脈動負壓振動設備的制作方法

本發明涉及石油鉆井裝備技術領域，具體地說，涉及一種脈動負壓振動設備。

背景技術：

現有鉆井固控系統中的鉆井液振動機構都是在開式或半開式的條件下工作，篩面上和篩面下均為大氣壓，鉆井液的透篩流動主要依靠篩面的振動運動對鉆井液產生的慣性力和鉆井液自身的位能來實現。為了使鉆井液有較大的透篩能力，通常需要增大振動機構的振動強度，但振動強度的增大，會造成鉆井液的飛濺嚴重，同時鉆井液中所含巖屑等固相對篩網的沖擊也會增大，篩網的壽命縮短。在一定振動強度下，為了提高鉆井液振動機構的處理能力，現有的振動機構通過增大篩網面積或在現有的振動機構網下利用真空系統形成負壓，以加大鉆井液與鉆屑分離的動力，提高了振動機構的處理能力。但增大篩網面積則增大了振動機構的占地面積和成本，而在振動機構網下利用真空系統形成負壓，在較大的篩網下負壓情況下，篩面上的鉆屑易被吸附在篩網上而不能向前運移，在篩面上出現鉆屑堆積。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種脈動負壓振動設備，以解決現有鉆井振動機構處理量小、排出巖屑含液量高的問題。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種脈動負壓振動設備，其包括振動篩、驅動振動篩的激振電機、連接至振動篩的負壓機構以及配送機構，負壓機構包括噴射泵和空氣壓縮機，配送機構包括配送器和驅動所述配送器的配送電機，配送器與空氣壓縮機連接，配送器選擇性地與噴射泵連接。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的配送器包括閥芯以及與閥芯配合的閥座，閥芯與配送電機連接，閥座設置有第一孔道，閥芯設置有第二孔道，第一孔道與噴射泵連通，第二孔道與空氣壓縮機連通。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的第二孔道包括進氣孔和多個分流孔，多個分流孔分別與進氣孔連通，進氣孔與空氣壓縮機連通。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的閥座套設在閥芯的外側，閥座和閥芯之間通過軸承連接。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的閥芯套設在閥座的外側，閥芯的外側設有從動輪，配送電機設置有與從動輪嚙合的主動輪。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備還包括氣液分離機構，氣液分離機構包括氣液旋流分離器、排氣管和排液管，噴射泵、排氣管和排液管分別與氣液旋流分離器連通。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的振動篩包括篩框和設置于篩框內的多個篩網，負壓機構包括與篩網對應的多個噴射泵，每個篩網均與對應的噴射泵連接。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備包括一個配送器和一個空氣壓縮機，噴射泵分別與配送器連接。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的多個篩網距離篩框的底部的距離依次增大。

在本發明的優選實施例中，上述脈動負壓振動設備的振動篩還包括泥漿盤，泥漿盤設置于篩框內，泥漿盤為四棱錐形，泥漿盤與噴射泵連接。

本發明實施例的有益效果是：泥漿內的鉆井液在振動篩的振動和負壓機構的吸附下，共同脫液，脫液效果好，通過在負壓機構的噴射泵和空氣壓縮機之間設置配送器，配送電機驅動配送器選擇性地與噴射泵連通，從而實現周期性地、間歇地向噴射泵供應壓縮空氣，使噴射泵和振動篩之間形成脈沖式的負壓吸附，不僅僅能夠提高振動機構的脫液處理能力，同時脈沖式的負壓吸附，不會形成較大的負壓時以致篩網上出現鉆屑堆積的情況，進一步提高了振動機構的脫液能力，處理能力高；處理后巖屑的含液量低；鉆井液回收率高，鉆井液消耗量降低；篩面巖屑運移順暢，不會出現堆積；結構簡單，安裝方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例提供的脈動負壓振動設備的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的脈動負壓振動設備的負壓機構的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的脈動負壓振動設備的配送機構的結構示意圖。

圖標：100-脈動負壓振動設備；110-振動篩；111-篩框；112-篩網；113-泥漿盤；114-激振電機；115-連接管；120-負壓機構；121-噴射泵；122-空氣壓縮機；123-第一入口；124-第二入口；125-第一出口；130-配送機構；131-配送器；132-配送電機；133-閥座；134-閥芯；135-第一孔道；136-第二孔道；137-進氣孔；138-分流孔；140-氣液分離機構；141-氣液旋流分離器；142-排氣管；143-排液管；144-第三入口；145-第二出口；146-第三出口。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例

請參照圖1，本實施例提供一種脈動負壓振動設備100，其包括振動篩110、負壓機構120、配送機構130和氣液分離機構140。

振動篩110包括篩框111、篩網112、泥漿盤113和激振電機114。

篩框111用于支撐篩網112、泥漿盤113和激振電機114，其中，篩網112和泥漿盤113均安裝于篩框111內，泥漿盤113為四棱錐形，泥漿盤113與篩框111固定連接，篩網112安裝在泥漿盤113的上部，同時在泥漿盤113的下部與負壓機構120連接，激振電機114與篩框111連接，用于驅動振動篩110，也即是帶動篩框111振動，從而帶動篩框111內的篩網112振動并脫液。具體地，泥漿盤113和負壓機構120通過連接管115連接，本實施例中，連接管115為柔性管，連接管115和泥漿盤113能夠形成密閉的腔室，便于負壓機構120與泥漿盤113形成負壓，以吸附篩網112上的鉆井液。

請參照圖2，負壓機構120連接至振動篩110，該負壓機構120包括噴射泵121和空氣壓縮機122。

噴射泵121包括第一入口123、第二入口124和第一出口125，其中，第一入口123與空氣壓縮機122連接，用于通入壓縮空氣；第二入口124與篩網112通過連接管115連接，用于將篩網112上的泥漿內的鉆井液吸附至噴射泵121內，而第一出口125用于排出壓縮空氣，壓縮空氣從第一入口123進入，并從第一出口125排出，在噴射泵121內形成負壓，以便分離泥漿內鉆井液的從第二入口124進入噴射泵121。

請參照圖3，配送機構130包括配送器131和配送電機132。

配送器131連接于噴射泵121和空氣壓縮機122之間，且選擇性地與噴射泵121的第一入口123連接，用于周期性地、間歇地向噴射泵121通入壓縮空氣。配送電機132用于驅動配送器131旋轉，從而選擇性地與噴射泵121連接，也即是與配送器131選擇性地與第一入口123連接。

配送器131包括閥座133和閥芯134，本實施例中，閥座133套設在閥芯134的外側，閥座133和閥芯134相互配合，閥座133與閥芯134同軸設置，閥芯134與閥座133轉動連接，本實施例中，通過在閥座133和閥芯134之間設置軸承，以實現閥芯134相對于閥座133轉動，此外，閥芯134與配送電機132連接，通過配送電機132驅動閥芯134轉動，從而實現閥芯134相對于閥座133轉動，本實施例中閥座133固定設置，可直接將閥座133固定放置在地面上，也可以通過其他支撐結構實現對閥座133的固定和支撐。

請結合參照圖2和圖3，具體地，閥座133設置有第一孔道135，閥芯134設置有第二孔道136，第一孔道135與噴射泵121的第一入口123連通，第二孔道136與空氣壓縮機122連通，由于閥芯134大致為圓柱狀結構，當閥芯134相對于閥座133轉動時，第二孔道136也隨之轉動，從而第二孔道136選擇性地與第一孔道135連通。當第二孔道136與第一孔道135連通時，空氣壓縮機122內產生的壓縮空氣通過配送器131送至噴射泵121內，而當第二孔道136和第一孔道135未連通時，空氣壓縮機122內的壓縮空氣無法通過配送器131進入噴射泵121，而閥芯134轉動為周期性地轉動，可實現第二孔道136周期性地與第一孔道135連通，也即是，配送器131的閥芯134旋轉接通空氣壓縮機122與噴射泵121的過程中，接通面積從零逐漸增大，然后逐漸減小為零，從而使噴射泵121內形成一個脈沖射流，在噴射泵121的連接管115、泥漿盤113內形成一個脈沖負壓。

第二孔道136包括進氣孔137和分流孔138，分流孔138的軸心線與閥芯134同軸設備，而分流孔138的軸心線與閥芯134的軸心線呈角度設計，優選為分流孔138的軸心線垂直于閥芯134的軸心線，也即是，進氣孔137和分流孔138呈“L”形，而第一孔道135和分流孔138為同軸設置。

分流孔138為一個或多個，本實施例中，優選分流孔138為多個，更優選地，分流孔138為兩個，且兩個分流孔138分別與進氣孔137連通，進氣孔137與空氣壓縮機122連通，分流孔138選擇性地與第一孔道135連通。兩個分流孔138的設計，使閥芯134旋轉一周，可向噴射泵121供應壓縮空氣兩次。壓縮空氣脈沖式的設計，能有效地避免噴射泵121內一直形成負壓吸附，吸附力過大而導致泥漿被緊緊地吸附至篩網112上，出現堆積的情況。

當然，在其他實施例中，也可以將閥芯134套設在閥座133的外側，并且在閥芯134的外側設置從動輪，在配送電機132上設置與從動輪嚙合的主動輪，通過固定閥座133，使閥芯134在閥座133的外側轉動，從而實現閥芯134上的第二孔道136與閥座133上的第一孔道135周期性的連通。

此外，容易想到的是，在其他實施例中，也可以使閥芯134固定，利用配送電機132驅動閥座133轉動，同樣能夠實現閥芯134上的第二孔道136與閥座133上的第一孔道135周期性的連通。

配送器131向每個噴射泵121的脈動供氣頻率應與篩網112的振動頻率錯開，并低于篩網112的振動頻率，從而避免脈沖負壓與篩網112的振動運動同步而造成篩面上物料堆積。脈動負壓振動設備100中，激振電機114可帶動篩網112采用直線、橢圓等各種振動運動。

請參照圖1和圖2，氣液分離機構140包括氣液旋流分離器141、排氣管142和排液管143。

氣液旋流分離器141用于與噴射泵121的第一出口125連通，第一出口125處排出的流體為氣液混合物，該氣液混合物直接進入氣液旋流分離器141，用于將氣相和液相分離。氣液旋流分離器141包括第三入口144、第二出口145和第三出口146，其中，氣液旋流分離器141的第三入口144與噴射泵121的第一出口125連通，氣液旋流分離器141的第二出口145與排氣管142連接，氣液旋流分離器141的第三出口146與排液管143連接。其中，氣相在漩流的作用下被分離出來，進入排氣管142，液相進入排液管143，最終進入鉆井液循環系統。

脈動負壓振動設備100中篩網112可以為一個或多個，本實施例中，優選篩網112為多個，且多個篩網112分別安裝于篩框111內，對應地，泥漿盤113、噴射泵121、氣液旋流分離器141均為多個，多個篩網112、多個泥漿盤113、多個噴射泵121和多個氣液旋流分離器141一一對應。

而配送器131、配送電機132和空氣壓縮機122均為一個，但配送器131的閥座133上對應噴射泵121的個數設置有多個第一孔道135，多個第一孔道135與多個噴射泵121的第一入口123一一對應且連通，從而實現一個配送器131同時向多個噴射泵121供應壓縮空氣，并且在閥芯134旋轉一周時，可向每一個噴射泵121均供應兩次壓縮空氣。

由于本實施例中，篩網112的個數為多個，且均安裝于篩框111內，多個篩網112距離篩框111的底部的距離依次增大，便于對多個篩網112進行安裝，同時多個篩網112相互獨立，互不影響。

振動篩110使用篩網112的目數高，各個篩網112的負壓相互獨立，并且獨立工作，相互之間無干擾，脈動負壓振動設備100裝置的效率高，并且充分利用了脈動負壓振動設備100裝置的負壓最大值，最大程度發揮負壓的過濾作用。

脈動負壓振動設備100裝置的工作原理是：

泥漿從篩框111落至篩網112上，篩網112在激振電機114的帶動下，進行振動，從而起到振動脫液的作用，在篩網112的下方連接泥漿盤113，并且利用連接管115將泥漿盤113和噴射泵121連接，噴射泵121通過配送器131與空氣壓縮機122連接，配送器131的閥芯134轉動，從而閥芯134上的第二孔道136選擇性地與閥座133上的第一孔道135連通，實現周期性地、間歇地向噴射泵121供應壓縮空氣，從而在噴射泵121內形成負壓，便于將篩網112上的泥漿內的鉆井液吸附至噴射泵121中，以實現進一步脫液的作用，脫液效果更好。噴射泵121內的鉆井液和壓縮空氣能夠從第一出口125排出，并進入氣液旋流分離器141，氣相在漩流的作用下被分離出來，進入排氣管142，液相進入排液管143，最終進入鉆井液循環系統。

綜上所述，本實施例提供的脈動負壓振動設備100具有以下優點：泥漿內的鉆井液在振動篩110的振動和負壓機構120的吸附下，共同脫液，脫液效果好，通過在負壓機構120的噴射泵121和空氣壓縮機122之間設置配送器131，配送電機132驅動配送器131選擇性地與噴射泵121連通，從而實現周期性地、間歇地向噴射泵121供應壓縮空氣，使噴射泵121和篩網112之間形成脈沖式的負壓吸附，不僅僅能夠提高脈動負壓振動設備100的脫液處理能力，同時脈沖式的負壓吸附，不會形成較大的負壓以致篩網112上出現鉆屑堆積的情況，進一步提高了脈動負壓振動設備100的脫液能力，并且對鉆井液的處理能力高；處理后巖屑的含液量低；處理后巖屑的后續環保處理處理成本低；鉆井液回收率高，鉆井液消耗量降低；不需要配置氣液真空分離系統，占地面積小；篩面巖屑運移順暢，不會出現堆積；結構簡單，安裝方便。

此外，本實施例中采用閥座133和閥芯134相對轉動的方式實現周期性地、間歇地向噴射泵121提供壓縮空氣，在其他實施例中，也可以其他方式實現配送器131選擇性地與噴射泵121連接，例如，采用閥門的方式控制配送器131與噴射泵121的連接，當然，也可以通過控制空氣壓縮機122的供應壓縮空氣的頻率來控制配送器131與噴射泵121的連接，從而實現脈沖式地先噴射泵121提供壓縮空氣。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。