CN104533324B - 油田钻井设备及其固控环保一体化钻井液循环处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田钻井设备及其固控环保一体化钻井液循环处理系统，后者包括安装于钻井液一号罐进液端的组合振动筛，组合振动筛通过第一液相传输通道与储液仓连通，并通过第一固相传输通道与真空过滤器连通；真空过滤器通过第二液相传输通道与储液仓连通，并通过第二固相传输通道与固化装置连通；固化装置内设有搅拌单元，且通过电控螺旋输送机与络合剂仓连通，络合剂仓内盛放有络合剂，电控螺旋输送机根据预定策略开启，且固化装置的输出端设置有传送带。这样，经过多级固液分离较为彻底地实现了有害固相和钻井液的分离；同时，经过固化装置将有害固相成分固化络合处理，使之能够作为制砖，铺路或铺井场等工程的基土，提高了资源利用率，同时减少了污染。
Description
技术领域
本发明涉及钻井辅助设备技术领域，特别涉及一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统。本发明还涉及一种包括上述固控环保一体化钻井液循环处理系统的油田钻井设备。
背景技术
钻井液是用于钻井的一种循环流体，是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液具有携带和悬浮井筒中的岩屑、平衡地层压力、冷却润滑钻头和钻具、保护井壁和油气层以及提高钻井速度等功能，在钻井过程中具有非常重要的作用。
钻井废液(泥浆)是一种多相稳定胶态悬浮体系,含有多种无机盐、有机处理剂、聚合物、表面活性剂等物质，其中所含油类、盐类、钻井液添加剂以及一些可溶性的重金属离子污染土壤、水体，影响动植物生长，危害人类健康，需要及时对钻井废液进行处理。常规的钻井液循环系统仅仅依靠钻井平台循环系统自身的振动筛，除砂器，除泥器以及离心机将从井眼中循环出来的钻井液进行处理。具体地，自井口返出的带有大量岩屑(有害固相)的钻井液，通过井口高架纵横钻井液槽(带有一定坡度)在重力作用下流到第一级净化设备-振动筛的入口，经过振动筛的筛分将较大的有害固相颗粒筛出并排走。当钻井液出现气浸时，通过振动筛得到净化的钻井液净化罐的沉砂罐内，利用除气器真空泵的抽吸作用，在真空罐内造成负压，钻井液在大气压的作用下进入除气器内进行分离，分理出的气体排往井架顶部放空，除气后的钻井液在排空腔转子的驱动下排进钻井液2号罐中。在钻井液不含气体的情况下，可以将除气器作为大功率的钻井液搅拌器使用，保持净化罐内的钻井液不沉淀。通过振动筛得到净化的钻井液进入钻井液罐的沉砂罐内，利用除砂砂泵将钻井液加压进入第二级净化设备-联合清洁器的除砂器内，利用旋流原理进行再次分离，将分离中点d50≥70的有害固相清除。除砂后的钻井液经过除砂器的溢流管线排进钻井液3号罐中。根据钻井液净化系统的总体要求，除砂器的处理量达到正常钻井液循环量的125％以上，使得在净化罐内的钻井液能够得到充分的反复净化，减少钻井液的含沙量。通过除砂器得到净化的钻井液利用除泥砂泵将钻井液加压进入第三级净化设备-联合清洁器的除泥器内，利用旋流原理进行再次分离，将分离中点d50＝36um以上的有害固相清除。除泥后的钻井液经过除泥器的溢流管线排进钻井液4号罐中。除砂器和除泥器排出的底流中含有一定的钻井液，二者的底流会合后进入联合清洁器的振动筛内进行再次筛分，钻井液回收进钻井液罐，砂泥排出。经过三级净化的钻井液中仍含有大量的有害固相，当钻井液为非加重状态时，利用两台离心机并联使用，将钻井液中的大于5um的有害固相进行清除，处理后的钻井液排进钻井液净化罐的第五仓中。
但是，常规的钻井液循环系统仅仅依靠钻井平台循环系统自身的振动筛，除砂器，除泥器以及离心机将从井眼中循环出来的钻井液进行处理，并没有对有效成分做有针对性的完全处理；处理完成后将带有大量有效成分的钻井液随大颗粒固相成分作为废弃钻井液，并储存在现场挖的钻井液储存池。然后通过罐车拉到集中处理中心统一处理，或者现场经过添加胶黏剂等化学物质，经固化后就地掩埋。现场挖钻井液储存池需要投入大量人力物力，钻井完毕后还需要做大量后期维护工作，就地填埋方式会造成环境污染；集中处理方式需要远距离运输废弃钻井液，且投资较高；并且，钻井液中的有用成分随废弃钻井液排放，造成资源浪费。
因此，提供一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统，将钻井液的循环处理设备集成于钻井液罐上，提高钻井液循环处理的效果，改变废弃钻井液的处理方式，避免环境污染和资源浪费，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其能够较为彻底地实现废弃钻井液中有害固相和液相的分离，避免了有效成分的浪费和环境污染，从而提高了资源利用率，同时减少了环境污染。本发明的另一目的是提供一种包括上述固控环保一体化钻井液循环处理系统的油田钻井设备。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统，包括安装于钻井液一号罐进液端的组合振动筛，所述组合振动筛通过第一液相传输通道与储液仓连通，并通过第一固相传输通道与真空过滤器连通；所述真空过滤器通过第二液相传输通道与所述储液仓连通，并通过第二固相传输通道与固化装置连通；所述固化装置内设有搅拌单元，且通过电控螺旋输送机与络合剂仓连通，所述络合剂仓内盛放有络合剂，所述电控螺旋输送机根据预定策略开启，且所述固化装置的输出端设置有传送带。
优选地，还包括电化学处理单元，所述电化学处理单元的第一进料口与钻井液三号罐的离心机出液口连通，其第一出料口与所述储液仓连通，且其第二出料口与所述固化装置连通。
优选地，还包括检测元件和控制元件，所述预定策略为，所述检测元件检测输入所述固化装置的固相的体积，并将体积参数传输至所述控制元件，所述控制元件检测到所述体积参数，并与预设体积参数相比较，当检测到的体积参数等于所述预设体积参数时，所述控制元件控制所述电控螺旋输送机开启。
优选地，还包括安装于钻井平台旁的可拆卸储液池，所述储液仓的出液口与所述可拆卸储液池相连通；所述可拆卸储液池中的液相通过液相泵和钻井液四号罐相连通，固相通过固相泵和组合振动筛连通。
优选地，所述可拆卸储液池有多个。
本发明还提供一种油田钻井设备，包括依次连通的钻井液一号罐、钻井液二号罐、钻井液三号罐、钻井液四号罐和钻井液五号罐，相邻两钻井液罐之间通过壬接头相连通；还包括如上所述的固控环保一体化钻井液循环处理系统。
进一步地，所述固控环保一体化钻井液循环处理系统的组合振动筛安装于所述钻井液一号罐的进液端。
本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统用于油田钻井设备，该固控环保一体化钻井液循环处理系统包括安装于钻井液一号罐进液端的组合振动筛，所述组合振动筛通过第一液相传输通道与储液仓连通，并通过第一固相传输通道与真空过滤器连通；所述真空过滤器通过第二液相传输通道与所述储液仓连通，并通过第二固相传输通道与固化装置连通；所述固化装置内设有搅拌单元，且通过电控螺旋输送机与络合剂仓连通，所述络合剂仓内盛放有络合剂，所述电控螺旋输送机根据预定策略开启，且所述固化装置的输出端设置有传送带。
在钻井液处理过程中，井口喷出的钻井液首先进入组合振动筛，在组合振动筛的作用下实现第一级固液分离，分离后，液相经第一液相传输通道进入储液仓，固相经第一固相传输通道进入真空过滤器；固相在进入真空过滤器后，在真空过滤器的作用下进行第二级固液分离，分离后，液相经第二液相传输通道进入储液仓，固相经第二固相传输通道进入固化装置；在固化装置中，钻井液中的固相成分与络合剂仓内传输来的络合剂混合，并通过搅拌单元搅拌以进一步固化，最后，固化完成的固相成分经传送带输出至固化装置以外，利用运输车辆运走后，可作为制砖、铺路的原材料。
这样，该固控环保一体化钻井液循环处理系统经过多级固液分离，能够较为彻底地实现废弃钻井液中有害固相和液相的分离，将含有有效成分的液相回收再利用，避免了有效成分的浪费；同时，经过固化装置将固相成分固化处理，使之能够作为制砖或铺路等工程的基土，提高了资源利用率，其避免了就地掩埋造成的环境污染，从而提高了资源利用率，同时减少了环境污染。
在一种优选的实施方式中，本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统还包括电化学处理单元，所述电化学处理单元的第一进料口与钻井液三号罐的离心机出液口连通，其第一出料口与所述储液仓连通，且其第二出料口与所述固化装置连通。当钻井过程中通过特殊地质层时，在返流的钻井液中会含有特殊的有害成分，增设电化学处理单元后，可将钻井液进一步分离，提高了钻井液处理的效果。
在另一种具体实施方式中，本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统还包括检测元件和控制元件，所述预定策略为，所述检测元件检测输入所述固化装置的固相的体积，并将体积参数传输至所述控制元件，所述控制元件检测到所述体积参数，并与预设体积参数相比较，当检测到的体积参数等于所述预设体积参数时，所述控制元件控制所述电控螺旋输送机开启。这样，根据输入固化装置的钻井液的体积控制输入的电控螺旋输送机的开启，进而控制络合剂的输入量，使得络合剂与固化装置内的钻井液呈适当比例，提高固化效率和固化效果。
附图说明
图1为本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的油田钻井设备一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其能够较为彻底地实现废弃钻井液中固相和液相的分离，避免了有效成分的浪费和环境污染，从而提高了资源利用率，同时减少了环境污染。本发明的另一核心是提供一种包括上述固控环保一体化钻井液循环处理系统的油田钻井设备。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统一种具体实施方式的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的固控环保一体化钻井液循环处理系统用于油田钻井设备，该固控环保一体化钻井液循环处理系统包括安装于钻井液一号罐进液端的组合振动筛1，所述组合振动筛1通过第一液相传输通道与储液仓2连通，并通过第一固相传输通道与真空过滤器3连通；所述真空过滤器3通过第二液相传输通道与所述储液仓2连通，并通过第二固相传输通道与固化装置4连通；所述固化装置4内设有搅拌单元，且通过电控螺旋输送机与络合剂仓5连通，所述络合剂仓内盛放有络合剂，所述电控螺旋输送机根据预定策略开启，且所述固化装置4的输出端设置有传送带。
在钻井液处理过程中，井口喷出的钻井液首先进入组合振动筛1，在组合振动筛1的作用下实现第一级固液分离，分离后，液相经第一液相传输通道进入储液仓2，固相经第一固相传输通道进入真空过滤器3；固相在进入真空过滤器3后，在真空过滤器3的作用下进行第二级固液分离并实现充分混合，分离后，液相经第二液相传输通道进入储液仓2，固相经第二固相传输通道进入固化装置4；在固化装置4中，钻井液中的固相成分与络合剂仓5内传输来的络合剂混合，并通过搅拌单元搅拌以进一步固化，最后，固化完成的固相成分经传送带输出至固化装置4以外，利用运输车辆运走后，可作为制砖、铺路以及铺井场的原材料。
这样，该固控环保一体化钻井液循环处理系统经过多级固液分离，能够较为彻底地实现废弃钻井液中有害固相和液相的分离，将含有有效成分的液相回收再利用，避免了有效成分的浪费；同时，经过固化装置4将固相成分固化处理，使之能够作为制砖、铺路或经常等工程的基土，提高了资源利用率，其避免了就地掩埋造成的环境污染，从而提高了资源利用率，同时减少了环境污染。
进一步地，上述固控环保一体化钻井液循环处理系统还包括电化学处理单元6，所述电化学处理单元6的第一进料口与钻井液三号罐的离心机出液口连通，其第一出料口与所述储液仓2连通，且其第二出料口与所述固化装置4连通。当钻井过程中通过特殊地质层时，在返流的钻井液中会含有特殊的有害成分，增设电化学处理单元6后，可将钻井液进一步分离，提高了钻井液处理的效果。
为了降低钻井液的粘度，在离心机7之后增加电化学处理单元，以分离钻井液中微小颗粒。
更进一步地，该固控环保一体化钻井液循环处理系统还包括检测元件和控制元件，所述预定策略为，所述检测元件检测输入所述固化装置4的固相的体积，并将体积参数传输至所述控制元件，所述控制元件检测到所述体积参数，并与预设体积参数相比较，当检测到的体积参数等于所述预设体积参数时，所述控制元件控制所述电控螺旋输送机开启。这样，根据输入固化装置4的钻井液的体积控制输入的电控螺旋输送机的开启，进而控制络合剂的输入量，使得络合剂与固化装置4内的固相呈适当比例，提高固化效率和固化效果。
为了便于分离后的液相成分的收集，为后续处理过程提供方便，还可以在钻井平台旁的适当位置安装可拆卸储存池8，所述储液仓2的出液口与可拆卸储存池8通过液相泵相连通。
可拆卸储存池有多个，具体为三个，进一步地，为了提高转场便利性，所述可拆卸储存池8均为可拆卸型并能够灵活组装于所述钻井平台；其作用主要是储存水泥浆以及应对工作过程中发生的突发状况，在处理不及时，可先使用可拆装储液罐8储存钻井液，以便提供备用的储存空间。
除了上述固控环保一体化钻井液循环处理系统，本发明还提供一种包括上述固控环保一体化钻井液循环处理系统的油田钻井设备，如图2所示，该油田钻井设备包括依次连通的钻井液一号罐01、钻井液二号罐02、钻井液三号罐03、钻井液四号罐04和钻井液五号罐05，且相邻两钻井液罐之间通过壬接头相连通，即保留了传统钻井液循环系统中钻井液罐之间的连通方式；上述组合振动筛1具体安装于所述钻井液一号罐01的进液端，电化学处理单元6的第一进料口与钻井液三号罐03之间设置有离心机7。
需要指出的是，文中所述“第一、第二”等序数词是为了区分相同名称的不同结构，仅为了描述方便，不表示某种顺序，更不应理解为任何限定。
另外，应该理解的是，在上述各容器类装置之间，当需要有钻井液或其成分之间的转移时，均可根据需要设置泵送装置，这属于本领域公知技术，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种油田钻井设备及其固控环保一体化钻井液循环处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于油田钻井设备的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其特征在于，包括安装于钻井液一号罐进液端的组合振动筛(1)，所述组合振动筛(1)通过第一液相传输通道与储液仓(2)连通，并通过第一固相传输通道与真空过滤器(3)连通；所述真空过滤器(3)通过第二液相传输通道与所述储液仓(2)连通，并通过第二固相传输通道与固化装置(4)连通；所述固化装置(4)内设有搅拌单元，且通过电控螺旋输送机与络合剂仓(5)连通，所述络合剂仓内盛放有络合剂，所述电控螺旋输送机根据预定策略开启，且所述固化装置(4)的输出端设置有传送带；
还包括检测元件和控制元件，所述预定策略为，所述检测元件检测输入所述固化装置(4)的固相的体积，并将体积参数传输至所述控制元件，所述控制元件检测到所述体积参数，并与预设体积参数相比较，当检测到的体积参数等于所述预设体积参数时，所述控制元件控制所述电控螺旋输送机开启。
2.根据权利要求1所述的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其特征在于，还包括电化学处理单元(6)，所述电化学处理单元(6)的第一进料口与钻井液三号罐的离心机出液口连通，其第一出料口与所述储液仓(2)连通，且其第二出料口与所述固化装置(4)连通。
3.根据权利要求1所述的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其特征在于，还包括安装于钻井平台旁的可拆卸储液池(8)，所述储液仓(2)的出液口与所述可拆卸储液池(8)相连通；所述可拆卸储液池(8)中的液相通过液相泵和钻井液四号罐相连通，固相通过固相泵和组合振动筛连通。
4.根据权利要求3所述的固控环保一体化钻井液循环处理系统，其特征在于，所述可拆卸储液池(8)有多个。
5.一种油田钻井设备，包括依次连通的钻井液一号罐(01)、钻井液二号罐(02)、钻井液三号罐(03)、钻井液四号罐(04)和钻井液五号罐(05)，相邻两钻井液罐之间通过由壬接头相连通；其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的固控环保一体化钻井液循环处理系统。
6.根据权利要求5所述的油田钻井设备，其特征在于，所述固控环保一体化钻井液循环处理系统的组合振动筛(1)安装于所述钻井液一号罐(01)的进液端。
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