本發(fā)明涉及鉆井液分離，特別是一種立式離心分離機(jī)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的鉆井液固液分離系統(tǒng)一般由?3?臺(tái)振動(dòng)篩+真空除氣器+除砂器+除泥器+低速離心機(jī)+高速離心機(jī)+若干臺(tái)砂泵組成，設(shè)備的采購(gòu)、維修、運(yùn)輸費(fèi)用較高，占地空間較大，增加固控系統(tǒng)的難度，整體設(shè)備占地面積大，自動(dòng)化控制難度高，能耗較大。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn203380009u?直立式三相組合離心分離機(jī)采用上進(jìn)液的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要依賴轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器的速度差實(shí)現(xiàn)較好的固液分離效果，但是該結(jié)構(gòu)采用分別從頂部和底部驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓和螺旋推料器轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于密封的要求高，軸承容易損壞。而且采用頂部供液的方式，很難精確控制工況。cn104399601a記載了一種離心分離裝置，其中記載了分別驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪箱。但是在該結(jié)構(gòu)中，采用了管路壓力進(jìn)料的方式，但是該方式需要設(shè)置獨(dú)立的渣漿泵，而含有鉆屑的鉆井液，很快就會(huì)導(dǎo)致渣漿泵損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種立式離心分離機(jī)，能夠適用于不同的工況，例如在某些工況能夠?qū)崿F(xiàn)自吸的方式進(jìn)料，能夠配合螺旋進(jìn)液結(jié)構(gòu)輔助進(jìn)料，能夠配合螺旋阻液結(jié)構(gòu)提高升液管內(nèi)的真空度以增強(qiáng)除氣效果，能夠提高設(shè)備的耐久度，并能簡(jiǎn)化整體結(jié)構(gòu)，降低密封的要求，本發(fā)明還能夠方便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要自適應(yīng)的調(diào)節(jié)處理工況。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種立式離心分離機(jī)，包括螺旋推料器芯體和轉(zhuǎn)鼓，螺旋推料器芯體位于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在轉(zhuǎn)鼓之外設(shè)有固定的箱體；

3、螺旋推料器芯體為中空的結(jié)構(gòu)，螺旋推料器芯體頂部構(gòu)成膨大腔體，膨大腔體的底部為倒錐形，膨大腔體的頂部側(cè)壁設(shè)有螺旋推料器芯體排液口，螺旋推料器芯體的外壁設(shè)有螺旋葉片，螺旋葉片位于螺旋推料器芯體與轉(zhuǎn)鼓之間的腔體內(nèi)，在轉(zhuǎn)鼓的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)鼓排液口，轉(zhuǎn)鼓的底部側(cè)壁設(shè)有轉(zhuǎn)鼓排渣口，箱體靠近轉(zhuǎn)鼓排渣口的位置設(shè)有排渣結(jié)構(gòu)；

4、螺旋推料器芯體和轉(zhuǎn)鼓以不同的速度旋轉(zhuǎn)；

5、轉(zhuǎn)鼓的頂部設(shè)有轉(zhuǎn)鼓排液口，箱體的頂部設(shè)有抽氣口，抽氣口用于連接抽氣裝置，以使螺旋推料器芯體與轉(zhuǎn)鼓之間腔體為負(fù)壓；

6、在箱體的外壁設(shè)有箱體排液口，箱體排液口與排液管連接；

7、螺旋推料器芯體的底部設(shè)有升液管，升液管與膨大腔體連接。

8、優(yōu)選的方案中，排液管的排液液柱高度大于升液管的進(jìn)液液柱高度。

9、優(yōu)選的方案中，在箱體的頂部設(shè)有差速器；

10、差速器的輸入結(jié)構(gòu)與主驅(qū)動(dòng)裝置連接，差速器通過(guò)差速器連接軸與螺旋推料器芯體連接，差速器的輸出結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)鼓連接，以使螺旋推料器芯體和轉(zhuǎn)鼓分別以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

11、優(yōu)選的方案中，在箱體的頂部設(shè)有差速器，差速器為兩級(jí)行星齒輪結(jié)構(gòu)，一級(jí)太陽(yáng)輪與一級(jí)行星輪嚙合連接，一級(jí)行星輪與殼體內(nèi)齒嚙合連接；

12、一級(jí)行星輪的一級(jí)行星架與二級(jí)太陽(yáng)輪連接，二級(jí)太陽(yáng)輪與二級(jí)行星輪嚙合連接，二級(jí)行星輪與殼體內(nèi)齒嚙合連接；

13、差速器的殼體與主驅(qū)動(dòng)裝置連接，差速器的殼體底部與轉(zhuǎn)鼓連接，二級(jí)行星輪的二級(jí)行星架與差速器輸出軸連接，差速器輸出軸與螺旋推料器芯體連接。

14、5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種立式離心分離機(jī)，其特征是：在箱體的頂部固設(shè)有差速器輸入軸固定支架，差速器通過(guò)主軸承與差速器輸入軸固定支架連接，差速器輸入軸固定支架的頂部延伸至差速器的頂部，差速器輸入軸固定支架上設(shè)有調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置；

15、一級(jí)太陽(yáng)輪通過(guò)第二輸入軸與調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置連接。

16、優(yōu)選的方案中，在靠近箱體排液口的位置，轉(zhuǎn)鼓與排液泵葉片連接，以用于輔助排液。

17、優(yōu)選的方案中，在靠近箱體排液口的位置，箱體上設(shè)有環(huán)形集液槽，箱體排液口位于環(huán)形集液槽的外壁位置，轉(zhuǎn)鼓的頂部與排液泵葉片的頂部連接，排液泵葉片為多個(gè)，排液泵葉片位于環(huán)形集液槽內(nèi)。

18、優(yōu)選的方案中，在箱體靠近轉(zhuǎn)鼓排渣口的位置設(shè)有箱體排渣槽，箱體排渣槽的下方設(shè)有水平布置的螺旋排渣裝置。

19、優(yōu)選的方案中，所述的螺旋排渣裝置中，排渣螺旋可轉(zhuǎn)動(dòng)的位于排渣螺旋殼體內(nèi)，在靠近整機(jī)排渣口的位置，排渣螺旋的長(zhǎng)度比排渣螺旋殼體的水平段長(zhǎng)度(n)更短，以使在整機(jī)排渣口形成排渣擁堵段。

20、優(yōu)選的方案中，排渣螺旋殼體的整機(jī)排渣口出口向上傾斜，以使在整機(jī)排渣口形成排渣擁堵段。

21、優(yōu)選的方案中，在靠近轉(zhuǎn)鼓排渣口的位置設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的輸渣盤(pán)，輸渣盤(pán)用于將排渣輸送至箱體排渣槽。

22、優(yōu)選的方案中，在箱體上設(shè)有輸渣盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在箱體內(nèi)設(shè)有輸渣盤(pán)主動(dòng)齒輪，輸渣盤(pán)主動(dòng)齒輪與輸渣盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，在輸渣盤(pán)設(shè)有輸渣盤(pán)從動(dòng)齒輪，輸渣盤(pán)從動(dòng)齒輪與輸渣盤(pán)連接，輸渣盤(pán)從動(dòng)齒輪與輸渣盤(pán)主動(dòng)齒輪嚙合連接。

23、優(yōu)選的方案中，在輸渣盤(pán)的邊緣設(shè)有多個(gè)永磁鐵，在箱體的外壁設(shè)有多個(gè)電磁鐵，以驅(qū)動(dòng)輸渣盤(pán)旋轉(zhuǎn)。

24、優(yōu)選的方案中，在箱體排渣槽的位置設(shè)有擋渣板，擋渣板用于使排渣進(jìn)入到排渣螺旋殼體內(nèi)。

25、優(yōu)選的方案中，在升液管的底部設(shè)有螺旋提升裝置，螺旋提升裝置設(shè)有擴(kuò)徑殼體，擴(kuò)徑殼體的頂部與升液管連接，擴(kuò)徑殼體的底部開(kāi)放，擴(kuò)徑殼體的內(nèi)壁設(shè)有提升螺旋葉片。

26、優(yōu)選的方案中，提升螺旋葉片延伸至擴(kuò)徑殼體的底部之外形成延伸螺旋葉片。

27、優(yōu)選的方案中，箱體向下延伸與升液管套管連接，升液管套管套接在升液管之外，升液管套管與升液管之間設(shè)有動(dòng)力密封機(jī)構(gòu)。

28、優(yōu)選的方案中，動(dòng)力密封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為：動(dòng)力密封上蓋和動(dòng)力密封下蓋與升液管套管的內(nèi)壁固定連接，在動(dòng)力密封上蓋與動(dòng)力密封下蓋之間設(shè)有槽體，動(dòng)力密封葉輪與升液管的外壁固定連接，動(dòng)力密封葉輪位于槽體內(nèi)；

29、動(dòng)力密封葉輪的頂部設(shè)有凸起的筋，動(dòng)力密封下蓋的內(nèi)側(cè)頂部設(shè)有凸起的筋，用于限定液體的單向流動(dòng)。

30、優(yōu)選的方案中，在升液管的外壁設(shè)有輔助進(jìn)液螺旋葉片，升液管的底部封閉，在進(jìn)液螺旋葉片上方的位置，升液管的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)用于進(jìn)液的通孔。

31、優(yōu)選的方案中，在升液管的底部設(shè)有螺旋阻液裝置，在螺旋阻液裝置設(shè)有阻擋進(jìn)液的螺旋葉片，以提升升液管內(nèi)的真空度，以提高泥漿除氣效果。

32、本發(fā)明提供的一種立式離心分離機(jī)，通過(guò)采用以上的結(jié)構(gòu)，具有以下的有益效果：

33、1、可以大幅簡(jiǎn)化現(xiàn)有的鉆井液固液分離系統(tǒng)，采用本發(fā)明，一臺(tái)設(shè)備即可完成之前需要真空除氣器+除砂器+除泥器+低速離心機(jī)以及給這些設(shè)備供液的?3?臺(tái)砂泵才能完成的工作，并且可以少配?1臺(tái)振動(dòng)篩，這樣用1臺(tái)設(shè)備就可以替代之前的8?臺(tái)設(shè)備，可以大幅降低能耗。

34、2、處理效果穩(wěn)定：相對(duì)旋流器的泥漿分離結(jié)構(gòu)，泥漿的處理不受鉆屑影響，也不受泥漿粘度、泵壓、排放口堵塞的影響，處理效果十分穩(wěn)定。

35、3、能夠根據(jù)工況需求，即泥漿粘度、泵壓、鉆屑含量等因素相應(yīng)的調(diào)整不同的工作狀態(tài)，例如自吸工作狀態(tài)、螺旋輔助進(jìn)液狀態(tài)、螺旋阻液除氣狀態(tài)等。尤其是在自吸工作狀態(tài)下，通過(guò)負(fù)壓能夠更好的輔助泥漿排氣，進(jìn)一步提高泥漿分離的效率。進(jìn)一步的，結(jié)合螺旋推料器芯體和轉(zhuǎn)鼓絕對(duì)轉(zhuǎn)速和相對(duì)轉(zhuǎn)速差的自由無(wú)極調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)一步根據(jù)不同泥漿的特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)一步的提高泥漿分離的效率。尤其是能夠大幅降低排渣的含水率。

36、4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，以及采用底部進(jìn)液的方式，使分離效率更高，而且由于結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)鼓能夠?qū)崿F(xiàn)更大的直徑，更高的轉(zhuǎn)速，從而液層薄，泥漿中的固相顆粒分離效果好。與旋流分離相比，排渣含水率更低，排渣含水率可達(dá)到低于20%。與壓濾分離相比，本發(fā)明的裝置操作和維護(hù)更簡(jiǎn)便，運(yùn)行成本更低。

37、5、本發(fā)明能夠減少泥漿分離處理系統(tǒng)的整體采購(gòu)成本，簡(jiǎn)化固控系統(tǒng)，減少設(shè)備的占地面積，遷移非常便利，還能夠減少循環(huán)泥漿中廢棄泥漿的總量，降低泥漿成本和廢棄物處理成本。能夠方便地與其他設(shè)備組合，實(shí)現(xiàn)砂石、清水的循環(huán)資源利用。

38、6、本發(fā)明有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：減少了設(shè)備的種類(lèi)和數(shù)量，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和工況通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速和排量自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，振動(dòng)篩也無(wú)需更換不同目數(shù)的篩網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)控制，有利于減少人力消耗，實(shí)現(xiàn)安全、高效的鉆井施工。本發(fā)明的調(diào)速也非常方便，能夠根據(jù)工況需求，相應(yīng)的調(diào)節(jié)工作速度。

39、7、設(shè)備密封性能好：本發(fā)明的立式泥漿離心機(jī)密封點(diǎn)少，可以實(shí)現(xiàn)密閉運(yùn)行，除氣效果好。

40、8、本發(fā)明能夠簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)，能夠取消用于供液的渣漿泵：實(shí)現(xiàn)以自吸為主的供液方式，將升液管插入泥漿槽即可，無(wú)需設(shè)置額外的供液管道和泵。節(jié)省砂泵的成本，以及由維護(hù)砂泵所消耗的時(shí)間和人工。

41、9、本發(fā)明優(yōu)化的輔助進(jìn)液結(jié)構(gòu)，還能夠進(jìn)一步提高對(duì)不同泥漿進(jìn)液的適應(yīng)性；能夠降低設(shè)備運(yùn)行中的振動(dòng)。

42、10、利用設(shè)置的螺旋阻液裝置，能夠提高進(jìn)液過(guò)程中的真空度，促進(jìn)氣泡與泥漿分離，提高泥漿除氣效果。

43、11、本發(fā)明能夠提高泥漿分離效率，達(dá)到240m3/h，石渣的含水率能夠達(dá)到20%，而粉質(zhì)黏土和膨潤(rùn)土泥漿的含水率能夠低于40%，這使固控系統(tǒng)的技術(shù)路線發(fā)生變化，例如能夠取消旋流設(shè)備，進(jìn)一步提高整個(gè)固控系統(tǒng)的泥漿分離效率。又例如由于石渣的含水率較低，能夠在固控系統(tǒng)中取消壓濾機(jī)，這進(jìn)一步提高整個(gè)固控系統(tǒng)的泥漿分離效率。而且能夠降低成本，降低設(shè)備的占地面積。