物料除濕裝置及方法探討

明曉峰

摘 要：地質(zhì)錄井工作離不開對巖石巖屑顆粒的觀察和分析，這也是進行地層評價和油氣資源評價的重要基礎(chǔ)。從井下經(jīng)鉆井液攜帶返至地面的巖屑都附著鉆井液污物，要對巖屑進行觀察分析就必須將附著的污物用清水清洗干凈，以還原地下巖石本色，所以，巖屑清洗成為地質(zhì)錄井現(xiàn)場的一項重要工作。巖屑清洗后就進入下一步流程即干燥，巖屑的存儲及分析需要干燥的巖屑條件，所以，干燥成為清洗后的下一項重要工作流程。目前，巖屑干燥的方式基本上有大氣環(huán)境下自然晾曬風(fēng)干、微波爐干燥和電烤箱烘烤，但是，這幾種干燥方式隨著高效勘探快速鉆井的自動化程度的提高，已跟不上新鉆探工藝的要求。所以，巖屑這種顆粒物的干燥需要一種更加高效的機械裝置，本文探討的就是巖屑物料除濕裝置的創(chuàng)新設(shè)計。

關(guān)鍵詞：巖屑;清洗;除濕;創(chuàng)新設(shè)計

0引言

鉆井液是鉆探過程中使用的流體介質(zhì)。鉆井液可以是液體或氣體，因此，鉆井液應(yīng)確切地稱為鉆井流體。同時，鉆井液是鉆探過程中井筒內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于地下巖層完整和地表水源充足的地區(qū)。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等井筒不穩(wěn)定巖層。

地質(zhì)錄井工作的重點就是進行巖屑樣品的撈取、清洗、分析和存儲，在存儲之前需要對巖屑進行除濕，以便于長期保存。目前，常規(guī)的除濕裝置是電烤箱，即在一定的設(shè)置溫度下進行電加熱，水分蒸發(fā)。但是，這種方式隨著精細勘探的要求而逐漸變的不適用，或在某些特殊要求下而禁止，所以，除自然風(fēng)干外，必須尋求另一種可行的風(fēng)干除濕工藝和方法。

1 巖屑的常規(guī)除濕方式方法

現(xiàn)場施工中，地質(zhì)錄井操作人員清洗完巖屑后就進入了下步干燥程序。干燥巖屑的方式有多種，其中包括自然晾曬風(fēng)干、微波爐干燥和電烤箱烘烤三種重要的干燥方式。但是，這幾種干燥方式在某些具體的環(huán)境中都有所受限。自然風(fēng)干晾曬需要周圍干燥的大氣環(huán)境，空氣濕度要低，并具有一定的風(fēng)力和風(fēng)向;微波爐干燥巖屑干燥的數(shù)量有限，跟不上快速鉆進的需要，同時，微波爐干燥需要更多的人為控制，否則會烤焦巖屑影響后續(xù)分析;電烤箱烘烤在多數(shù)施工要求中已被禁止，因為烤箱烘烤后的巖屑其原始地質(zhì)狀態(tài)被破壞，影響了真實分析和判斷。所以，這幾種巖屑干燥方式已經(jīng)難以適應(yīng)科學(xué)高效的勘探現(xiàn)場工作要求，影響了工作質(zhì)量，且占據(jù)了一定的人力和物力，歸納起來，存在以下幾個方面的問題：

① 占據(jù)較多的勞動力，人工成本增加;

② 環(huán)境條件受限，巖屑的自然晾曬風(fēng)干受限;

③ 微波爐烘烤數(shù)量有限，無法滿足具體的分析要求;

④ 電烤箱烘烤速度慢，同時也對巖屑的原始狀態(tài)有破壞作用，適用性低;

⑤ 室內(nèi)巖屑干燥中產(chǎn)生的廢氣無法有效排空，影響作業(yè)人員的職業(yè)健康;

⑥ 缺乏巖屑干燥的自動連續(xù)性，無法滿足高效勘探的施工條件;

⑦ 人為電器操作控制作業(yè)，安全性差。

所以，油氣勘探現(xiàn)場亟需一種能夠高效自動清洗巖屑顆粒物的裝置，而這種“內(nèi)循環(huán)物料除濕裝置”既能滿足這一自動化的要求。

2 巖屑物料除濕裝置的創(chuàng)新設(shè)計

巖屑物料除濕裝置采用內(nèi)循環(huán)式，主要由外筒、電機盤面和熱風(fēng)機盤面、熱風(fēng)機、外筒輔助熱風(fēng)口、電機傳動組合等組成。

（1）外筒。外筒是巖屑顆粒物通風(fēng)干燥的主體即熱風(fēng)干燥腔體，外筒呈筒形，外筒的兩端為熱風(fēng)機盤面和電機盤面，兩盤面和外筒絲孔固定連接，用于承接從動組合和電機傳動組合。

① 從動組合。從動組合位于外筒的熱風(fēng)機一端，用于連接熱風(fēng)機。從動組合上有：（A） 轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子為實心盤，中間開通孔。轉(zhuǎn)子前盤面為無刻槽平面，轉(zhuǎn)子后盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍。轉(zhuǎn)子上有三個銷孔，銷孔和聯(lián)軸桿上的孔對接螺絲固定;（B） 定子。定子為實心盤，中間開通孔，定子前盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍，定子后盤面為無刻槽平面。轉(zhuǎn)子和定子的刻槽內(nèi)放置滾珠，轉(zhuǎn)子和定子壓合后中間有轉(zhuǎn)動間隙;（C） 固定盤。固定盤是定子上的外圈盤，套接焊接在定子上，固定盤上均勻分布六個螺絲孔，用于和外筒的熱風(fēng)機盤面一端固定;（D） 聯(lián)軸桿。聯(lián)軸桿穿過定子和轉(zhuǎn)子。聯(lián)軸桿和定子后盤面平面焊接，聯(lián)軸桿的另一端和轉(zhuǎn)子的前盤面呈平面。壓合定子和轉(zhuǎn)子，銷孔對接后鎖住，此時，定子固定在外筒端壁上，轉(zhuǎn)子則隨著旋翼軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動;（E） 聯(lián)軸管套。聯(lián)軸管套穿過聯(lián)軸桿。聯(lián)軸管套是熱風(fēng)通路，用于連接熱風(fēng)機，管套與定子后盤面和轉(zhuǎn)子前盤面用軸承夾固定。

② 電機傳動組合。電機傳動組合位于外筒的電機一端，用于連接電機。傳動組合上有：（A） 前轉(zhuǎn)子。前轉(zhuǎn)子為實心盤，中間開通孔，前轉(zhuǎn)子前盤面為無刻槽平面，前轉(zhuǎn)子后盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍;（B）定子。定子為實心盤，中間開通孔。定子前后盤面有用于放置滾珠的刻槽，轉(zhuǎn)子和定子壓合后中間有轉(zhuǎn)動間隙，刻槽位于中間通孔外圍;（C） 后轉(zhuǎn)子。后轉(zhuǎn)子為外圈帶齒實心盤，中間開通孔，后轉(zhuǎn)子前盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍，后轉(zhuǎn)子后盤面為無刻槽平面。壓合前轉(zhuǎn)子、定子和后轉(zhuǎn)子后，前后轉(zhuǎn)子和定子有轉(zhuǎn)動間隙;（D）固定盤。固定盤是定子上的外圈盤，套接焊接在定子上，固定盤上均勻分布六個螺絲孔，用于和外筒的電機盤面一端固定。前、后轉(zhuǎn)子和定子壓合后，定子和外筒一端固定不動，前后轉(zhuǎn)子同軸轉(zhuǎn)動;（E） 聯(lián)軸桿。聯(lián)軸桿為實心桿聯(lián)軸桿上和前后轉(zhuǎn)子套接面上均有3個固定銷孔，前、后轉(zhuǎn)子和定子壓合后，套接聯(lián)軸桿，通過固定銷孔和聯(lián)軸桿上的銷孔固定組成整體;

③ 進料口。進料口是巖屑顆粒物的入口，漏斗型，位于外筒熱風(fēng)機一端正上方，顆粒物料進入到外筒后在旋翼的作用下推進前移;

④ 出料口。出料口是顆粒物料的出口，位于外筒電機一端正下方，彎曲圓筒型。在旋翼的推進前移作用下，經(jīng)過熱風(fēng)干燥的巖屑顆粒物料在熱風(fēng)動力和顆粒重力作用下經(jīng)出料口排出;

⑤ 水分蒸發(fā)口。水分蒸發(fā)口是干燥后水分的逸散口，位于位于外筒電機一端正上方，彎曲圓筒型;

⑥ 旋翼軸。旋翼軸帶動繞制其上的旋翼轉(zhuǎn)動，旋翼軸與電機傳動組合和從動組合上的前轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子銷孔連接固定，旋翼軸上每個旋翼之間有六個熱風(fēng)孔，旋翼軸轉(zhuǎn)動熱風(fēng)孔噴出的熱空氣也隨著軸向旋轉(zhuǎn)推進前移，對其中的顆粒物進行大面積的動態(tài)加熱，使水分蒸發(fā);

⑦ 旋翼（片）。旋翼軸上均勻分布旋翼片，旋翼片上有攪拌齒，攪拌齒位于每個翼片的對角兩端，攪拌齒將巖屑顆粒物攪拌起來在旋翼腔內(nèi)擴散運動，在運動中受到熱空氣的加熱蒸發(fā)使水分脫逸而出，從而使巖屑顆粒物在攪拌前移運動中得以干燥;

⑧ 電機盤面和熱風(fēng)機盤面。電機盤面和熱風(fēng)機盤面無縫套接到外筒上，兩盤面的周徑上各均勻分布有六個絲孔，外筒兩端和兩個盤面接合部位也各有六個絲孔，對齊絲孔螺絲固定連接。

外筒通過位于兩端的四塊固定板固定在下方的底部支撐上，固定板焊接在外筒外壁上，和底部支撐絲孔連接固定。

（2）熱風(fēng)機。熱風(fēng)機采用工業(yè)熱風(fēng)機，一路經(jīng)三通通過熱風(fēng)軟管和聯(lián)軸管套連接，另一路經(jīng)三通和外筒輔助熱風(fēng)口連接。

① 外筒輔助熱風(fēng)口。外筒輔助熱風(fēng)口設(shè)在進料口筒壁下方和桶壁呈30°斜向上切角位置，連接軟管至熱風(fēng)機出口三通，三通上有開關(guān)控制。

（3）電機傳動組合。電機樞前端有齒輪盤，齒輪盤套接在帶齒后轉(zhuǎn)子上，電機轉(zhuǎn)動帶動后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，繼而帶動旋翼軸轉(zhuǎn)動。電機固定在固定支撐上。

3 結(jié)語

巖屑從進料口進入，在螺旋翼的作用下推動前移，前移過程中同時受到旋翼軸熱風(fēng)多次旋轉(zhuǎn)干燥，最后經(jīng)出料口排出，水分經(jīng)水分蒸發(fā)口排空。該裝置整體整體可拆卸組合，便于維護保養(yǎng)，自動干燥替代了人為操作，節(jié)省了人力物力，提高了現(xiàn)場作業(yè)安全性，保護了操作人員的職業(yè)健康。