[发明专利]一种油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置

说明书

本发明公开了一种油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置，其三维结构如摘要附图所示，主要包括含油钻屑进料口、第二筒壁、蒸汽回流层、动力轴、干钻屑出料口、蒸汽出口、螺旋摩擦条、外叶片、第一筒壁、内叶片、蒸汽入口、蒸汽钻屑出口、同轴器，所述蒸汽回流层加热页岩钻屑，所述动力轴带动双筒内外叶片同时锤磨含油页岩钻屑，所述第二筒壁内侧焊有螺旋摩擦条，所述双筒内外叶片形状为内窄外宽梯形状。本发明设计的双筒内外叶片、蒸汽回流层、内窄外宽梯形状叶片与筒壁螺旋摩擦条结构，有利于提高页岩钻屑处理效率，减小摩擦热解析装置体积，缩短页岩钻屑处理时间，降低页岩钻屑处理能耗。

技术领域

本发明涉及一种油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置，用于含油钻屑处理领域。

背景技术

页岩气是一种非常规天然气清洁能源，页岩气的有效开采有助于缓解我国能源紧张的现状，在页岩气的开采中较多使用油基钻井液，导致钻井过程中产生大量夹杂白油的钻屑废物。随意堆放含油钻屑废物将会对环境造成严重污染，成为了页岩气开采中亟待解决的难题之一，同时，含油钻屑已被列入国家危险废物名录(编号：HW08)。因此，亟待开发一种新的资源化处理方式。

目前，国内外含油钻屑处理技术主要有固化技术、焚烧技术、溶剂萃取技术、微生物处理技术等，这些技术有一定的处理效果，但存在局限性：固化与焚烧技术无法回收含油钻屑中的基础油，造成资源浪费；溶剂萃取技术工艺复杂，药剂费用高；微生物处理技术存在处理周期长，占地面积大等缺陷。

国内外应用的摩擦热解析技术优势明显，具有装置占地面积小、处理效果好与可回收基础油等优点，但存在以下三个问题：(1)摩擦热解析装置由于钻屑主要积聚在筒壁附近使其空间利用率低且温度分布不均匀，最终导致摩擦热解析装置处理量较小、装置体积大，摩擦热解析时间较长等后果；(2)摩擦热解析装置产生的高温混合蒸汽热量由于直接排放没有有效利用，导致摩擦热解析装置处理钻屑耗能更大；(3)摩擦热解析装置的长条状叶片及光滑筒壁结构有待改进，不利于钻屑摩擦生热，导致钻屑摩擦生热效率较低。针对上述存在的三个问题，发明了一种新型油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置。

发明内容

本发明目的是为了提高含油页岩钻屑摩擦热解析处理效率、减小含油钻屑摩擦热解析装置体积，缩短含油钻屑摩擦热解析时间，降低摩擦热解析装置能耗，提出了一种油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置。设计双筒内外叶片结构，以解决空间利用率低且温度分布不均匀的问题；设计的蒸汽回流层结构，用于加热第二筒壁内的含油钻屑，解决高温混合蒸汽热量没有有效利用的问题；设计的内窄外宽梯形状叶片结构与筒壁螺旋摩擦条结构，用于增大摩擦热解析装置的摩擦生热能力。

针对目前摩擦热解析装置存在的问题设计的双筒内外叶片、蒸汽回流层、内窄外宽梯形状叶片及筒壁螺旋摩擦条结构，最终提高了含油页岩钻屑处理效率，减小了摩擦热解析装置体积，缩短了含油页岩钻屑处理时间，降低了含油页岩钻屑处理能耗。

本发明所采用的技术方案是：

一种油气钻井页岩钻屑双筒高效摩擦热解析装置，主要包括含油钻屑进料口(1)、第二筒壁(2)、蒸汽回流层(3)、动力轴(4)、蒸汽钻屑出口(5)、干钻屑出料口(6)、蒸汽出口(7)、螺旋摩擦条(8)、外叶片(9)、第一筒壁(10)、内叶片(11)、蒸汽入口(12)、同轴器(13)，所述蒸汽回流层(3)布置在第二筒壁(2)外侧壁面上，蒸汽回流层(3)与第二筒壁(2)间隙配合，蒸汽回流层(3)与蒸汽入口(12)、蒸汽出口(7)均焊接相连，所述动力轴(4)上焊接有内叶片(11)，动力轴(4)与同轴器(13)螺纹联接，所述第一筒壁(10)外侧焊有外叶片(9)且第一筒壁(10)左端口与同轴器(13)平键相连，第一筒壁(10)下端与蒸汽钻屑出口(5)焊接相连，所述第二筒壁(2)与含油钻屑进料口(1)、干钻屑出料口(6)均焊接相连，第二筒壁(2)内侧焊有螺旋摩擦条(8)，所述内叶片(11)与外叶片(9)形状均为内窄外宽的梯形状，所述蒸汽回流层(3)厚度为80-150mm。