一种地热钻井工程的除砂器的制作方法

1.本实用新型属于钻井设备技术领域，尤其涉及一种地热钻井工程的除砂器。


背景技术：

2.在地热钻井工程中用到钻井液，钻井液是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液在钻井施工的过程中循环使用，回流的钻井液经过除砂处理后去掉内部含有的颗粒物杂质，令泥浆恢复净化，之后循环供应给钻井设备。
3.现有的除砂设备通常分为振动过滤除砂和旋流除砂等形式，其中振动过滤除砂是指令回流的泥浆通过振动的网筛，将颗粒物筛分出来并与泥浆分离，旋流除砂是指令回流的泥浆通过旋流除砂器，在旋流作用下令泥浆与颗粒物分离。然而单一种类的除砂设备难以保证充分的泥浆除砂效果，对于振动除砂设备而言，其更适合去除较大颗粒的泥沙，对于旋流除砂设备而言，其更适合去除较小颗粒的泥沙。
4.因此，为了提升泥浆的除砂净化效率和除砂净化效果，需要开发设计综合两种设备优点的新型除砂设备，为钻井施工提供辅助，保证合格泥浆的稳定供应。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种除砂净化效率高、除砂净化效果好的地热钻井工程的除砂器。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种地热钻井工程的除砂器包括螺旋除砂装置和振动除砂装置，螺旋除砂装置位于振动除砂装置的上方；振动除砂装置包括底壳，在底壳的后部安装有带有出口的储箱，在底壳的上方通过多个弹性组件安装有一级振动筛，在一级振动筛的内部安装有二级振动筛，在二级振动筛的后部上方安装有泥浆漏斗，在一级振动筛的中部通过支座安装有振动电机；螺旋除砂装置包括位于后部的一组第一螺旋除砂筒以及位于前部的一组第二螺旋除砂筒，在各螺旋除砂筒的下方安装有接收斗，还包括第一泥浆输入管道和第一泥浆输出管道，各第一螺旋除砂筒的侧部入口与第一泥浆输入管道连接、顶部出口与第一泥浆输出管道连接，还包括第二泥浆输入管道和第二泥浆输出管道，各第二螺旋除砂筒的侧部入口与第二泥浆输入管道连接、顶部出口与第二泥浆输出管道连接；还包括泥浆泵和三通阀，泥浆泵的入口与储箱的出口连接，泥浆泵的出口与三通阀的入口连接，三通阀的两个出口分别与第一泥浆输入管道和第二泥浆输入管道连接。
7.本实用新型的优点和积极效果是：
8.本实用新型提供了一种结构设计合理的除砂器，将振动除砂和旋流除砂原理结合在一起，为回流的泥浆提供振动除砂和旋流除砂的双重效果，充分发挥两种除砂原理对于回流泥浆中泥沙的去除净化作用，其中振动除砂装置采用振动筛分的原理去除泥浆中的大
颗粒泥沙，螺旋除砂装置采用旋流分离的原理去除泥浆中的小颗粒泥沙，因此实现了对回流泥浆中泥沙颗粒的彻底净化去除，提升了除砂的效果。通过采用泥浆泵和三通阀将振动除砂后的泥浆二次导入螺旋除砂装置，并且令旋流除砂装置的浓缩泥浆再次流入振动除砂装置，实现了泥沙颗粒的二次循环净化，最终本除砂器设备以螺旋除砂装置的输出作为净化后的泥浆并参与后续循环，以振动除砂装置的排渣作为除砂结果。
9.通过设置螺旋除砂装置具备前后两组螺旋除砂筒及配套的泥浆输入管道、泥浆输出管道，并采用三通阀选通至两组中的任意一组，实现了根据不同泥浆的含砂情况进行路径选择更换的技术效果，能够在保证净化处理效果的基础上提升净化除砂效率。
10.优选地：振动除砂装置的一级振动筛包括外部振动框，其前部和顶部敞口，在底部安装有下部筛网；二级振动筛包括采用后部横梁和前部横梁与外部振动框连接的内部振动框，其前部和顶部敞口，在底部安装有上部筛网。
11.优选地：在振动除砂装置的底壳的前部、上部筛网和下部筛网两者末端边缘的下方安装有导渣板。
12.优选地：在储箱的顶部设有窗口，在该窗口上安装有箱盖。
13.优选地：螺旋除砂装置还包括后部支架，第一泥浆输入管道和第一泥浆输出管道两者安装在后部支架上且第一泥浆输出管道位于第一泥浆输入管道的上方，第一螺旋除砂筒位于这两个管道的前部。
14.优选地：第二泥浆输出管道位于第二泥浆输入管道的上方，多个第二螺旋除砂筒分别位于这两个管道的两侧。
附图说明
15.图1是本实用新型的主视结构示意图；
16.图2是图1中螺旋除砂装置的结构示意图；
17.图3是图1中振动筛砂装置的结构示意图。
18.图中：
19.1、泥浆泵；2、三通阀；3、螺旋除砂装置；3-1、接收斗；3-2、第二泥浆输出管道；3-3、第一螺旋除砂筒；3-4、第一泥浆输出管道；3-5、第一泥浆输入管道；3-6、后部支架；3-7、第二泥浆输入管道；3-8、第二螺旋除砂筒；4、振动筛砂装置；4-1、底壳；4-2、弹性组件；4-3、后部横梁；4-4、储箱；4-5、箱盖；4-6、控制箱；4-7、泥浆漏斗；4-8、支座；4-9、振动电机；4-10、前部横梁；4-11、内部振动框；4-12、外部振动框；4-13、上部筛网；4-14、下部筛网；4-15、导渣板。
具体实施方式
20.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
21.请参见图1，本实用新型的地热钻井工程的除砂器包括螺旋除砂装置3和振动除砂装置4，螺旋除砂装置3位于振动除砂装置4的上方。其中，螺旋除砂装置3采用旋流离心除砂的原理工作，去除泥浆中的泥沙颗粒，振动除砂装置4采用振动筛分的原理工作，去除泥浆中的泥沙颗粒。工作时，回流的泥浆先进入振动除砂装置4，对大颗粒的泥沙进行振动筛分，之后再将泥浆导入螺旋除砂装置3内进行旋流除砂，保证除砂的效果。
22.请参见图3，可以看出：
23.振动除砂装置4包括底壳4-1，在底壳4-1的后部安装有带有出口的储箱4-4，底壳4-1用于接收初步净化的泥浆，储箱4-4与底壳4-1贯通连接，泥浆进入储箱4-4内。本实施例中，在储箱4-4的顶部设有窗口，在该窗口上安装有箱盖4-5。在需要对储箱4-4的内部进行清洁时，打开箱盖4-5采用高压水源对内部进行冲洗清洁。
24.在底壳4-1的上方通过多个弹性组件4-2安装有一级振动筛，在一级振动筛的内部安装有二级振动筛，在二级振动筛的后部上方安装有泥浆漏斗4-7，在一级振动筛的中部通过支座4-8安装有振动电机4-9。振动电机4-9产生振动作用，弹性组件4-2用于提供减震隔离效果，避免振动作用过多地传递给底壳4-1。弹性组件4-2可以选取为弹簧减震组件或者减震胶墩组件。
25.本实施例中，振动除砂装置4的一级振动筛包括外部振动框4-12，其前部和顶部敞口，在底部安装有下部筛网4-14；二级振动筛包括采用后部横梁4-3和前部横梁4-10与外部振动框4-12连接的内部振动框4-11，其前部和顶部敞口，在底部安装有上部筛网4-13。泥浆经由泥浆漏斗4-7进入二级振动筛，筛分后进入一级振动筛继续筛分，一级振动筛的筛孔尺寸小于二级振动筛的筛孔尺寸，即上部筛网4-13的筛孔尺寸大于下部筛网4-14的筛孔尺寸。
26.筛分后的泥沙颗粒物在振动作用下逐渐向两级振动筛的末端转移移动，最终从末端脱落，本实施例中，在振动除砂装置4的底壳4-1的前部、上部筛网4-13和下部筛网4-14两者末端边缘的下方安装有导渣板4-15，导渣板4-15用于对从末端脱落的泥沙颗粒物进行导向，促进泥沙颗粒物向前脱落以远离主体部分。
27.在储箱4-4的侧部安装有控制箱4-6，控制箱用于控制振动电机4-9的起停。
28.请参见图2，可以看出：
29.螺旋除砂装置3包括位于后部的一组第一螺旋除砂筒3-3以及位于前部的一组第二螺旋除砂筒3-8，在各螺旋除砂筒的下方安装有接收斗3-1，从各螺旋除砂筒的底部出口排出的浓缩泥浆向下落入接收斗3-1内。
30.还包括第一泥浆输入管道3-5和第一泥浆输出管道3-4，各第一螺旋除砂筒3-3的侧部入口与第一泥浆输入管道3-5连接、顶部出口与第一泥浆输出管道3-4连接。如图中所示，螺旋除砂装置4还包括后部支架3-6，第一泥浆输入管道3-5和第一泥浆输出管道3-4两者安装在后部支架3-6上且第一泥浆输出管道3-4位于第一泥浆输入管道3-5的上方，第一螺旋除砂筒3-3位于这两个管道的前部，第一螺旋除砂筒3-3并列地设置有左右两个。
31.还包括第二泥浆输入管道3-7和第二泥浆输出管道3-2，各第二螺旋除砂筒3-8的侧部入口与第二泥浆输入管道3-7连接、顶部出口与第二泥浆输出管道3-2连接。如图中所示，第二泥浆输出管道3-2位于第二泥浆输入管道3-7的上方，多个第二螺旋除砂筒3-8分别位于这两个管道的两侧，图中每侧的第二螺旋除砂筒3-8并列设置有五个。
32.还包括泥浆泵1和三通阀2，泥浆泵1的入口与储箱4-4的出口连接，泥浆泵1的出口与三通阀2的入口连接，三通阀2的两个出口分别与第一泥浆输入管道3-5和第二泥浆输入管道3-7连接。
33.泥浆泵1为泥浆提供动力，三通阀2选择性地将泥浆向第一螺旋除砂筒3-3或者第二螺旋除砂筒3-8输送，三通阀2为手动阀门，具有单输入双输出，由人工操作控制泥浆的流
向。第一泥浆输出管道3-4和第二泥浆输出管道3-2两者作为整个除砂器的输出，第一泥浆输出管道3-4和第二泥浆输出管道3-2两者连接至泥浆池或者泥浆罐。
34.工作过程：
35.由钻井设备回流的回流泥浆先送入泥浆漏斗4-7内，之后向下落入二级振动筛和一级振动筛，大颗粒的泥沙被截留并向末端振动移动，初步净化的泥浆进入底壳4-1内，之后进入储箱4-4内；
36.泥浆泵1将储箱4-4内的泥浆通过三通阀2向前部的旋流除砂组件或者后部的旋流除砂组件输送，向哪个组件输送由泥浆中的含砂情况决定，相较之下，第一螺旋除砂筒3-3的尺寸大于第二螺旋除砂筒3-8的尺寸，因此当泥浆中含有的颗粒物较大时，应令泥浆向第一螺旋除砂筒3-3转移，当泥浆中含有的颗粒物较小时，应令泥浆向第二螺旋除砂筒3-8转移；经螺旋除砂筒作旋流离心分离处理的泥浆从相应的输出管道转移至泥浆罐或者泥浆池；
37.由各螺旋除砂筒底部排出的浓缩泥浆(可能在旋流分离的过程中形成了较大的颗粒物)向下落入接收斗3-1内，之后向下落在二级振动筛的中部，参与振动筛分，如此形成内部泥浆循环，保证泥浆的净化处理效果，提升泥浆净化处理效率。