本发明涉及钻井辅助设备领域，更具体地说，它涉及一种泥浆冷却系统。
背景技术：
钻井过程中，钻具切削岩石能够产生大量的热，同时钻具与孔壁摩擦产生大量的热，而且随着钻孔深度的加大，孔底地温也逐渐升高，这些热量传递给泥浆带出井外。此过程中泥浆温度也逐步升高，泥浆温度的升高对钻具以及输送装备造成一定的腐蚀，缩短钻具使用寿命，同时也影响泥浆成分和泥浆的作用。由于目前陆地钻井和石油钻井均使用根据地质情况配置的泥浆，成本较高，故泥浆液通常循环使用。为了防止高温泥浆重复进入孔底和泥浆循环使用，就需要采用泥浆冷却系统对泥浆进行冷却，快速降低热泥浆的温度。
目前的泥浆冷却系统采用加长泥浆槽的路线，使泥浆在循环流动中自然降温，冷却效率慢，实施起来比较麻烦，有待改进。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种泥浆冷却系统，其具有热泥浆冷却更加方便的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种泥浆冷却系统，包括砂泵、板式换热器、冷却水塔以及水罐，所述板式换热器包括第一流体入口、与第一流体入口连通的第一流体出口、第二流体入口、与第二流体入口连通的第二流体出口；所述砂泵的输出端连通至第二流体入口，所述第二流体出口连接有排出管；所述水罐通过第一水泵连通至第一流体入口用于将水导入板式换热器，所述第一流体出口连通至冷却水塔，所述冷却水塔和水罐之间连通有导水管，所述导水管上连通有第二水泵，所述冷却水塔通过第二水泵将冷却后的水输送至水罐。
通过上述技术方案，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液-液、液-汽进行热交换的理想设备。当需要对热泥浆进行冷却时，通过砂泵将热泥浆抽入到第二流体入口并进入板式换热器内，然后从第二流体出口排出，同时，第一水泵将水罐内的冷却水抽至第一流体入口进入到板式换热器内，然后通过第一流体出口排出。当热泥浆流经板式换热器内时，冷却水可以对热泥浆进行冷却。冷却水排出后通过冷却水塔冷却后再排至水罐内实现冷却水的循环利用。板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比列管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上，相较于现有的加长泥浆槽的路线的冷却方式，采用本系统具有冷却效率更快的优点，使得热泥浆冷却更加方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括安装座，所述砂泵和板式换热器均位于安装座上，所述砂泵的入口处连接有进液管，所述水罐固定连接于安装座的侧边设置。
通过上述技术方案，设置安装座，将砂泵和板式换热器均固定于安装座上，使得砂泵和板式换热器的连接更加稳定，另外水罐与安装座固定连接，使得整体结构更加紧凑稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一水泵与第一流体入口之间连接有过滤器。
通过上述技术方案，设置过滤器，过滤器可以对进入到板式换热器的水进行过滤，减少板式换热器内的板片因为水垢堆积影响热交换效率，使得整体使用更加稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水罐内转动连接有转轴，所述转轴的轴线呈水平设置，转轴上同轴设置有转动部，所述转动部沿转轴周向外侧壁设置有若干拨片；所述导水管连通至水罐的中上部并穿入到水罐内，所述导水管朝向拨片的一端设置有喷嘴，当第二水泵将水通过喷嘴排出时，喷嘴冲击拨片带动转动部转动。
通过上述技术方案，当第二水泵将水通过喷嘴排出时，喷嘴冲击拨片带动转动部转动，此时拨片和转动部形成一个水轮，将喷嘴冲击拨片的水柱进行破碎，实现对水的进一步冷却。设置转动部和拨片，使得水冷却效果更好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述喷嘴朝向转动部的中上部设置，所述水罐的上端面设置有倾斜板，所述倾斜板位于转动部上方并朝远离喷嘴的一侧倾斜向下延伸。
通过上述技术方案，当喷嘴水喷出冲击转动部的中上部的拨片使得拨片和转动部转动时，转动部的转动会将水花甩动使得水花飞溅到倾斜板上，然后通过倾斜板导流至水罐内，从而延长了冷却时间，使得水冷却效果更好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述倾斜板为铝板，所述倾斜板的上端面固定有若干散热翅片，所述水罐上还设置有用于朝所述散热翅片吹气的散热风叶。
通过上述技术方案，当水沿着倾斜板流动时，水的热量会使得倾斜板发热升温。设置散热翅片和散热风叶，散热风叶转动形成气流，使得散热翅片的散热效果更好，从而可以及时将倾斜板的热量带走，从而保证倾斜板的散热能力，使得整体的冷却效果更好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述散热翅片均平行于转轴的轴线设置，所述水罐上还转动连接有传动轴，所述散热风叶同轴固定于所述传动轴上并朝向散热翅片设置，所述传动轴和转轴之间设置有传动组件，所述传动组件包括同轴固定于转轴上的主动轮、同轴固定于传动轴上的从动轮以及张紧于所述主动轮和从动轮上的传动带。
通过上述技术方案，当喷嘴冲击拨片带动转动部和转轴转动，转轴的转动可以带动主动轮转动，从而通过传动带带动从动轮转动使得传动轴转动，从而使得散热风叶转动对倾斜板进行冷却。设置传动组件，可以节省动力源的使用，使得整体的使用更加节能环保。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主动轮的直径大于从动轮的直径设置。
通过上述技术方案，主动轮的直径大于从动轮的直径，通常直径比为3:1，从而使得传动轴的转速更快，更有利于散热风叶形成气流散热。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转动部轴向两端固定有侧挡板，所述拨片沿转动部轴向的两端分别固定于侧挡板上。
通过上述技术方案，设置侧挡板，通过侧挡板对两侧的水花进行阻挡，使得喷嘴喷出的水冲击拨片后大多数被摔倒倾斜板上进一步冷却，从而使得整体的冷却效果更加稳定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过设置砂泵、板式换热器、冷却水塔以及水罐，使得整体冷却效率更快，使得热泥浆冷却更加方便；
(2)通过设置转动部和拨片，使得水冷却效果更好；
(3)通过设置散热翅片和散热风叶以及传动组件，通过传动组件使得转动部转动可以带动散热风叶转动对倾斜板进行冷却，使得整体的使用更加节能环保。
附图说明
图1为实施例的整体示意图；
图2为实施例的水罐结构示意图；
图3为实施例的水罐剖视示意图；
图4为实施例的局部结构示意图，用于展示传动组件的结构。
附图标记：1、安装座；2、砂泵；3、板式换热器；31、第一流体入口；32、第一流体出口；33、第二流体入口；34、第二流体出口；4、冷却水塔；5、水罐；6、进液管；7、排出管；8、第一水泵；9、过滤器；10、导水管；11、第二水泵；12、转轴；13、转动部；14、拨片；15、侧挡板；16、喷嘴；17、倾斜板；18、散热翅片；19、传动轴；20、散热风叶；21、传动组件；211、主动轮；212、从动轮；213、传动带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例：
一种泥浆冷却系统，如图1所示，包括安装座1、砂泵2、板式换热器3、冷却水塔4以及水罐5。砂泵2和板式换热器3均位于安装座1上，水罐5固定连接于安装座1的侧边设置。板式换热器3是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，形成第一流体通道（未示出）和第二流体通道（未示出），第一流体通道供冷却液流过，第二流体通道供需要冷却的流体通过，通过板片进行热量交换。板式换热器3包括与第一流体通道连通的第一流体入口31、与第一流体通道和第一流体入口31连通的第一流体出口32、与第二流体通道连通的第二流体入口33、与第二流体通道和第二流体入口33连通的第二流体出口34。砂泵2的输出端连通至第二流体入口33，砂泵2的入口处连接有进液管6，第二流体出口34连接有排出管7。
水管5远离安装座1的一端设置有进水口，进水口用于将水补入到水罐5内。水罐5靠近底部处通过第一水泵8连通至第一流体入口31用于将水导入板式换热器3，第一水泵8与第一流体入口31之间连接有过滤器9。过滤器9为现有技术，通过过滤器9可以对进入到板式换热器3的水进行过滤，减少板式换热器3内的板片因为水垢堆积而影响热交换效率。第一流体出口32连通至冷却水塔4，冷却水塔4是一种将水冷却的装置，水在其中与流过的空气进行热交换，致使水温下降，从而对冷却水进行降温再利用。冷却水塔4和水罐5之间连通有导水管10，导水管10上连通有第二水泵11，冷却水塔4通过第二水泵11将冷却后的水输送至水罐5。
如图2、图3所示，水罐5内转动连接有转轴12，转轴12的轴线呈水平设置，转轴12的两端通过轴承与水罐5转动连接。转轴12上同轴设置有转动部13，转动部13呈圆柱形设置，转动部13沿转轴12周向外侧壁均匀固定有若干拨片14。转动部13轴向两端固定有侧挡板15，拨片14沿转动部13轴向的两端分别固定于侧挡板15上。
导水管10连通至水罐5的中上部并穿入到水罐5内，导水管10朝向拨片14的一端固定连通有喷嘴16，喷嘴16朝向转动部13的中上部的拨片14设置。当第二水泵11将水通过喷嘴16排出时，喷嘴16冲击拨片14带动转动部13转动，此时拨片14和转动部13形成一个水轮，将喷嘴16冲击拨片14的水柱进行破碎形成水花，实现对水的进一步冷却。
如图2、图3所示，水罐5的上端面设置有倾斜板17，倾斜板17位于转动部13上方并朝远离喷嘴16的一侧倾斜向下延伸。倾斜板17的上端面固定有若干散热翅片18，倾斜板17和散热翅片18均为铝板，且散热翅片18均平行于转轴12的轴线设置。
如图2、图4所示，转轴12沿轴向穿出水罐5设置，水罐5上还转动连接有传动轴19，传动轴19平行与转轴12设置，传动轴19上同轴固定有散热风叶20，散热风叶20朝向散热翅片18设置。传动轴19和转轴12之间设置有传动组件21，传动组件21位于水罐5外侧，传动组件21包括同轴固定于转轴12上的主动轮211、同轴固定于传动轴19上的从动轮212以及张紧于主动轮211和从动轮212的传动带213，主动轮211的直径大于从动轮212的直径设置。
当喷嘴16水喷出冲击转动部13的中上部的拨片14使得拨片14和转动部13转动时，转动部13的转动会将水花甩动使得水花飞溅到倾斜板17上，然后通过倾斜板17导流至水罐5内，从而延长了冷却时间。水沿着倾斜板17流动，一定时间后，水的热量会使得倾斜板17发热升温。此时喷嘴16冲击拨片14带动转动部13和转轴12转动，转轴12的转动可以通过传动组件21带动传动轴19转动，传动轴19转动使得散热风叶20转动形成气流，气流通过散热翅片18之间的空隙使得散热翅片18的散热效果更好，使得散热风叶20对倾斜板17进行冷却，确保倾斜板17的散热能力。
本实施例的工作原理是：
当需要对热泥浆进行冷却时，通过砂泵2将热泥浆抽入到第二流体入口33并进入板式板式换热器3内的第二流体通道，然后从第二流体出口34排出，同时，第一水泵8将水罐5内的冷却水抽至第一流体入口31进入到板式换热器3内的第一流体通道，然后通过第一流体出口32排出。当热泥浆流经板式换热器3内时，冷却水可以对热泥浆进行冷却。冷却水排出后通过冷却水塔4冷却后再排至水罐5内实现冷却水的循环利用，配合转动部13和拨片14以及倾斜板17的工作，使得进入到水罐5内的水冷却效果更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种泥浆冷却系统，其特征在于：包括砂泵（2）、板式换热器（3）、冷却水塔（4）以及水罐（5），所述板式换热器（3）包括第一流体入口（31）、与第一流体入口（31）连通的第一流体出口（32）、第二流体入口（33）、与第二流体入口（33）连通的第二流体出口（34）；所述砂泵（2）的输出端连通至第二流体入口（33），所述第二流体出口（34）连接有排出管（7）；所述水罐（5）通过第一水泵（8）连通至第一流体入口（31）用于将水导入板式换热器（3），所述第一流体出口（32）连通至冷却水塔（4），所述冷却水塔（4）和水罐（5）之间连通有导水管（10），所述导水管（10）上连通有第二水泵（11），所述冷却水塔（4）通过第二水泵（11）将冷却后的水输送至水罐（5）。
2.根据权利要求1所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：还包括安装座（1），所述砂泵（2）和板式换热器（3）均位于安装座（1）上，所述砂泵（2）的入口处连接有进液管（6），所述水罐（5）固定连接于安装座（1）的侧边设置。
3.根据权利要求1所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述第一水泵（8）与第一流体入口（31）之间连接有过滤器（9）。
4.根据权利要求1所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述水罐（5）内转动连接有转轴（12），所述转轴（12）的轴线呈水平设置，转轴（12）上同轴设置有转动部（13），所述转动部（13）沿转轴（12）周向外侧壁设置有若干拨片（14）；所述导水管（10）连通至水罐（5）的中上部并穿入到水罐（5）内，所述导水管（10）朝向拨片（14）的一端设置有喷嘴（16），当第二水泵（11）将水通过喷嘴（16）排出时，喷嘴（16）冲击拨片（14）带动转动部（13）转动。
5.根据权利要求4所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述喷嘴（16）朝向转动部（13）的中上部设置，所述水罐（5）的上端面设置有倾斜板（17），所述倾斜板（17）位于转动部（13）上方并朝远离喷嘴（16）的一侧倾斜向下延伸。
6.根据权利要求5所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述倾斜板（17）为铝板，所述倾斜板（17）的上端面固定有若干散热翅片（18），所述水罐（5）上还设置有用于朝所述散热翅片（18）吹气的散热风叶（20）。
7.根据权利要求6所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述散热翅片（18）均平行于转轴（12）的轴线设置，所述水罐（5）上还转动连接有传动轴（19），所述散热风叶（20）同轴固定于所述传动轴（19）上并朝向散热翅片（18）设置，所述传动轴（19）和转轴（12）之间设置有传动组件（21），所述传动组件（21）包括同轴固定于转轴（12）上的主动轮（211）、同轴固定于传动轴（19）上的从动轮（212）以及张紧于所述主动轮（211）和从动轮（212）上的传动带（213）。
8.根据权利要求7所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述主动轮（211）的直径大于从动轮（212）的直径设置。
9.根据权利要求5所述的一种泥浆冷却系统，其特征在于：所述转动部（13）轴向两端固定有侧挡板（15），所述拨片（14）沿转动部（13）轴向的两端分别固定于侧挡板（15）上。
技术总结