[实用新型]高效旋流分离器

说明书

本实用新型涉及一种固液分离装置，特别适用于钻井泥浆除砂、除泥作业及其它行业中的固液分离装置。

在石油钻探或其它地质钻探作业中，经钻头破碎的地层岩屑要用高压钻井泥浆从井眼中携带到地面上。由于泥浆要使用大量的贵重化学药品配制，上返的泥浆经处理后要重新利用。目前，对泥浆回收处理的工序是：将上返的泥浆通过振动筛除去较大的岩石屑颗粒，然后再经过除砂器除细砂颗粒和经过除泥器除去泥质颗粒，经过上述回收处理后的泥浆再重复利用。目前所使用的除砂器和除泥器都是经过旋流分离实现的，但是这种旋流分离装置由于结构比较陈旧，分离效果均不够理想，且细砂颗粒和泥质颗粒不能同时清除。

本实用新型的目的在于结构合理、分离效果好，且能同时完成清除细砂颗粒和泥质颗粒两种功能的高效旋流分离器。

本实用新型是这样实现的，它包括有一个旋流筒及固定安装在该旋流筒下端的锥筒，该锥筒的下端带有一个排泄泥砂的底流口。在旋流筒的上端固定安装有一个旋流发生器，该旋流发生器的侧面切向固定安装有一个与之内腔流通相通的进液管，旋流发生器的内腔流道曲线为阿基米德螺旋线或渐开线。在旋流发生器的中心处固定安装有一个中心管，该中心管的下端伸入到旋流筒内，上端伸出旋流发生器的上端面，其中心管的上端与溢流管固定连接构成。

本实用新型的工作原理是：利用砂浆泵将振动处理过的泥浆增压后由管道输入旋流发生器，经过旋流发生器的导流，使泥浆在造旋筒和旋流筒之间的环形空间内旋转。在离心力的作用下，重量较大的固相颗粒被甩向外层，重度较小的液体保持在环形空腔的内层。随着重力和泥浆泵对泥浆压力的双重作用，泥浆在旋转的同时向旋流筒下部移动。当泥浆进入到锥筒内后，由于本锥筒是上大下小的结构安装，锥筒的内径逐渐变小，泥浆的流速不断加大，被甩到锥体内表面的固相颗粒沿锥体壁不断下行，最后经锥筒底部的底流孔排出。锥筒中间部位的液体在液压力的作用下，经中心管、溢流管排出该分离装置，重新被输送到钻井工地使用。

由于本分离器的旋流发生器的内腔流道曲线采用阿基米德螺旋线或渐开线，使液流进入旋流发生器时平稳，通过旋流发生器后，泥浆的旋转速度快，不产生紊流，使得分离器的固液分离效果有很大的提高。本分离器不但能分离清除细砂颗粒，而且还能分离泥质颗粒。同时，本分离器还可以对气体的杂质进行分离和进行油水分离。

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是图1的俯视图。

下面结合附图对本实用新型进行详细地说明。

本实用新型的旋流筒4可以是圆筒，也可以是圆锥筒。固定安装在旋流筒4下端的锥筒5是一个收集被分离出固相物质的装置，收集起来的被分离物经底流口6的下端排出。旋流发生器2固定安装在旋流筒4的上端。在旋流发生器2的侧面切向固定安装有一个与之内腔流道相通的进液管1，经该进液管1把需要分离的泥浆导入旋流发生器2，使之产生旋转，为了使液体均匀稳定地进入旋流发生器2，旋流发生器2的内腔流道曲线选用阿基米德螺旋线、渐开线或其它具有相似特征的曲线。为了将分离后的泥浆导出，在旋流发生器2的中心处固定安装有一个中心管7，该中心管7的下端伸入到旋流筒4中，上端伸出旋流发生器2的上端面。中心管7的上端可以直接接溢流管9将泥浆输出，中心管7的上端也可以先接一个溢流缓冲管10，再接溢流管9。为了使分离器中的泥浆平稳输出，溢流缓冲管10的内腔流道曲线采用阿基米德螺旋线、渐开线或其它类似的曲线，这时溢流管9固定安装在溢流缓冲管10的切向。

为了进一步提高旋流分离器的分离效果，在中心管7的外面套装有一个造旋管3，造旋管3的上端部侧面固定安装有一个旁通管8，该旁通管8的内孔与造旋管3和中心管7构成的环形孔相通。在中心管7的外面套装造旋管3的目的在于将旋流筒4内的泥浆自里向外分成三部分，外层是被分离出来的固相颗粒，该颗粒从锥筒5下端的底流口6排出，里层为被分离好的泥浆，从中心管7中排出。中间层为含有较小固相颗粒混合泥浆，如果这些泥浆从中心管7中排出，将会影响泥浆的质量，这时，该部分混合泥浆通过中心管7与造旋管3构成的环形孔，旁通管8送回到砂浆泵，由砂浆泵再送回分离器重新分离，这样就确保了被分离后泥浆的质量。