[发明专利]泥浆离心分离装置

说明书

本发明公开了一种泥浆离心分离装置，包括：转筒，其具有颗粒出口以及泥浆出口；螺旋器，其设置于所述转筒中并与所述转筒同轴，所述螺旋器具导流筒及螺旋铲，所述导流筒上开设有进料口；输料机构，其用于将待分离的泥浆通过进料口输送至所述转筒内；壳体，其包括套设于所述转筒外的主体部以及上端盖和下端盖；第一电机，其配置成包括转子、定子以及支承套，所述支承套套设于所述转筒上并与所述转筒固定连接，所述转子固定套设于所述支承套上，所述定子位于所述转子外并与所述壳体固定，所述定子与所述转子配合而驱动所述转筒转动；第二电机，其位于所述壳体的下端外，自所述螺旋器的导流筒的下端引出传动轴而连接至所述第二电机。

技术领域

本发明涉及泥浆筛分技术领域，尤其涉及一种泥浆离心分离装置。

背景技术

泥浆分离设备是石油钻井中固控系统的核心设备，泥浆分离设备用于将从井下返回地面的泥浆中的切屑、重晶石颗粒等大粒径固相颗粒与泥浆分离，以用于重复使用分离后的泥浆。

现有技术中的泥浆分离设备通常采用如下方式使泥浆与大粒径固相颗粒分离。

第一种方式：使泥浆通过振动筛，振动筛对通过它的泥浆进行筛分而将大粒径固相颗粒与泥浆分离。

第二种方式：使泥浆通过离心机，离心机利用旋转运动所产的的离心力而将大粒径固相颗粒与泥浆分离，这种分离方式相比于第一种方式对于固相颗粒的筛分更可控。

第三种方式：使泥浆首先通过振动筛进行一次筛分，然后使经一次筛分后的泥浆再经过离心机进行二次筛分。

现有技术中，利用离心力筛分泥浆的离心机通常包括：转筒、螺旋器、输料管以及两个成套电机。螺旋器同轴的置于转筒中，螺旋器由中空的导流筒以及围绕导流筒螺旋轴向延伸的螺旋铲一体成型，输料管自螺旋器的上端伸入至导流筒中，在输料管的下端的出口所对应的导流筒的筒壁上开设有进料口，待分离的泥浆经过输料管的下端以及导流筒的进料口进入到转筒中。第一个成套电机布置在靠近离心机的上端的区域以用于驱动转筒转动，第二个成套电机布置在靠近离心机的下端的区域以用于驱动螺旋器转动，且螺旋器的转动方向与转筒的转动方向相同且螺旋器的转速小于转筒的转速，如此，转筒的转动使得进入到转筒内的泥浆产生离心力，固相颗粒因密度较大更靠近转筒的内壁，而泥浆因密度小而更靠近转筒的中心，螺旋器通过转动使得螺旋铲的边缘向上推抵靠近转筒内壁的固相颗粒而使其向上运动，而最终从开设于转筒上端的径向朝向的颗粒出口排出，而泥浆借由自身重力下流而从开设于转筒下端的轴向朝向的泥浆出口排出，进而实现泥浆与固相颗粒的分离。

然而，现有技术中的上述离心机却存在如下缺陷：

1、由于输料管通过离心机的上端轴向的伸入至转筒中，这使得用于驱动转筒转动的成套电机很难与转筒同轴的布置而更多的采用与转筒并排布置，并通过齿轮进行传动。又因转筒占据了离心机的主要负荷，因而该电机因功率较大而具有较大的体积占比，且由于所分离出的固相颗粒需从转筒的上端在转动状态下径向的导出，因而该电机还需要避让固相颗粒以便于收集固相颗粒，这给电机与转筒之间的齿轮传动部件的布置带来困难。

2、在很多情况下，待分离的泥浆中的固相颗粒与泥浆本身的比例不稳定，变化范围较大，尤其是仅利用离心机对泥浆筛分的情况，例如，从井下返回且通过输料管进入到离心机的泥浆，不同时间段，固相颗粒与泥浆本身比例变化很大，这导致待分离的泥浆的密度变化很大，而不同密度的待分离的泥浆会导致电机施加不同的驱动力，进而导致电机在频繁变化且幅度较大的负载下运行，因而，电机容易发热、使用性能变差，且使用寿命较短。

3、所分离出的固相颗粒的表面以及固相颗粒之间所附着的泥浆随固相颗粒从颗粒出口直接排出，这导致较大比例的泥浆损失，而所排放的固相颗粒因携带较大比例的泥浆而对环境造成不良影响。

4、固相颗粒在转筒转动的状态下被径向的导出，不便于收敛，现有技术中采用将离心机的上端伸入至固相颗粒回收箱的方式而使径向导出的固相颗粒收纳其中，而这势必增加整套设备的体积。

发明内容