一种冷却排渣装置的制作方法

本公开涉及油基钻屑减量化处理领域，更具体地说，涉及一种对油基钻屑进行快速冷却的冷却排渣装置。

背景技术：

1、近年来，随着石油、天然气、页岩气等的大规模的勘探开发，油基钻井液被广泛应用于各类钻井平台中。油基钻井液主要采用柴油或白油作为基础，再加入诸如乳化剂、稳定剂、降滤失剂等添加剂配置而成，适用于粘土含量高、易塌方的油气层、高温高压深井、大斜度定向井和水平井等的钻探作业。油基钻井液具有润滑性强、稳定性好等特点。在钻井过程中，油基钻井液与地层中的岩石、粘土等接触会产生大量的含油的钻屑，这就是油基钻屑，也被称为油基泥浆。这些钻屑中含油类、粘土、岩屑、各类化学处理剂、加重材料、污油、污水等，成分复杂。此外，这些钻屑还具有含油率高、有机污染物多、回收价值高等特点，属于危险废弃物，已被列入国家危险废弃物名录。据统计，单井的油基钻屑产生量就能达到约300m3～400m3，若处理不当，会对环境造成污染。因此，如何对这些钻屑进行相应的回收和处理，已经成为目前国内外亟待解决的重大环保问题之一。

2、当前，作为对于油基钻屑的主要处理方法之一的热脱附处理技术是一种固体和气体分离的方法，其原理基于物质在不同温度下的挥发性差异，通过控制物质的加热温度，使其达到脱附温度，从而实现物质的分离，即：在绝氧条件下，对热脱附炉中的物料进行间接加热,使其达到物料中挥发性物质的沸点,从而使油分从物料中挥发脱除，再对挥发的油分进行冷凝和回收。这类的处理又被称为油基钻屑的减量化。其主要目的是将油基钻屑中的油分和水分的绝大部分进行回收和再利用，处理的原料粒径≤25mm，含水率＜5％，含油率＜15％，经设备处理后的物料固相tph≤3‰(物料属性百分比均为质量比)，回收油含油率≥95％。经过处理后的油基钻屑由危险废弃物变为一般固体废弃物，同时油基钻屑总重量减少约20％。

3、由于上述热脱附处理技术需要对油基钻屑进行加热，从加热炉体中排出的油基钻屑料渣(以下也简称为渣料)需要进行冷却，从而获得温度合适的渣料，以便于后续的收集、包装和运输。当前，对渣料进行冷却的设备和方法较多，例如滚筒式夹套冷却设备、水冷夹套螺旋冷却设备等。这些技术均是在输送渣料的同时对渣料进行冷却。然而，这些技术仅能够满足小输送量的渣料冷却。但当渣料输送量较大或渣料冷却需要较大换热量时，只能通过加大输送距离的方式来增大换热面积、延长冷却时间，从而达到期望的冷却效果。因此，导致了设备占地面积增大。另外，在这些现有技术的设备中，由于渣料在输送过程中搅拌效果不良，渣料与冷却介质的换热效率低下。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、鉴于上述问题，本公开旨在提供一种冷却排渣装置，该装置能够提高渣料排出过程中的搅拌效果，提高热交换效率，从而在不增大输送距离的情况下达到更好的冷却效果。

3、技术方案

4、为了实现上述目的，本公开提供了一种冷却排渣装置，其包括：料仓壳体，其内部空间用作料仓；在所述料仓壳体内沿着所述料仓壳体的纵长方向平行地延伸的至少两个旋转轴，各所述旋转轴经由所述料仓壳体的一端连接至位于所述料仓壳体的外部的动力总成。各所述旋转轴沿着轴向均设置有多个盘片单元，各所述盘片单元包括绕着相应的所述旋转轴的周向交替设置的盘片和刮板，所述盘片和所述刮板均在垂直于所述轴向的方向上从相应的所述旋转轴向外延伸，所述至少两个旋转轴之中的相邻的两个所述旋转轴的所述盘片单元沿着所述轴向是交错布置的，并且各所述盘片和各所述旋转轴的内部分别形成有中空腔室，所述盘片内的所述中空腔室与相应的所述旋转轴内的所述中空腔室流体连通。

5、优选地，根据本公开一方面的冷却排渣装置还可以设置有夹套，所述夹套沿着所述料仓壳体的底面和侧面连续地形成，并且所述夹套具有由夹套内壁和夹套外壁夹设而成的中空层，所述中空层与换热介质的供给管路和循环回收管路流体连通。

6、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，在各所述盘片单元中，可以以圆周对称的方式交替地设置有两个所述盘片和两个所述刮板。

7、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，各所述旋转轴内的所述中空腔室与换热介质的供给管路和循环回收管路流体连通。

8、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述盘片单元的所述盘片可以具有扇形形状，并且所述刮板可以包括刮板座和刮板片，所述刮板座的近端连接至所述旋转轴并且远端连接至刮板片。

9、优选地，在各所述旋转轴中，所述盘片单元的所述盘片的半径小于所述刮板片的顶端距相应的所述旋转轴的距离。

10、优选地，在两个相邻的所述旋转轴的轴线限定的轴线平面中，两个相邻的所述旋转轴中的一个所述旋转轴的所述刮板的所述刮板片比另一个所述旋转轴的所述刮板的所述刮板片更靠近所述另一个旋转轴。

11、优选地，在各所述旋转轴中，位于所述旋转轴的轴向最外侧的所述盘片单元的所述刮板片沿着与所述轴向垂直的平面延伸，其它的所述盘片单元的所述刮板片相对于与所述轴向垂直的所述平面倾斜。更加优选地，所述其它的盘片单元的所述刮板片相对于与所述轴向垂直的所述平面倾斜30至60度。

12、优选地，在两个相邻的所述旋转轴中，除了位于轴向最外侧的所述盘片单元之外，一个所述旋转轴的所述盘片单元的所述刮板片与另一个所述旋转轴的所述盘片单元的所述刮板片相对于与所述轴向垂直的所述平面的倾斜方向是相反的。

13、优选地，所述盘片的两个侧边可以具有锐角边缘。

14、优选地，所述刮板座的远端可以具有安装孔，所述刮板片通过螺栓组安装至所述安装孔，并且所述安装孔可以是长圆孔，使得能够调整所述刮板片的顶端至相应的所述旋转轴的轴心的距离。

15、优选地，所述刮板片的顶端可以涂覆有耐磨材料层。优选地，所述盘片的外缘和侧边可以涂覆有耐磨材料层。

16、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述刮板从所述旋转轴向外延伸，使得所述刮板的顶端与所述料仓壳体的内壁或者所述夹套内壁之间的间隙在2厘米与3厘米之间的范围内，并且使得所述刮板的顶端与相邻的所述旋转轴的表面之间的间隙在2厘米与3厘米之间的范围内。

17、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述料仓壳体的内壁或者所述夹套内壁可以具有与所述盘片单元的形状相符合的圆弧部，并且所述料仓壳体的底部的厚度在两个相邻的所述旋转轴之间的中央处具有最大值。

18、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述料仓壳体的上侧可以设置有能够开启和封闭的顶盖总成，并且所述顶盖总成形成有至少一个检修孔。

19、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述动力总成可以包括电机减速器和齿轮传动总成，所述电机减速器的输入端连接至电机的输出轴，所述电机减速器的输出端连接至所述齿轮传动总成，所述齿轮传动总成的输出端连接至各所述旋转轴。更加优选地，所述电机减速器的所述输出端的转速为10至40转/分钟，并且所述齿轮传动总成的输出端的转速为3至8转/分钟。

20、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述至少两个旋转轴包括并排布置的两个或者三个或者四个旋转轴。

21、在根据本公开一方面的冷却排渣装置中，优选地，所述至少两个旋转轴包括四个旋转轴，所述四个旋转轴在竖直方向上布置成两层。

22、有益效果

23、根据本公开的冷却排渣装置设置有至少双轴的多轴结构，因此使得装置的整体的横截面积增大，则横截面内的换热面积也增大，从而与单轴结构的装置相比，能够在更短的距离内实现相同的冷却效果或者在相同的距离内实现更佳的冷却效果。另外，由于双轴的冷却盘片相互交叠地排布，增大了装置的单位容积内的盘片换热面积，从而进一步提升了换热效率。

24、由于根据本公开的冷却排渣装置的各轴同步旋转，且设置于各轴上的盘片对渣料进行破碎切割，刮板对渣料进行翻转和推动，因此能够使得渣料在各自的料仓中被充分搅拌的同时在料仓内轴向移动，从而使渣料搅拌得更加均匀，有效地提高冷却效果。

25、此外，在根据本公开的冷却排渣装置中，各轴上的刮板被布置为与壳体内壁、相邻旋转轴外表面、相邻盘片外表面之间的间距较小，具有刮除壳体内壁、旋转轴外表面及盘片外表面上粘附的渣料的作用，保持壳体内壁、旋转轴、盘片的清洁状态。因此，根据本公开的冷却排渣装置能够长期稳定地保持较高的换热效率及恒定的有效容积，保证装置的冷却能力的稳定性。

26、此外，根据本公开的冷却排渣装置，设置于旋转轴上的各盘片单元均包含两个扇形的盘片和一对刮板。盘片的盘面与旋转轴正交，盘片不推动渣料沿轴向移动。渣料的轴向输送主要依靠刮板的推动，推动效果具体取决于刮板的面积以及刮板的设置角度。这样的结构一方面能够提高盘片对于渣料的破碎效果，降低盘片和刮板的旋转过程中切入渣料时的阻力，从而减小驱动电机的负载；另一方面，能够有效地降低推动渣料移动时的运行阻力及相应的设备运行负载。

27、此外，根据本公开的冷却排渣装置的刮板及盘片的易磨损部位均喷焊有耐磨材料，因此能够有效地提高刮板和盘片的使用寿命，降低设备运营维护成本。另外，由于根据本公开的冷却排渣装置设置有多个检修口和多个观察孔，因此检修方便。

28、根据本公开的冷却排渣装置至少可以实现上述一种有益效果，并且不限于上述有益效果。