一种含油岩屑处置的出料装置及系统的制作方法

1.本实用新型属于天然气钻井技术领域，尤其涉及一种含油岩屑处置的出料装置及系统。


背景技术：

2.在天然气钻井的过程中，产生的含油岩屑里面，会存在大量的油水混合物，其中油份占比可达10％-15％。在采用无氧低温蒸馏时，蒸发出的油水混合蒸汽温度在 330℃-380℃范围内。
3.在蒸馏完油水混合物后，干渣连续不断的从蒸馏装置中卸出时，此时全系统的负压操作很容易将外界含氧空气经干渣卸料通道吸入到系统内，引起内部燃烧或爆炸，产生极大的安全隐患。
4.常规的星型给料机、多级电动重锤阀、多级插板阀、料封螺旋等对粉料效果较好，而油机岩屑是钻井过程中产生的废弃物，不同井场原料组分大不相同，颗粒料、粉料、大块物料等都有夹杂其中，很难用上述单一或组合方式进行密封以隔绝氧气。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种含油岩屑处置的出料装置，能够很好的实现出料密封，确保外部空气无法进入出料装置。本实用新型还公开了一种具有上述出料装置的出料系统。本实用新型的具体技术方案如下：
6.一种含油岩屑处置的出料装置，包括：
7.输送机，所述输送机的其中一端为出料口；以及
8.密封机构；
9.其中，所述密封机构包括：
10.料板，用于封闭出料口；以及
11.支架，所述支架的一端设置于出料口外，另一端设有弹性件；
12.其中，所述弹性件远离出料口的一端与料板连接。
13.当含油岩屑在出料装置中出料时，物料在输送机的推力下逐步向料板运动，由于料板对物料的阻挡作用，导致物料在出料口形成较为密实的料栓，当料栓比重增加时，输送机的推力也就增大，此时，输送机通过物料传递推力，将弹性件压缩，使料板打开出料口，由此，当上述推力和弹性件的作用力达到平衡时，物料即可被不断卸出，此时，由于料栓的存在，很好的避免了油水混合蒸汽无法和外部空气接触，由此避免引发内部燃烧或爆炸。
14.优选的，还包括：
15.封管，所述封管为喇叭形结构，其小口径一端与出料口连通，其大口径一端靠近料板；
16.其中，所述料板用于封闭封管的大口径一端。
17.料栓在输送机的推力作用下，单位长度的料栓在移动过程中逐渐增加，由于料栓
体积的不断增加，使得料栓密度不断降低，从而避免了因料栓与出料口处摩擦力大幅增加而引起主动推力持续升高导致的事故停机。
18.优选的，所述密封机构还包括：
19.动力源，固定于输送机的外侧，用于驱动料板相对于出料口运动或保持静止；牵引绳，所述牵引绳的一端与动力源的主动端连接，另一端与料板连接；以及
20.滑轮，所述滑轮设置于支架上，用于改变牵引绳的运动方向。
21.当干渣内出现较多块状物料时，可能导致块状物料持续顶开弹簧压板，使得其他物料、尤其是细粉物料无法受到弹簧压板的挤压作用形成致密料栓，造成料栓作用被破坏，因而通过动力源牵引，使料板主动打开，从而实现料栓恢复。
22.优选的，还包括：
23.收料三通，所述收料三通包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与封管连通，所述第二通道用于回收不合格物料，所述第三通道用于回收合格物料；以及
24.择料挡板，所述择料挡板在收料三通内，与收料三通转动连接，用于选择连通第一通道和第二通道，或者连通第一通道和第三通道。
25.当块状物料的存在，使致密料栓无法形成后，主动牵引料板打开，此时将块状物料落入不合格物料的通道，而致密料栓恢复后，改变择料挡板的遮挡位置，使物料落入合格物料的通道。
26.优选的，所述输送机的另外一端为入料口；
27.所述出料装置还包括：
28.出料罩，所述出料罩的下料口与输送机的入料口连通；以及
29.冷却装置；
30.其中，所述出料罩具有用于排出油水混合蒸汽的排气口；所述封管远离输送机的一端伸入冷却装置内。
31.所述排气口能够排出油水混合蒸汽，减少油水混合蒸汽进入出料装置的量，而由于物料需要在该阶段工艺中进行干燥冷却，因此将物料落入冷却装置内，可以有效达到对物料进行干燥冷却的效果。
32.一种含油岩屑处置的出料系统，包括：
33.如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置；
34.控制单元；以及
35.氧气检测单元，所述氧气检测单元设置于出料罩和输送机之间；
36.其中，所述氧气检测单元与控制单元电性连接，所述动力源与控制单元电性连接。
37.当干渣冷却装置内的含氧空气进入到出料罩内后，说明出料装置已经无法形成致密料栓，此时氧气检测单元向控制单元反馈信息，主动驱动料板，以恢复料栓。
38.一种含油岩屑处置的出料系统，包括：
39.如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置；
40.控制单元；以及
41.烟雾检测单元，所述烟雾检测单元设置于冷却装置内；
42.其中，所述烟雾检测单元与控制单元电性连接，所述动力源与控制单元电性连接。
43.当油水混合蒸汽进入到冷却装置内后，油水混合蒸汽会快速冷凝，在该过程中，冷
却装置的内部会产生油水混合蒸汽的烟雾，此时触发烟雾检测单元，即可达到检测料栓是否正常致密形成的效果。
44.一种含油岩屑处置的出料系统，包括：
45.如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置；
46.控制单元；
47.氧气检测单元，所述氧气检测单元设置于出料罩和输送机之间；以及
48.烟雾检测单元，所述烟雾检测单元设置于冷却装置内；
49.其中，所述氧气检测单元与控制单元电性连接，所述烟雾检测单元与控制单元电性连接，所述动力源与控制单元电性连接。
50.和上述出料系统的原理相同，该出料系统同时设置氧气检测单元和烟雾检测单元，以形成检测的亢余设计。
51.优选的，所述择料挡板具有用于驱动其转动的驱动单元；所述驱动单元与控制单元电性连接。
52.当出料系统判断致密料栓无法形成后，通过对择料挡板的驱动，实现对合格物料和不合格物料的区别收料。
53.和现有技术相比，本实用新型通过料板的设置，在出料装置中形成致密料栓，从而保证了出料装置的密封性，避免了油水混合蒸汽和外部空气的接触，从而避免了内部燃烧或爆炸等安全隐患；本实用新型通过动力源的设置，能够在致密料栓无法形成时，恢复致密料栓；本实用新型能够实现合格物料和不合格物料的区别收料；此外，本实用新型能够实现致密料栓是否形成的检测判断，从而实现智能化操控。
附图说明
54.图1为本实用新型实施例中出料装置的示意图；
55.图2为本实用新型实施例中出料装置卡料的示意图；
56.图3为图2的a处放大图；
57.图4为本实用新型实施例中出料系统的示意图。
58.图中：1-输送机；2-料板；3-支架；31-第一架体；32-第二架体；4-弹性件；5
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封管；6-动力源；7-牵引绳；8-滑轮；81-第一轮体；82-第二轮体；9-收料三通；91
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第一通道；92-第二通道；93-第三通道；10-择料挡板；11-出料罩；12-冷却装置； 13-排气口；14-控制单元；15-氧气检测单元；16-烟雾检测单元；17-驱动单元。
具体实施方式
59.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
60.如图1～图3所示，一种含油岩屑处置的出料装置，包括输送机1和密封机构；所述输送机1的其中一端为出料口；所述密封机构包括料板2和支架3；所述料板2 用于封闭出料口；所述支架3的一端设置于出料口外，另一端设有弹性件4；所述弹性件4远离出料口的一端与料板2连接。
61.在本实施例中，所述输送机1为管式螺旋输送机1，其通过内部螺旋实现对物料的
驱动。在本实施例中，为了使支架3的安装尽可量减少装配体积，并不影响料板2的运动，因而支架3的设计包括两个部分，即第一架体31和第二架体32，所述第一架体31的截面为l形结构，所述第二架体32的截面为i形结构；所述第一支架3的一端设置于出料口的外侧壳体，其另外一端与第二支架3的一端连接，由此，所述第二支架3的朝向出料口的中轴线延伸；所述弹性件4设置于第二支架3 远离第一支架3的一端，通过其弹性作用，使出料装置未使用时，料板2紧密贴合在出料口，使输送机1密封。
62.由此，启动出料装置后，物料经过输送机1的转运，初期阶段，其给予的作用力无法克服弹性件4的弹力，从而使物料在出料口处堆积，在经过一定时间段的堆积后，物料的密度增大，若输送机1维持转运能力，则提高动力输出，在该过程中，输送机1对物料提供的推力逐渐可克服弹性件4给予料板2的作用力，当上述两种力平衡时，即可实现致密物料的不间断下料，从而在出料口处形成密封，确保油水混合蒸汽无法同外部空气接触。
63.为了更好的使用本实施例，还包括封管5，所述封管5为喇叭形结构，其小口径一端与出料口连通，其大口径一端靠近料板2；所述料板2用于封闭封管5的大口径一端。
64.由于管式螺旋输送机1一般为直管，因此，在油基岩屑干渣输送过程中，当料栓达到一定致密度后，物料在挤压力下向前推进的过程中，与输送机1的壳内壁的摩擦力不断增大，会形成很大的推进阻力，从而导致在未正常出料前，输送机1的电机负荷大幅上升导致事故停机。
65.由此，喇叭形结构的封管5能够很好的解决这一问题。料栓在螺旋推力下不断前进，单位长度的料栓体积在移动过程中不断增加，料栓体积的不断增加导致密实度不断降低，从而避免了料栓与壳内壁之间的摩擦力大幅增加而引起停机，此时，输送机1给予的推力不影响料栓的致密程度，确保了出料装置的密封性能。
66.为了更好的使用本实施例，所述密封机构还包括动力源6、牵引绳7和滑轮8；所述动力源6固定于输送机1的外侧，用于驱动料板2相对于出料口运动或保持静止；所述牵引绳7的一端与动力源6的主动端连接，另一端与料板2连接；所述滑轮8设置于支架3上，用于改变牵引绳7的运动方向。
67.实际使用过程中，很少出现上述使用过程中的理想状态，因为油基岩屑物料进入出料装置前，受限于原料本身性状，无法进行筛分分级，只能进行简单的破碎、除铁等加工工作，故处置后的干燥物料中，细粉、颗粒及块状物料的数量、状态无法预估。此处需要说明的是，后续设备应当进行物料干燥冷却，其一般采用负压抽风的方式实现。
68.由此，如果进入输送机1的物料含有较多块状物料时，易造成料栓形成的料封破坏，在没有特殊措施下，一旦料栓形成的料封发生破坏，负压抽风将输送机1内的高温油水混合蒸汽及细粉物料直接抽走，此时物料中因无细粉物料填充块状物料形成的料栓间隙，很难再形成有效的料气隔离，从而引发系统危险。
69.在此基础上，本实施例设置了动力源6，以主动驱动料板2移动而释放块状物料。所述动力源6为牵引气缸，当然，在另外的一些实施例中，动力源6也可以通过电机实现。所述动力源6设置于输送机1的外部壳体。
70.在本实施例中，所述滑轮8包括第一轮体81和第二轮体82，所述第一轮体81 设置于第一架体31远离封管5的一端，所述第二轮体82设置于第一架体31远离第一轮体81的一端。由此，所述牵引绳7同时与第一轮体81和第二轮体82滑动连接，并通过第一轮体81和第
二轮体82实现支撑，从而满足动力源6的牵引需求。
71.由此，所述动力源6拉动牵引绳7时，牵引绳7携带料板2朝向远离封管5的方向运动，从而实现块状物料的释放，一定时间后，动力源6卸力，使料板2在弹性件4的作用力下重新配合输送机1形成致密料栓。
72.为了更好的使用本实施例，还包括收料三通9和择料挡板10；所述收料三通9 包括第一通道91、第二通道92和第三通道93，所述第一通道91与封管5连通，所述第二通道92用于回收不合格物料，所述第三通道93用于回收合格物料；所述择料挡板10在收料三通9内，与收料三通9转动连接，用于选择连通第一通道91和第二通道92，或者连通第一通道91和第三通道93。
73.在本实施例中，所述择料挡板10主要在落出块状物料时动作。所述第一通道 91和第二通道92的连通可以回收不合格物料，回收的不合格物料可以重新进入前置工艺；而所述第一通道91和第三通道93的连通可以回收合格物料，以进入下一工艺。
74.也就是说，块状物料落料时，所述择料挡板10遮挡第三通道93，粉状物料和/ 或颗粒物料落料时，所述择料挡板10遮挡第二通道92。
75.为了更好的使用本实施例，所述输送机1的另外一端为入料口；所述出料装置还包括出料罩11和冷却装置12；所述出料罩11的下料口与输送机1的入料口连通；所述出料罩11具有用于排出油水混合蒸汽的排气口13；所述封管5远离输送机1 的一端伸入冷却装置12内。
76.在本实施例中，物料经前置工艺中油泥处理装置进行处理后，进入出料罩11，物料在出料罩11内可以很好的排出大部分油水混合蒸汽，然后再将含有少量油水混合蒸汽的物料下料至输送机1内。可以理解的是，上述的物料干燥冷却即通过冷却装置12实现，其能够实现负压通风，以实现物料的快速降温。还可以理解的是，出料罩11内排出大部分油水混合蒸汽的方式，可通过风机实现。
77.如图4所示，在本实施例中，在上述含油岩屑处置的出料装置的基础上，还公开了一种含油岩屑处置的出料系统，包括如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置，以及控制单元14、氧气检测单元15、烟雾检测单元16；所述氧气检测单元15设置于出料罩11和输送机1之间；所述烟雾检测单元16设置于冷却装置12内；所述氧气检测单元15与控制单元14电性连接，所述烟雾检测单元16与控制单元14电性连接，所述动力源6与控制单元14电性连接。
78.在本实施例中，所述控制单元14可以通过计算机实现，通过计算机程序生产的软件实现系统的自动控制。上述软件属于现有技术，可由和利时dcs系统所承载，因此工作人员可以直接通过和利时dcs系统使用上述软件，以实现自动控制。
79.在本实施例中，当料栓密封失去应有效果时，具有以下两种情况：
80.1、出料罩11内收集油水混合蒸汽的风机抽力大于冷却装置12内风机产生的反向抽力时，冷却装置12内的含氧空气进入到出料罩11内，此时氧气检测单元15 向控制单元14的预警反馈，实现动力源6的启动。
81.2、和上述相反的，出料罩11内收集油水混合蒸汽的风机抽力小于冷却装置12 内风机产生的反向抽力时，油水混合蒸汽会进入到冷却装置12内快速冷凝，并在上述过程中，在冷却装置12的内部产生油水混合蒸汽的烟雾，从而使烟雾检测单元 16向控制单元14预警反馈，实现动力源6的启动。
82.由此，不论上述何种控制过程，均可实现致密料栓的恢复。
83.可以理解的是，在一些本实施例以外的一些实施例中，仅设有氧气检测单元15 或烟雾检测单元16。
84.即，一些实施例中，一种含油岩屑处置的出料系统，包括如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置，以及控制单元14和氧气检测单元15；所述氧气检测单元15 设置于出料罩11和输送机1之间；所述氧气检测单元15与控制单元14电性连接，所述动力源6与控制单元14电性连接。
85.另外一些实施例中，一种含油岩屑处置的出料系统，包括如上所述的一种含油岩屑处置的出料装置，以及控制单元14和烟雾检测单元16；所述烟雾检测单元16 设置于冷却装置12内；所述烟雾检测单元16与控制单元14电性连接，所述动力源 6与控制单元14电性连接。
86.由此，当氧气检测单元15或烟雾检测单元16预警时，即提示料栓未正常形成。此时控制单元14控制动力源6工作，收紧牵引绳7，拉开料板2并保持一定时间，使卡料在输送机1的推力下自然卸出，然后再松开牵引绳7，使料板2在弹性件4 的作用下，重新压住封管5以便再次形成料栓。
87.在此过程中，所述封管5向下倾斜的管壁可以保证料板2被拉开后，块状物料能顺利地利用自身重力及输送机1推力在该处立即掉落，确保该处无料堆积存留，便于料板2被释放后能与封管5紧密贴合，而不需要动力源6反复拉动料板2，而延长重建致密料栓的时间。
88.需要说明的是，所述氧气检测单元15和烟雾检测单元16均可使用相应的现有传感器。如氧气检测单元15可以使用万安迪fix800-o2，烟雾检测单元16可以使用精讯畅通jxbs-3001-yw。
89.为了更好的使用本实施例，所述择料挡板10具有用于驱动其转动的驱动单元 17；所述驱动单元17与控制单元14电性连接。
90.所述驱动单元17为气缸，可为亚德客sc63-200。当驱动料板2运动的动力源 6拉动料板2时，控制单元14同时驱动择料挡板10翻转，从而封闭第三通道93，连通第一通道91和第二通道92，以实现不合格物料的回收；相反的，当动力源6 对料板2卸力后，控制单元14同时驱动择料挡板10翻转，以封闭第二通道92，连通第一通道91和第三通道93，以实现合格物料的回收。
91.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。