物料除濕裝置及方法探討

明曉峰

摘 要：地質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。從井下經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，巖屑清洗成為地質錄井現場的一項重要工作。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境下自然晾曬風干、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新設計。

關鍵詞：巖屑;清洗;除濕;創新設計

0引言

鉆井液是鉆探過程中使用的流體介質。鉆井液可以是液體或氣體，因此，鉆井液應確切地稱為鉆井流體。同時，鉆井液是鉆探過程中井筒內使用的循環沖洗介質，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。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等井筒不穩定巖層。

地質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，常規的除濕裝置是電烤箱，即在一定的設置溫度下進行電加熱，水分蒸發。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，除自然風干外，必須尋求另一種可行的風干除濕工藝和方法。

1 巖屑的常規除濕方式方法

現場施工中，地質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境中都有所受限。自然風干晾曬需要周圍干燥的大氣環境，空氣濕度要低，并具有一定的風力和風向;微波爐干燥巖屑干燥的數量有限，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分析;電烤箱烘烤在多數施工要求中已被禁止，因為烤箱烘烤后的巖屑其原始地質狀態被破壞，影響了真實分析和判斷。所以，這幾種巖屑干燥方式已經難以適應科學高效的勘探現場工作要求，影響了工作質量，且占據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 占據較多的勞動力，人工成本增加;

② 環境條件受限，巖屑的自然晾曬風干受限;

③ 微波爐烘烤數量有限，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有破壞作用，適用性低;

⑤ 室內巖屑干燥中產生的廢氣無法有效排空，影響作業人員的職業健康;

⑥ 缺乏巖屑干燥的自動連續性，無法滿足高效勘探的施工條件;

⑦ 人為電器操作控制作業，安全性差。

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

2 巖屑物料除濕裝置的創新設計

巖屑物料除濕裝置采用內循環式，主要由外筒、電機盤面和熱風機盤面、熱風機、外筒輔助熱風口、電機傳動組合等組成。

（1）外筒。外筒是巖屑顆粒物通風干燥的主體即熱風干燥腔體，外筒呈筒形，外筒的兩端為熱風機盤面和電機盤面，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機一端，用于連接熱風機。從動組合上有：（A） 轉子。轉子為實心盤，中間開通孔。轉子前盤面為無刻槽平面，轉子后盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍。轉子上有三個銷孔，銷孔和聯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。轉子和定子的刻槽內放置滾珠，轉子和定子壓合后中間有轉動間隙;（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，用于和外筒的熱風機盤面一端固定;（D） 聯軸桿。聯軸桿穿過定子和轉子。聯軸桿和定子后盤面平面焊接，聯軸桿的另一端和轉子的前盤面呈平面。壓合定子和轉子，銷孔對接后鎖住，此時，定子固定在外筒端壁上，轉子則隨著旋翼軸的轉動而轉動;（E） 聯軸管套。聯軸管套穿過聯軸桿。聯軸管套是熱風通路，用于連接熱風機，管套與定子后盤面和轉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） 前轉子。前轉子為實心盤，中間開通孔，前轉子前盤面為無刻槽平面，前轉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，轉子和定子壓合后中間有轉動間隙，刻槽位于中間通孔外圍;（C） 后轉子。后轉子為外圈帶齒實心盤，中間開通孔，后轉子前盤面有用于放置滾珠的刻槽，刻槽位于中間通孔外圍，后轉子后盤面為無刻槽平面。壓合前轉子、定子和后轉子后，前后轉子和定子有轉動間隙;（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、后轉子和定子壓合后，定子和外筒一端固定不動，前后轉子同軸轉動;（E） 聯軸桿。聯軸桿為實心桿聯軸桿上和前后轉子套接面上均有3個固定銷孔，前、后轉子和定子壓合后，套接聯軸桿，通過固定銷孔和聯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，經過熱風干燥的巖屑顆粒物料在熱風動力和顆粒重力作用下經出料口排出;

⑤ 水分蒸發口。水分蒸發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動，旋翼軸與電機傳動組合和從動組合上的前轉子及轉子銷孔連接固定，旋翼軸上每個旋翼之間有六個熱風孔，旋翼軸轉動熱風孔噴出的熱空氣也隨著軸向旋轉推進前移，對其中的顆粒物進行大面積的動態加熱，使水分蒸發;

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擴散運動，在運動中受到熱空氣的加熱蒸發使水分脫逸而出，從而使巖屑顆粒物在攪拌前移運動中得以干燥;

⑧ 電機盤面和熱風機盤面。電機盤面和熱風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）熱風機。熱風機采用工業熱風機，一路經三通通過熱風軟管和聯軸管套連接，另一路經三通和外筒輔助熱風口連接。

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

（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子上，電機轉動帶動后轉子轉動，繼而帶動旋翼軸轉動。電機固定在固定支撐上。

3 結語

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多次旋轉干燥，最后經出料口排出，水分經水分蒸發口排空。該裝置整體整體可拆卸組合，便于維護保養，自動干燥替代了人為操作，節省了人力物力，提高了現場作業安全性，保護了操作人員的職業健康。