CN105370228A - 泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统包括沿泥浆循环方向依次布置的一号泥浆循环罐、二号泥浆循环罐、三号泥浆循环罐和四号泥浆循环罐；所述第一循环罐的上方设置有三联筛装置，所述三联筛装置的固相出口与所述一号泥浆循环罐内的固化装置相连通，其液相出口与所述一号泥浆循环罐端部的泥浆暂存池相连通；所述一号泥浆循环罐内安装有搅拌器，其靠近所述二号泥浆循环罐的一侧设置有所述泥浆暂存池；还包括粉料输送装置和固液存储池，所述粉料输送装置通过管道与所述搅拌器相连通，所述搅拌器的出口端设置与柱塞泵；这样，针对钻井各不同阶段，该固控系统具有较强的泥浆不落地处理能力，实现固相的资源化利用和液相的循环利用，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性。

Description

泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统

技术领域

本发明涉及钻井辅助设备技术领域，特别涉及一种泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统。

背景技术

钻井泥浆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。钻井泥浆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。

钻井废弃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、钻井泥浆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。常规的钻井泥浆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泥浆进行处理。具体地，自井口返出的带有大量岩屑(有害固相)的钻井泥浆，通过井口高架纵横钻井泥浆槽(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。当钻井泥浆出现气浸时，通过振动筛得到净化的钻井泥浆净化罐的沉砂罐内，利用除气器真空泵的抽吸作用，在真空罐内造成负压，钻井泥浆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，除气后的钻井泥浆在排空腔转子的驱动下排进钻井泥浆2号罐中。在钻井泥浆不含气体的情况下，可以将除气器作为大功率的钻井泥浆搅拌器使用，保持净化罐内的钻井泥浆不沉淀。通过振动筛得到净化的钻井泥浆进入钻井泥浆罐的沉砂罐内，利用除砂砂泵将钻井泥浆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。除砂后的钻井泥浆经过除砂器的溢流管线排进钻井泥浆3号罐中。根据钻井泥浆净化系统的总体要求，除砂器的处理量达到正常钻井泥浆循环量的125％以上，使得在净化罐内的钻井泥浆能够得到充分的反复净化，减少钻井泥浆的含沙量。通过除砂器得到净化的钻井泥浆利用除泥砂泵将钻井泥浆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。除泥后的钻井泥浆经过除泥器的溢流管线排进钻井泥浆4号罐中。除砂器和除泥器排出的底流中含有一定的钻井泥浆，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，钻井泥浆回收进钻井泥浆罐，砂泥排出。经过三级净化的钻井泥浆中仍含有大量的有害固相，当钻井泥浆为非加重状态时，利用两台离心机并联使用，将钻井泥浆中的大于5um的有害固相进行清除，处理后的钻井泥浆排进钻井泥浆净化罐的第五仓中。

传统意义上的四级固控不能达到处理要求，只适用于钻进速度慢，钻井泥浆循环量较小的情况下，也即通常所说的钻井泥浆小循环。如果遇到快速钻进的一开阶段，极端地层，固控设备故障等情况还需要在靠近钻井固控系统旁边，挖掘一个废弃钻井泥浆坑，用于泥浆沉淀，收集储存废弃泥浆或者废弃固相。随着环保要求的提高，各开发区块逐渐或已经禁止泥浆坑的挖掘，都需要废弃泥浆的不落地实时处理。这就对钻机的固控系统提出了新的要求。目前针对新的环保要求，钻井现场涌现出了不同类别，不同体系的泥浆不落地装备，但存在的普遍问题或者不足是，在钻机原有固控系统之外，重新安装泥浆不落地处理设备，被动的接收钻机固控系统排出的钻井泥浆，然后重复进行二次固液分离，需要额外的土地面积，也浪费了大量的电力和人力消耗。

因此，提供一种新型的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，以期具有较强的处理能力，实现钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性，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新型的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，以期具有较强的处理能力，实现钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，包括沿泥浆循环方向依次布置的一号泥浆循环罐、二号泥浆循环罐、三号泥浆循环罐和四号泥浆循环罐；所述第一循环罐的上方设置有三联筛装置，所述三联筛装置的固相出口与所述一号泥浆循环罐内的固化装置相连通，其液相出口与所述一号泥浆循环罐端部的泥浆暂存池相连通；所述一号泥浆循环罐内安装有搅拌器，其靠近所述二号泥浆循环罐的一侧设置有所述泥浆暂存池；还包括粉料输送装置和固液存储池，所述粉料输送装置通过管道与所述搅拌器相连通，所述搅拌器的出口端设置有柱塞泵。

优选地，所述三联筛装置包括由所述一号泥浆循环罐向所述二号泥浆循环罐方向依次设置的第一振动筛、第二振动筛和第三振动筛；各振动筛的筛网下方具有与所述泥浆暂存池相连通的液态通道，所述三联筛装置的固相出口通过螺旋输送组件与搅拌器相连通，其后方设置有钻井泥浆分流槽，所述分流槽的进口端与钻井原浆排出口相连通，其出口端分别与各振动筛相连通，所述分流槽的末端通过直排管与所述二号泥浆循环罐相通。

优选地，所述螺旋输送器组件包括与所述第一振动筛的固相出口相连通的第一螺旋输送器、与所述第二振动筛的固相出口相连通的第二螺旋输送器，和与所述第三振动筛的固相出口相连通的第三螺旋输送器；所述第一螺旋输送器的传输方向和所述第三螺旋输送器的传输方向均朝向所述第二螺旋输送器，所述第二螺旋输送器的出料口与所述搅拌器相通。

优选地，所述二号泥浆循环罐包括自前端向后端依次相连通的第一罐体、第二罐体、第三罐体和第四罐体，所述第一罐体与所述一号泥浆循环罐的泥浆暂存池相连通，所述第四罐体与所述三号泥浆循环罐相连通；各罐体的底部均安装有固相泵，并通过所述固相泵与固化装置相连通；所述第一罐体与所述第二罐体间通过上下两个直通管相连通，所述第二罐体与所述第三罐体间通过上下两个直通管相连通。

优选地，所述粉料输送装置包括压缩空气源，所述压缩空气源的出气口经第一支路与推送罐相连通、经第二支路与粉料罐相连通、经第三支路与除尘罐相连通，且所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路上均设置有开关阀；所述除尘罐经排空管路与所述推送罐相连通，且在所述排空管路上安装有开关阀；所述推送罐与所述粉料罐通过推送管路相连通，且在所述推送管路上安装有开关阀；所述粉料罐经传输管路与计量罐相连通，且所述传输管路上设置有开关阀；所述计量罐经分离管路与旋风分离器相连通，且所述分离管路上设置有开关阀，所述推送罐、所述粉料罐和所述除尘罐还均设置有排空阀。

优选地，还包括超声振动过滤装置，所述超声振动过滤装置包括固接于所述第三罐体内的支撑架和安装于所述支撑架上的筛网，所述支撑架上安装有超声换能器，所述筛网的外周壁与所述第三罐体的内壁相贴合；所述第三罐体上开设有进料口、泥浆出口和固相出口，所述进料口与第二罐体通过第一管路相连通，所述泥浆出口与第四罐体通过第二管路相连通，所述固相出口与固相收集器相连通；所述进料口设置于所述筛网下方，所述泥浆出口设置于所述筛网上方，所述固相出口开设于所述第三罐体的底部。

优选地，所述固液存储池包括铺设于池底的防渗膜和呈矩形的周向围栏，所述周向围栏由首尾依次相接的多块面板围成，相邻两面板之间设置有角板，并通过穿过所述角板的螺栓紧固相邻两面板；所述周向围栏内设置有防渗内胆，其外侧设置有爬梯和与所述爬梯相连通的工作通道，所述工作通道至少贯穿所述周向围栏的任一横边。

本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统包括沿泥浆循环方向依次布置的一号泥浆循环罐、二号泥浆循环罐、三号泥浆循环罐和四号泥浆循环罐；所述第一循环罐的上方设置有三联筛装置，所述三联筛装置的固相出口与所述一号泥浆循环罐内的固化装置相连通，其液相出口与所述一号泥浆循环罐端部的泥浆暂存池相连通；所述一号泥浆循环罐内安装有搅拌器，其靠近所述二号泥浆循环罐的一侧设置有所述泥浆暂存池；还包括粉料输送装置和固液存储池，所述粉料输送装置通过管道与所述搅拌器相连通，所述搅拌器的出口端设置有柱塞泵；这样，该固控系统具有较强的处理能力，实现钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性。

附图说明

图1为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统一种具体实施方式的结构示意和井场布置图；

图2为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中三联筛装置一种具体实施方式的主视图；

图3为图2所示三联筛装置的俯视图；

图4为图2所示三联筛装置的侧视图；

图5为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中二号泥浆循环罐一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中的粉料输送装置一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中超声振动过滤装置一种具体实施方式的结构示意图；

图8为图7所示超声振动过滤装置中振动筛部分的结构示意图；

图9为图7中A-A方向的截面图；

图10为筛网的结构示意图；

图11为发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中固液存储池一种具体实施方式的结构示意图；

图12为图11的局部放大图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种新型的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，以期具有较强的处理能力，实现钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性。

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为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统一种具体实施方式的结构示意图。

本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统包括沿泥浆循环方向依次布置的一号泥浆循环罐、二号泥浆循环罐2、三号泥浆循环罐4和四号泥浆循环罐；所述第一循环罐的上方设置有三联筛装置1，所述三联筛装置1的固相出口与所述一号泥浆循环罐内的固化装置相连通，其液相出口与所述一号泥浆循环罐端部的泥浆暂存池相连通；所述一号泥浆循环罐内安装有搅拌器，其靠近所述二号泥浆循环罐2的一侧设置有所述泥浆暂存池；还包括粉料输送装置3和固液存储池，所述粉料输送装置3通过管道与所述搅拌器相连通，所述搅拌器的出口端设置有柱塞泵；这样，该固控系统具有较强的处理能力，实现钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约占地、电力和人力消耗，提高经济性。

请参考图2-图4，图2为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中三联筛装置一种具体实施方式的主视图；图3为图2所示三联筛装置的俯视图；图4为图2所示三联筛装置的侧视图。其中，箭头方向为物料(原浆、固相或液相)流动方向。

该三联筛装置1包括由所述一号泥浆循环罐向所述二号泥浆循环罐2方向依次设置的第一振动筛11、第二振动筛12和第三振动筛13；各振动筛的筛网下方具有与一号循环罐泥浆暂存池相连通的液态通道14，三联筛装置1的固相出口通过螺旋输送组件与搅拌器相连通；各振动筛的后方设置有分流槽15，所述分流槽15的进口端与钻井原浆排出口相连通，其出口端分别与各振动筛相连通，所述分流槽15的末端通过直排管16与所述二号泥浆循环罐2相通。

为了便于液相成分传输，所述液态通道14沿泥浆流动方向向下倾斜；具体地，所述第一振动筛11、所述第二振动筛12和所述第三振动筛13集成于同一撬装底座内，以提高集成化程度，便于振动筛组件的空间布置，此时，上述液态通道14形成于所述撬装底座的底面。

在工作过程中，钻机循环排出的钻井原浆经开口端流入分流槽15，并经分流槽15的出口端进入相应振动筛，在振动筛中振动实现固液分离，分离后的固相经螺旋输送组件进入搅拌器，液相经液态通道14流入一号循环罐泥浆暂存池，在泥浆大循环时，打开分流槽15的直通管阀门与二号循环罐联通，使泥浆直接进入二号泥浆循环罐；这样，通过三联筛的设置提高了设备的处理效率和一级分离能力，降低了后续固控环节的处理压力；且通过分流槽15上安装的阀门，用以泥浆大循环时，直接将泥浆排入二号循环罐中，以避免跑浆，确保进入固化装置的固相成分含水率低，保证环保性能。

进一步地，分流槽15的出口端包括第一出口端、第二出口端和第三出口端，所述第一出口端与所述第一振动筛11之间通过第一闸板阀17连通或截止，所述第二出口端与所述第二振动筛12之间通过第二闸板阀18连通或截止，所述第三出口端与所述第三振动筛13之间通过第三闸板阀19连通或截止。这样，分流槽15与三个振动筛之间的连通关系可以独立控制，可根据相应闸板阀的开合，实现分流槽15与相应振动筛的连通，以便根据钻井产生的泥浆量调整处于工作状态振动筛的个数，也可以根据泥浆的指标，分别调整各个振动筛的筛网目数，从而在保证承载能力的同时，尽量节约能源，达到高效处理。

理论上，也可以不设置各闸板阀，使分流槽15与各振动筛之间均处于常通状态。

上述第一振动筛11、第二振动筛12和第三振动筛13中的一者内安装有旋流器110，以便实现循环除砂，进一步提高除砂效果，提高分离能力。具体地，所述旋流器110安装于所述第三振动筛13中，也可以安装在第一振动筛11或者第二振动筛12内。

进一步地，螺旋输送器组件包括与所述第一振动筛11的固相出口相连通的第一螺旋输送器111、与所述第二振动筛12的固相出口相连通的第二螺旋输送器112，和与所述第三振动筛13的固相出口相连通的第三螺旋输送器113；所述第一螺旋输送器111的传输方向和所述第三螺旋输送器113的传输方向均朝向所述第二螺旋输送器112，所述第二螺旋输送器112的出料口与所述搅拌器相通；这样，第一振动筛11输出的固相成分经第一螺旋输送器111汇集于第二螺旋输送器112，第三振动筛13输出的固相成分经第三螺旋输送器113汇集于第二螺旋输送器112，实现固相成分在第二螺旋输送器112上的汇集，并通过控装置第二螺旋输送器112的正反转，实现固相成分向搅拌器的输送，从而提高了固相成分的传输性能。

从理论上来讲，螺旋输送器组件也不局限于上述结构形式，也可以仅设置贯穿各振动筛的一条输送器，并通过该输送器的正反转，调整输送方向；也可以将三个螺旋输送器分别与搅拌器相连通。

请参考图5，图5为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中二号泥浆循环罐一种具体实施方式的结构示意图；其中，箭头方向为物料(原浆、液相或固相)的流动方向。

上述二号泥浆循环罐2的前端与一号泥浆循环罐相连通，后端与三号泥浆循环罐相连通；二号泥浆循环罐2包括自前端向后端依次相连通的第一罐体21、第二罐体22、第三罐体23和第四罐体24，所述第一罐体21与所述一号泥浆循环罐的泥浆暂存池相连通，所述第四罐体24与所述三号泥浆循环罐相连通；各罐体的底部均安装有固相泵25，并通过所述固相泵25与固化装置相连通；所述第一罐体21与所述第二罐体22间通过上下两个直通管相连通，所述第二罐体22与所述第三罐体23间通过上下两个直通管相连通；这样，提高了二号泥浆循环罐2的循环能力和存储能力，避免了固相沉积，提高了固控系统的性能。

进一步地，第三罐体23内安装有超声振动过滤装置，所述超声振动过滤装置拦截的固相出口朝向所述第三罐体23的底部，并经所述第二直通管与所述第二罐体22相连通；第三罐体23的上部安装有溢流管，所述超声振动过滤装置的液相出口通过所述溢流管与第四罐体相连通。通过超声振动筛网的过滤作用以及超声能量，使泥浆中的颗粒物质远离振动筛网而不会堵塞筛网，从而使得固相颗粒物质保留在第三罐体23下部，并通过第二直通管反流到第二罐体22中；过滤出的钻井泥浆通过溢流管直接进入第四罐体中。

该二号泥浆循环罐2还包括高杆泵，所述高杆泵的出口端与所述一号泥浆循环罐上端的振动筛相连通；通过安装高杆泵，输送到一号泥浆循环罐上端的振动筛，可以根据泥浆的要求来灵活更换振动筛网，达到净化泥浆的要求。

上述第一罐体21、所述第二罐体22、所述第三罐体23和所述第四罐体24均为圆柱状锥形底结构，以为了提高存储能力，显然地，各罐体也不局限于上述结构形式，也可以仅为圆柱筒体或者方形筒体结构。

第一罐体21、第二罐体22、第三罐体23和第四罐体24的规格均相同，以便于提高通用性，显然地，也可根据不同罐体所在位置的处理要求，设置不同规格大小的各罐体。

请参考图6，图6为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中的粉料输送装置一种具体实施方式的结构示意图，其中，实线表示空气管线，虚线表示进出料管线，双点划线表示排空管线。

上述粉料输送装置3包括压缩空气源31，所述压缩空气源31的出气口经第一支路与推送罐32相连通、经第二支路与粉料罐33相连通、经第三支路与除尘罐34相连通，且所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路上均设置有开关阀；所述除尘罐34经排空管路与所述推送罐32相连通，且在所述排空管路上安装有开关阀；所述推送罐32与所述粉料罐33通过推送管路相连通，且在所述推送管路上安装有开关阀；所述粉料罐33经传输管路与计量罐35相连通，且所述传输管路上设置有开关阀；所述计量罐35经分离管路与旋风分离器36相连通，且所述分离管路上设置有开关阀，所述推送罐32、所述粉料罐33和所述除尘罐34还均设置有排空阀。这样通过除尘罐34和压缩空气源31的设置，实现了装置的自行除尘，改进了现有的粉料添加方式，避免了添加过程中产生扬尘，提高了添加效率，从而避免了造成环境污染和人员伤害，保证了施工安全；同时，除尘罐34还具有单独的出料功能，可在粉料回收达到一定数量时输送到粉料罐33再利用，从而降低了生产成本。

上述计量罐35上安装有电子称重传感器，且所述推送罐32、所述粉料罐33和所述防尘罐上还均设置有称重计，以便实现粉料的准确计量，达到设定配比及时加料。上述推送罐32、所述粉料罐33和所述防尘罐上还均设置有安全阀，这样，在某一罐体内的压力超限时，可以及时打开安全阀卸载，以保证罐体安全。为了防止外界污染和干扰，提高集成性能，所述推送罐32、所述粉料罐33和所述防尘罐集成于撬装箱体内。

下面以上述具体实施方式为例，简述本发明所提供的粉料输送装置3的工作过程：

推送罐进料过程：

a、在保证推送罐32内无压力的工况下，将粉料放置在推送罐32上端的漏斗中，漏斗的存量保证一口井常规的固化剂粉料使用量，减少钻井过程中反复上料；

b、依次开启除尘罐34引风机电源开关，除尘罐排空阀门、进料阀门，推送罐排空阀门、进料阀门；

c、固化粉料通过推送罐32的进料阀门自动落入罐内，落入过程根据料位信号的反馈，达到设定高度是，停止加料，关闭进料阀；

d、根据工况需要，如果只需要将粉料存储在推送罐32，则将系统内所有阀门关闭，切断除尘罐引风机电源即可；

e、粉料输送完之后，卸压，关闭阀门和电源，打开空气管排污阀排水。

推送罐推送物料至粉料罐过程：

f、打开除尘罐引风机电源、除尘罐排空阀门、进料阀门以及系统内其他所有阀门均处于关闭状态；

g、将粉料罐33(接收粉料的罐体)的排空阀门、进料阀门依次打开，然后启动推送罐32的进气阀，将压缩空气充至推送罐32内，当推送罐32内压力达到设定压力时即可停止进气，关闭推送罐进气阀，开启推送罐出料阀，将物料推送到粉料罐33；

h、当推送罐32内的压力下降至设定压力时关闭推送罐出料阀，重复步骤g，确保推送罐32内物料配出干净；

i、推送罐32内粉料排出干净之后，关闭推送罐出料阀，粉料罐进料阀，并开启推送罐排空阀，直至推送罐32内残留压力卸掉，然后关闭推送罐32与收料粉料罐33的排空阀。

粉料罐发送粉料至计量罐过程：

j、开启除尘罐引风机电源、除尘罐排空阀、进料阀，并不安比系统其他所有阀门；

k、依次开启计量罐35的排空阀、进料阀，粉料罐33的进气阀，将压缩空气充至粉料罐33内，当粉料罐33压力达到设定压力时，开启粉料罐出料阀，将粉料输送至计量罐35；

l、当粉料罐33内压力下降至设定压力时，可关闭粉料罐出料阀，重复步骤2，确保散料罐内粉料排出干净；

m、通过控制台上计量罐35反馈的重量信号确定计量罐35内进料的多少，当粉料达到实际上产需要是即可停止计量罐35的进料，一次关闭粉料罐33的进气阀门，出料阀们，计量罐35的进料阀门，并开启粉料罐33的排空阀，将罐内气压卸掉。

计量罐发送物料至旋风分离器过程：

n、开启除尘罐引风机电源、除尘罐排空阀门、进料阀门并关闭系统内所有其他阀门；

o、依次打开进料旋风分离器36和计量罐35的进气阀，将压缩空气充至计量罐35内，当计量罐35内压力达到设定压力是，关闭计量罐进气阀，开启计量罐出料阀，将粉料输送至旋风分离器36；

p、通过控制台上显示的重量变化信息确认计量罐内粉料出料的多少，当出料达到预定值时即可关闭计量罐35的出料阀停止出料。

请参考图7-10，图7为本发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中超声振动过滤装置一种具体实施方式的结构示意图；图8为图7所示超声振动过滤装置中振动筛部分的结构示意图；图9为图7中A-A方向的截面图；图10为筛网的结构示意图。

还包括超声振动过滤装置，该超声振动过滤装置包括固接于所述第三罐体内内的支撑架42，以及安装于所述支撑架42上的筛网43，所述支撑架42上安装有超声换能器44，所述筛网43的外周壁与所述第三罐体的内壁相贴合；所述第三罐体上开设有进料口、泥浆出口和固相出口，所述进料口与第二罐体通过第一管路46相连通，所述泥浆出口与第四罐体通过第二管路48相连通，所述固相出口与固相收集器49相连通；所述进料口设置于所述筛网43下方，所述泥浆出口设置于所述筛网43上方，所述固相出口开设于所述第三罐体的底部。

筛网43应尽量沿水平面设置，以保证筛网43各处的受料量均匀，避免发生筛网43部分磨损。

为了保证振动强度，超声换能器4的单位振能至少为0.5W/Cm²，即超声换能器44的选择需要依据整个筛网43面积确定，依据实验结果，需要保证单位筛网43面积上的超声振动能量达到0.5W/Cm²，能够达到振动强度。显然地，单位振能应根据实际振动强度要求确定，以满足强度要求为准。

在工作过程中，待处理钻井泥浆通过进料口进入第三罐体，待泥浆液位到达适当高度时，启动超声换能器44，并利用超声作用在筛网43上产生的高频能量，以及固相成分的自身重力，在筛网43下自动完成固液分离，使得满足筛网43空隙的泥浆向上通过筛网43，而固相自行下沉；过滤后的泥浆经泥浆出口进入滤后第四罐体后进入下一级固控装置，过滤下来的固相经固相出口进入固相收集器49后，通过泵输送到振动筛再次处理，达到完全除掉小颗粒固相。这样，该超声振动过滤装置能够实现固液相的彻底分离，提高了固相拦截效果，从而提高了钻井泥浆固控效果，满足了新环保形势下无泥浆坑的钻井泥浆净化处理要求，且提高了处理效率。

进一步地，该超声振动过滤装置还包括安装于所述第三罐体内的液位传感器，所述液位传感器与所述超声换能器44信号连接，并在检测到待处理泥浆处于预设液位高度时启动所述超声换能器44；这样，当待处理泥浆达到预设液位高度时再行启动超声换能器44，实现了振动过滤装置的自动化控制，且在未达到预设液位高度时无需始终开启超声换能器44，从而节约了能源消耗，降低了生产成本。理论上，也可以人为观察液位高度，并手动开关超声换能器44，或者采用超声换能器44常开的方式。

具体地，所述预设液位高度为所述筛网43的网面所在的高度，也可以为距离筛网43网面适当距离的高度位置。

上述第一管路46上还安装有流量传感器410和与所述流量传感器410信号连接的球阀411，且流量传感器410检测到的流量超出预设流量时，控制所述球阀411关闭；这样，可以根据流量传感器410的测量结果，实时调整球阀411开度，使得进料量始终维持在较适宜的水平，保证处理能力，并且在流量过高时，可以暂时关闭球阀411，避免泥浆溢出，提高了生产安全性。

为了避免压力超高，可以在第一管路46上还安装有压力表412，当压力表412显示压力超过预设压力值时，关闭球阀411。

请参考图11和图12，图11为发明所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中固液存储池一种具体实施方式的结构示意图；图12为图11的局部放大图。

该固液存储池5包括铺设于池底的防渗膜和呈矩形的周向围栏51，所述周向围栏51由首尾依次相接的四多块面板围成，面板数量根据所需容积大小随意调整，相邻两面板之间设置有角板52，并通过穿过所述角板52的螺栓53紧固相邻两面板；所述周向围栏51内设置有防渗内胆，其外侧设置有爬梯和与所述爬梯相连通的工作通道，所述工作通道至少贯穿所述周向围栏51的任一横边；这样，该固液存储池能够避免就地挖坑掩埋的处理方式，从而避免环境污染，具有较好的环保性能；同时，该固液储存池为无底座框架式，由不同的面板螺栓53连接而成，可以根据钻井场地的不同形状，组合连接成不同尺寸的储存池，方便安装和拆卸，利于重复使用。

进一步地，面板包括相对设置的两个长板，和相对设置的两个短板，所述长板的竖直方向均匀开设有五条横肋54，所述短板的竖直方向上均匀开设有四条横肋54；其中，位于最上层的所述横肋54上焊接有第一绞盘，所述第一绞盘与第一钢丝绳可收放地连接，所述第一钢丝绳呈网状布放于所述固液存储池的上方；位于由下至上第二层的所述横肋54上焊接有第二绞盘，所述第二绞盘与第二钢丝绳可收放地连接，所述第二钢丝绳呈网状布放于所述固液存储池的底部；这样，设置横肋54不仅能够提高面板的强度，具有加强筋的作用，还能够为第一绞盘和第二绞盘提供安装位置，并通过设置底部的第二钢丝绳和上方的第一钢丝绳，形成周向限位，避免面板发生倾覆，提高了可靠性。

理论上，横肋54的开设数目应根据实际使用情况和强度需求限定；上述第一绞盘也不局限于安装在最上层的横肋54上，其也可以安装在其他横肋54上或者直接焊接在面板的板面上，相似地，第二绞盘也不局限于安装在下数第二层的横肋54上，也可以安装在其他横肋54上或者直接焊接在面板的板面上。

进一步地，该存储池的顶部还安装有防雨棚，所述防雨棚包括支架55和铺设固定于所述支架55顶端的苫布56，所述支架55的底端固接于所述周向围栏51的顶面；这样，通过防雨棚结构的设置，阻挡雨水进入存储池内，从而避免了池内钻井泥浆发生外溢，保证了存储可靠性。

为了提高防渗效果，在池底焊还铺放有焊接好的土工布。

需要指出的是，文中所述“第一、第二、第三、第四”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。

总的来讲，在新型固控系统一号泥浆循环罐的上方，安装具有旋流功能的组合除砂三联筛装置，接收来自钻井平台的循环钻井泥浆，分离后的固相直接进入新型一号泥浆循环罐内部固化装置固化，液相直接进入一号泥浆循环罐端部的钻井泥浆暂存池中；钻井泥浆一号泥浆循环罐中安装两套固化搅拌器，接收组合振动筛以及离心机分离后的固相，实时固化，该固化装置可在处理量大的时候同时使用或在处理量小时以及设备检修时交替使用；钻井泥浆一号泥浆循环罐中靠近二号泥浆循环罐一侧配置柱状锥底钻井泥浆暂存罐，用以接收组合振动装置分离出的液相，以及一开，或二开前半段大量钻井泥浆排出时，直接接收从钻井平台循环出来的钻井泥浆，其上方安装除气器，根据泥浆的气浸状况来启动除气功能；罐内配置搅拌器和高杆泵，用以搅拌泥浆易于通过高杆泵输送到除砂三联筛装置入口处进行固液分离；罐底部开口安装阀门，用以连接管道排出沉积的泥沙和岩屑等固相物质，并最终通过固相泵输送到固化装置搅拌器入口处或根据含水率多少，输送到组合振动筛进行再次固液分离；配置固化剂正压粉料输送装置，通过输送管道输送至搅拌机，根据安装在固化装置底部的重量传感器，来自动启动固化剂输送装置，通过正压输送装置的计量装置按照重量比例输送固化剂，并由搅拌器实现均匀搅拌；每个搅拌器下端配置柱塞泵，用以将固化后的岩屑输送到岩屑储存池或者拉运车辆；钻井泥浆二号泥浆循环罐，下部安装四个柱状锥底钻井泥浆罐体，池底开口安装阀门，用以连接管道排出沉积的泥沙和岩屑等固相物质，并最终通过固相泵输送到固化装置搅拌器入口处或根据含水率多少，输送到组合振动筛进行再次固液分离；四个储存罐体上下由直通管线联通，中间安装阀门；内部安装搅拌器和高杆泵，用以搅拌泥浆易于通过高杆泵输送到除砂三联筛装置入口处进行固液分离；第三个储存池1/3高度处安装钻井泥浆超声过滤器，用以拦截小颗粒泥沙穿过筛网，确保通过的液相没有大颗粒固相成分以及合适的比重和粘度；第四个泥浆罐体上方安装高频离心机，用以分离四号泥浆罐体中细微颗粒固相，保证钻井泥浆的性能，离心机分离的固相通过固相泵输送到一号泥浆循环罐中的固化装置入口处进行固化；同时在经常安装可拆卸钻井泥浆储存池，用以紧急状况和储存钻井泥浆以及完井液。

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 (7)

1.一种泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，包括沿泥浆循环方向依次布置的一号泥浆循环罐、二号泥浆循环罐、三号泥浆循环罐和四号泥浆循环罐；其特征在于，所述第一循环罐的上方设置有三联筛装置，所述三联筛装置的固相出口与所述一号泥浆循环罐内的固化装置相连通，其液相出口与所述一号泥浆循环罐端部的泥浆暂存池相连通；所述一号泥浆循环罐内安装有搅拌器，其靠近所述二号泥浆循环罐的一侧设置有所述泥浆暂存池；还包括粉料输送装置和固液存储池，所述粉料输送装置通过管道与所述搅拌器相连通，所述搅拌器的出口端设置有柱塞泵。

2.根据权利要求1所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，所述三联筛装置包括由所述一号泥浆循环罐向所述二号泥浆循环罐方向依次设置的第一振动筛、第二振动筛和第三振动筛；各振动筛的筛网下方具有与所述泥浆暂存池相连通的液态通道，所述三联筛装置的固相出口通过螺旋输送组件与搅拌器相连通，其后方设置有钻井泥浆分流槽，所述分流槽的进口端与钻井原浆排出口相连通，其出口端分别与各振动筛相连通，所述分流槽的末端通过直排管与所述二号泥浆循环罐相通。

3.根据权利要求2所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，所述螺旋输送器组件包括与所述第一振动筛的固相出口相连通的第一螺旋输送器、与所述第二振动筛的固相出口相连通的第二螺旋输送器，和与所述第三振动筛的固相出口相连通的第三螺旋输送器；所述第一螺旋输送器的传输方向和所述第三螺旋输送器的传输方向均朝向所述第二螺旋输送器，所述第二螺旋输送器的出料口与所述搅拌器相通。

4.根据权利要求1所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，所述二号泥浆循环罐包括自前端向后端依次相连通的第一罐体、第二罐体、第三罐体和第四罐体，所述第一罐体与所述一号泥浆循环罐的泥浆暂存池相连通，所述第四罐体与所述三号泥浆循环罐相连通；各罐体的底部均安装有固相泵，并通过所述固相泵与固化装置相连通；所述第一罐体与所述第二罐体间通过上下两个直通管相连通，所述第二罐体与所述第三罐体通过上下两个直通管相连通。

5.根据权利要求1所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，所述粉料输送装置包括压缩空气源，所述压缩空气源的出气口经第一支路与推送罐相连通、经第二支路与粉料罐相连通、经第三支路与除尘罐相连通，且所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路上均设置有开关阀；所述除尘罐经排空管路与所述推送罐相连通，且在所述排空管路上安装有开关阀；所述推送罐与所述粉料罐通过推送管路相连通，且在所述推送管路上安装有开关阀；所述粉料罐经传输管路与计量罐相连通，且所述传输管路上设置有开关阀；所述计量罐经分离管路与旋风分离器相连通，且所述分离管路上设置有开关阀，所述推送罐、所述粉料罐和所述除尘罐还均设置有排空阀。

6.根据权利要求4所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，还包括超声振动过滤装置，所述超声振动过滤装置包括固接于所述第三罐体内的支撑架和安装于所述支撑架上的筛网，所述支撑架上安装有超声换能器，所述筛网的外周壁与所述第三罐体的内壁相贴合；所述第三罐体上开设有进料口、泥浆出口和固相出口，所述进料口与第二罐体通过第一管路相连通，所述泥浆出口与第四罐体通过第二管路相连通，所述固相出口与固相收集器相连通；所述进料口设置于所述筛网下方，所述泥浆出口设置于所述筛网上方，所述固相出口开设于所述第三罐体的底部。

7.根据权利要求1所述的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，其特征在于，所述固液存储池包括铺设于池底的防渗膜和呈矩形的周向围栏，所述周向围栏由首尾依次相接的多块面板围成，相邻两面板之间设置有角板，并通过穿过所述角板的螺栓紧固相邻两面板；所述周向围栏内设置有防渗内胆，其外侧设置有爬梯和与所述爬梯相连通的工作通道，所述工作通道至少贯穿所述周向围栏的任一横边。