，本发明有以下优点：