CN113266288A - 一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置和方法。该装置包括：料斗、料斗称重模块、加药系统、混拌机、混拌机称重模块、物料输出设备；加药系统包括药仓、药仓称重模块和药仓上药输送设备；料斗与混拌机连接、药仓与上药输送设备连接、上药输送设备与混拌机连接、混拌机与物料输出设备连接；料斗称重模块称量料斗的重量；混拌机称重模块称量混拌机的重量；药仓称重模块称量药仓的重量；上述三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止及混拌机的启动建立连锁控制，实现自控定量向混拌机中输送待处理岩屑及定量向混拌机中输送药剂进行岩屑无害化处理。

Description

一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置和方法

技术领域

本发明属于石油工业的油气田钻井环境保护技术领域，涉及一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置和方法。

背景技术

在石油钻井过程中，环境保护意识的日益提高，相关环境保护法律法规的不断完善，环境保护部门对水基钻井废弃物提出无害化处理的严格要求，确保清洁安全生产。

目前，钻井清洁化生产逐渐全面推广落实，钻井废弃物处理技术已经经过了初期探索阶段，正处于中期蓬勃发展阶段，为更好的实现废弃物减量化的生产要求，通常采用先对废弃物进行机械固液分离，分离出的含水量较低(一般低于40％)的钻井废弃岩屑采用固化、微生物、干化焚烧等方式进行无害化处理工作。

例如：中国专利申请号为“201610724145.5”的发明专利申请公开了一种“钻井岩无害化处理及资源化利用工艺和设备”，该工艺主要为将干化后的钻井岩屑破碎处理成粉状，按一定配比添加固化剂、水泥、石子压制固化成砌块。然而，此专利申请一方面并未介绍固化剂种类，另一方面仅能处理干化后的钻井岩屑。

中国专利申请号为“201810101299.8”的发明专利申请公开了一种“水基钻井废弃物无害化处理装置及方法和用途”，该装置包括的固相无害化处理单元由一级称重混拌螺旋机、二级混拌螺旋机和无害化处理剂投加装置组成。固相无害化处理单元主要功能为将通过机械方法进行固液分离后的钻井废弃岩屑进行无害固化。然而此专利申请并没有就固相无害化处理单元具体的装置结构进行细致的阐述。

中国专利申请号为“201610506292.5”的发明专利申请公开了“一种钻井岩屑无害化处理系统及工艺”，该处理系统包括依次放置的搅拌装置和发酵装置，将钻井岩屑搅拌后加入微生物发酵降解其中污染物，从而达到无害化处理。

中国专利申请号“201710425819.6”的发明专利申请公开了“一种深井聚磺钻井液废弃泥浆及岩屑的处理装置”，该装置所用钻井废弃岩屑无害化处理主要通过加热干化来实现。该装置主要由上料机、冷却换热干化炉、二燃室、三级旋风分离器、布袋除尘器、脱硫塔、水膜除尘器、燃气储罐、燃烧室、防粘结装置、高温热解炉、收集槽、干化料进料装置、收集仓、气体分布器、进料装置连接构成。

以上工艺在对钻井废弃岩屑进行无害化处理时，分别采用干化固化、加热、微生物方法进行废弃岩屑处理。但上述专利申请中普遍并未提及具体装置的使用瓶颈。在实际生产中，尤其是随钻对钻井废弃岩屑进行无害化处理时，加热方法因为设备过多，占地面积过大，设备电功率过高而受到极大制约；微生物发酵方法则受到场地和环境限制较大；目前固化工艺在随钻钻井废弃岩屑无害化处理工作中的应用较多。

在实际生产中，采用固化工艺装置进行钻井废弃岩屑无害化处理时，例如使用中国专利申请号为“201810101299.8”的发明专利申请公开的“固相无害化处理单元”进行钻井废弃岩屑无害化处理时，通常采用投药仓、混拌螺旋等设备进行固化工作，然而这些装置普遍存在如下缺点：

1)因装置复杂，配件繁多，造成运输、安装繁琐，大量占用人力物力；

2)投药仓投药需要人工进行，无法精确计量，造成混拌固化效果不佳；

3)不能成橇，设备零散安装，作业现场“跑冒滴漏”现象明显；

上述缺点极大的限制了固化工艺在现场钻井废弃岩屑无害化处理中的应用。在现场进行钻井废弃岩屑无害化处理过程中，当这些装置停止运行或者不能正常工作时，往往直接跳过此工序，进入下一工序进行钻井废弃物处理工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新的采用自动计量投药、混拌的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置，该装置可以高效、连续运行，有利于提高钻井废弃岩屑固化效率，为实现钻井废弃物减量化生产提供有力支持。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置，该装置包括：料斗、料斗称重模块、加药系统、混拌机、混拌机称重模块、物料输出设备、；所述加药系统包括药仓、药仓称重模块和药仓上药输送设备；其中，

所述料斗与所述混拌机连接从而实现料斗向混拌机供料，所述药仓与上药输送设备连接从而实现药仓向上药输送设备供药，所述上药输送设备与所述混拌机连接从实现上药输送设备向混拌机供药；所述混拌机与所述物料输出设备连接从而实现混拌机处理后的产物使用物料输出设备进行物料外输；

所述料斗称重模块用于称量料斗的重量；所述混拌机称重模块用于称量混拌机的重量；所述药仓称重模块用于称量药仓的重量；

所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系，能够实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理即可，对具体关系并不做过多限定。例如，其具体连锁控制关系可以采用下述方式中的一种：

方式(一)：料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始；当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始。混拌机称重模块连锁控制料斗向混拌机供药的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始、药仓上药输送设备的启动和混拌机的启动；当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供药停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料开始、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制。药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止；当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止。这种方式相对效果更佳，在处理过程中，无需控制料斗的进料，且连锁控制过程简便，施工体验好，更有利于岩屑随钻无害化处理的进行。上述所涉及的额定数值可以根据实际情况设定。

方式(二)：料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始和关闭、药仓向药仓上药输送设备供药的开始和药仓上药输送设备的启动；当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动；当料斗称重模块称得料斗的质量减少量大于等于数值B’时，料斗向混拌机供药停止。药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止；当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止。混拌机称重模块连锁控制混拌机的启动；当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B”时，混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料开始，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制。此方式中，料斗向混拌机供料开始状态下需要停止向料斗进料。上述所涉及的额定数值可以根据实际情况设定。

方式(三)：料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始和关闭、药仓向药仓上药输送设备供药的开始和药仓上药输送设备的启动；当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始，当料斗称重模块称得料斗的质量减少量大于等于数值B’时，料斗向混拌机供药停止、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动。药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止；当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止。混拌机称重模块连锁控制混拌机的启动；当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B”时，混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料开始，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制。此方式中，料斗向混拌机供料开始状态下需要停止向料斗进料。上述所涉及的额定数值可以根据实际情况设定。

方式(四)：料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始和关闭；当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始，当料斗称重模块称得料斗的质量减少量大于等于数值B’时，料斗向混拌机供药停止。混拌机称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的开始、药仓上药输送设备的启动和混拌机的启动；当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料开始、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制。药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止；当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止。此方式中，料斗向混拌机供料开始状态下需要停止向料斗进料。上述所涉及的额定数值可以根据实际情况设定。

方式(五)：料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始；当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始。混拌机称重模块连锁控制料斗向混拌机供药的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始和药仓上药输送设备的启动；当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供药停止、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动，且混拌机称重模块的连锁控制级别高于料斗称重模块连锁控制的级别，即当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A则执行混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B所进行的连锁控制。药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止、药仓上药输送设备的停止和混拌机的启动；当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止、混拌机启动、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料开始；在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制。上述所涉及的额定数值可以根据实际情况设定。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，所述料斗用以暂存待处理岩屑(待处理岩屑的含水量≤40％)；所述料斗与所述混拌机连接从而实现料斗向混拌机供料，所述药仓与上药输送设备连接从而实现药仓向上药输送设备供药，所述上药输送设备与所述混拌机连接从实现上药输送设备向混拌机供药；所述混拌机与所述物料输出设备连接通过下述方式实现：所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口连接，所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口连接，所述药仓上药输送设备的出料口与所述混拌机的进料口连接，所述混拌机的出料口与所述物料输出设备连接。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口之间的连接管路上设有料斗控制阀；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口之间的连接管路上设有药仓控制阀；所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制通过下述方式实现：所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理。更优选地，所述料斗控制阀和药仓控制阀选用气动蝶阀。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，该设备进一步包含上药设备，所述上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂。更优选地，所述上药设备包括真空上料机和罗茨风机，所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口连接，所述罗茨风机与所述药仓连接，真空上料机通过罗茨风机形成真空实现向药仓输送药剂。进一步优选地，所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口的连接管路上设有上药设备控制阀。再优选地，所述上药设备控制阀选用气动蝶阀。在一具体实施方式中，所述上药设备包括真空上料机和罗茨风机，所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口连接，所述罗茨风机与所述药仓连接，所述真空上料机的进料口与药剂存储装置通过软管连接，罗茨风机形成真空后，真空上料机通过软管吸收药剂存储装置内的药品进入药仓实现向药仓输送药剂。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，该装置进一步包括送水设备，所述送水设备的水出口与所述料斗的进水口和/或所述混拌机的进水口连接、所述送水设备的水入口与水源连接，从而实现向料斗和/或混拌机供水实现装置清洗和/或提供岩屑处理作业用水；其中所述送水设备优选使用立式水泵；更优选地，所述装置进一步包括水箱，所述水箱作为水源与送水设备的入水口连接；进一步优选地，所述水箱内设有液位标尺，用以显示水箱内的水位。在一具体实施方式中，所述送水设备的数量为两套。集成水源，在调节混拌效果的同时，也可清洗设备，且可保证装置在缺少水源的场地正常使用，提高了装置使用的灵活性。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，该装置进一步包括电控柜，所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系。

在一具体实施方式中，该装置进一步包括电控柜，所述电控柜与所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块、所述药仓称重模块、所述料斗控制阀、所述药仓控制阀、所述药仓上药输送设备以及混拌机连接；所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、混拌机称重模块和药仓称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述电控柜进一步控制混拌机向物料输出设备卸料的开始以及物料输出设备的开启。在一具体实施方式中，该装置进一步包括电控柜，所述电控柜进一步与所述卸料阀和所述物料输出设备连接，能够实现控制卸料阀的开启以及物料输出设备的开启。

在一具体实施方式中，所述电控柜设置PLC自控触摸屏。

在一具体实施方式中，所述电控柜通过模拟信号实现控制功能。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，该装置为撬装设备。更优选地，该装置设有撬装箱，所述撬装箱为设有门的箱体结构；所述料斗固定在撬装箱顶板的顶面上，所述混拌机、药仓、药仓上药输送设备均固定在撬装箱的箱体内部。装置撬装化，有利于减小占地面积，为后续处理的装置提供更多的场地，同时缩短了了连接管路的长度有利于减少“跑冒滴漏”现象的发生。另外，装置撬装化节约了安装、维护、运输等工序所花费的人力、物力。再者，装置撬装化避免了由于以往设备分散，造成现场“脏乱差”及严重的二次污染问题。在一具体实施方式中，撬装箱设置为多开门箱体结构，方便设备操作和检修。在一具体实施方式中，撬装箱设有出料口，供物料输出设备向外输出物料使用。在一具体实施方式中，撬装箱顶板的顶面上设有保护护栏，撬装箱设有能够实现爬至撬装箱顶板的顶面上的上下爬梯(优选地，爬梯设有防坠落防护)。

在一具体实施方式中，所述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置为撬装设备，具体包括：撬装箱、料斗、料斗称重模块、料斗控制阀、加药系统、混拌机、混拌机称重模块、物料输出设备、卸料阀、送水设备、水箱、电控柜；所述加药系统包括药仓、上药设备、药仓称重模块、药仓控制阀和药仓上药输送设备，所述上药设备包括真空上料机和罗茨风机；其中，

所述撬装箱为设有门的箱体结构；所述料斗、真空上料机固定在撬装箱顶板的顶面上，所述混拌机、药仓、罗茨风机、药仓上药输送设备、送水设备、水箱、电控柜均固定在撬装箱的箱体内部；

所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口连接；所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口连接，所述罗茨风机与所述药仓连接，真空上料机通过罗茨风机形成真空实现向药仓输送药剂，从而实现所述上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口连接，所述药仓上药输送设备的出料口与所述混拌机的进料口连接；所述混拌机的出料口与所述物料输出设备连接；所述送水设备的水出口与所述料斗的进水口和/或所述混拌机的进水口连接、所述水箱作为水源与送水设备的入水口连接，从而实现向料斗和/或混拌机供水实现装置清洗和/或提供岩屑处理作业用水；

所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口之间的连接管路上设有料斗控制阀；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口之间的连接管路上设有药仓控制阀；所述混拌机的出料口与所述物料输出设备之间的连接管路上设有卸料阀；所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口的连接管路上设有上药设备控制阀；

所述料斗称重模块用于称量料斗的重量；所述混拌机称重模块用于称量混拌机的重量；所述药仓称重模块用于称量药仓的重量；所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂；

所述电控柜与所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块、所述药仓称重模块、所述料斗控制阀、所述药仓控制阀和所述药仓上药输送设备连接；所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、混拌机称重模块和药仓称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系；优选地，所述电控柜进一步与所述卸料阀和所述物料输出设备连接，所述电控柜能够实现控制所述卸料阀的开启和所述物料输出设备的开启；优选地，所述电控柜能够控制使用所述药仓称重模块连锁控制所述上药设备的停止。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始，当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始；所述混拌机称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始、药仓上药输送设备的启动和混拌机的启动，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗向混拌机供料的开始功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗向混拌机供料开始)；所述药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止(在一优选实施方式中，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备在药仓向药仓上药输送设备供药停止后m分钟后关闭从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中)从而使得所述药仓停止向所述混拌机供给药剂；其中，

当所述装置满足如下条件时：所述装置包括所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系；则所述电控柜优选进一步满足：所述电控柜用以控制所述料斗称重模块同料斗向混拌机供料的开始之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始；所述电控柜用以控制所述混拌机称重模块同料斗向混拌机供料的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始和药仓上药输送设备的启动之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动；其中，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗向混拌机供料的开始功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗向混拌机供料开始)；所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止(在一优选实施方式中药仓上药输送设备在药仓向药仓上药输送设备供药停止后m分钟后关闭从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中)从而使得所述药仓停止向所述混拌机供给药剂。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始。药仓上药输送装置顺利开启后，药仓向药仓上药输送设备供药才开启，能够有效防止堆药在药仓上药输送装置中。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，当设定混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料时，即设定在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗向混拌机供料的开始功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗向混拌机供料开始)时，当混拌机停止运行后，自动解锁料斗向混拌机供料的开始功能，即混拌机处于不运行状态，当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时则执行料斗向混拌机供料开始。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述料斗称重模块连锁控制料斗控制阀的开启，当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗控制阀开启从而使得料斗内的物料经料斗的出料口与所述混拌机的进料口之间的连接管路进入混拌机；所述混拌机称重模块连锁控制料斗控制阀的关闭、药仓控制阀的开启、药仓上药输送设备的启动和混拌机的启动，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀关闭、混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启、药仓控制阀开启、药仓上药输送设备启动，从而使得所述料斗停止向所述混拌机输送待处理岩屑、所述药仓内的药剂经药仓的出料口与药仓上药输送设备之间的连接管路进入药仓上药输送设备然后通过药仓上药输送设备输送至混拌机中，在锁定料斗控制阀的开启功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗控制阀的开启功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗控制阀开启)；所述药仓称重模块连锁控制药仓控制阀的关闭和药仓上药输送设备的停止，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓控制阀关闭、药仓上药输送设备停止(在一优选实施方式中，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓控制阀关闭、药仓上药输送设备的在药仓控制阀关闭后m分钟后关闭从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中)从而使得所述药仓停止向所述混拌机供给药剂；其中，

当所述装置满足如下条件时：所述装置包括所述电控柜，所述电控柜与所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块、所述药仓称重模块、所述料斗控制阀、所述药仓控制阀、所述药仓上药输送设备以及混拌机连接，所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、混拌机称重模块和药仓称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系；则所述电控柜优选进一步满足：所述电控柜用以控制所述料斗称重模块同料斗控制阀的开启之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗控制阀开启；所述电控柜用以控制所述混拌机称重模块同料斗控制阀的关闭、药仓控制阀的开启和药仓上药输送设备的启动之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀关闭、混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启、药仓控制阀开启、药仓上药输送设备启动；其中，在锁定料斗控制阀的开启功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗控制阀的开启功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗控制阀开启)；所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同药仓控制阀的关闭和药仓上药输送设备的停止之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓控制阀关闭、药仓上药输送设备停止；(在一优选实施方式中，药仓上药输送设备的在药仓控制阀关闭后m分钟后关闭，从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中)从而使得所述药仓停止向所述混拌机供给药剂。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀关闭、混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启，在混拌机启动n分钟后药仓控制阀开启、药仓上药输送设备启动。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀关闭、混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启、药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓控制阀开启。药仓上药输送装置顺利开启后，药仓控制阀才开启，能够有效防止堆药在药仓上药输送装置中。

在一优选实施方式中，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀关闭、混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启，在混拌机启动n分钟后药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓控制阀开启。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，当设定混拌机启动并锁定料斗控制阀的开启功能禁止料斗控制阀开启时，即设定在锁定料斗控制阀的开启功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗控制阀的开启功能时同时发生料斗称重模块称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗控制阀开启)时，当混拌机停止运行后，自动解锁料斗控制阀的开启功能，即混拌机处于不运行状态，当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时则执行料斗控制阀开启。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述电控柜进一步控制混拌机向物料输出设备卸料的开始以及物料输出设备的开启；更优选地，电控柜能够控制：自所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时开始计时，待时间大于等于额定时间D时混拌机向物料输出设备卸料开始、物料输出设备开启实现处理后物料的外输。其中，在一优选实施方式中，所述混拌机的出料口与所述物料输出设备之间的连接管路上设有卸料阀；所述电控柜进一步控制混拌机向物料输出设备卸料的开始通过下述方式实现：所述电控柜进一步控制卸料阀的开启。在另一优选实施方式中，电控柜能够控制：自所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时开始计时，待时间大于等于额定时间D时(即加入药剂与待处理药剂在混拌机中搅拌额定时间D)卸料阀开启、物料输出设备开启实现处理后物料的外输。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，混拌机不设连锁停止，手动控制停止；通常在每次物料输出设备输出处理后的物料完毕后，手动控制混拌机停止。不设定混拌机连锁控制，手动控制混拌机的停止，可以有效避免输送装置故障输送至混拌机，混拌机停止运行造成混合物料因无法搅拌造成非正常凝结。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，当该装置包含上药设备，上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂时，优选地，所述药仓称重模块能够连锁控制上药设备的关闭；在一具体实施方式中，当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备关闭从而停止向药仓补充药剂。更优选地，所述装置进一步包括电控柜，所述电控柜与称重模块和上药设备连接，所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同所述上药设备的停止之间的连锁控制关系；在一具体实施方式中，通过电控柜设定：当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备关闭从而停止向药仓补充药剂。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，当该装置包含上药设备，上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂时，优选地，当上药设备与药仓的进料口之间的连接管路上设有上药设备控制阀时，所述药仓称重模块进一步能够连锁控制上药设备控制阀；在一具体实施方式中，当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀关闭。更优选地，所述装置进一步包括电控柜，所述电控柜与称重模块和上药设备控制阀连接，所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同所述上药设备控制阀的关闭之间的连锁控制；在一具体实施方式中，通过电控柜设定：当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀关闭从而停止向药仓补充药剂。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述料斗设置料斗振动器(即料斗振料器)，用于实现料斗的振动预防料斗中的待处理岩屑发生物料堆积、架桥等现象。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述药仓设置药仓振动器(即药仓振料器)，用于实现药仓的振动预防药仓中的药剂发生物料堆积、架桥等现象。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述药仓垂直设置在混拌机上方。有利于避免相对流动性较好的岩屑“跑冒滴漏”现象，且减少料斗和混拌机的中间输送环节，缩短岩屑输送流程。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述料斗包括料斗主体，所述料斗主体为由上到下横截面积逐渐变小的偏心漏斗状结构，料斗的出料口设于横截面积最小的料斗主体的底部。更优选地，设置料斗振动器(即料斗振料器)，料斗振动器设于料斗主体的侧壁外壁面上，且该侧壁与料斗主体的底面之间的夹角小于等于其他侧壁与料斗主体的底面之间的夹角。偏心漏斗状设计，更有利于振动器的安装以及振动器发挥其作用。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述加药系统的数量为至少两套。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述药仓上药输送设备为螺旋输送设备。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述物料输出设备为斜坡输送带。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，该装置中各控制阀中至少之一选用气动蝶阀，该装置进一步设有空气空气压缩机，空气压缩机为气动蝶阀提供气源。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，当设置自控柜时，自控柜能够显示料斗称重模块、混拌机称重模块、药仓称重模块的实时计量值。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，优选地，所述药仓、药仓上药输送设备均采用密封设计。

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，所述料斗可以设置料斗支撑架；所述混拌机可以设置混拌机支座。

本发明还提供一种使用上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置进行岩屑随钻无害化处理的方法，该方法包括：

1)待处理岩屑进入料斗，料斗称重模块称得料斗中的岩屑达到一定数量后，料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料开始，料斗中的物料进入混拌机中；

2)待混拌机中的岩屑达到一定数量后，混拌机称重模块和/或料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料停止从而使料斗停止向混拌机输送待处理的岩屑，连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备开启向混拌机中输送岩屑无害化处理用药剂；

当向混拌机中输送的岩屑无害化处理用药剂达到一定数量后，混拌机称重模块和/或药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备关闭停止向混拌机中输送岩屑无害化处理用药剂；

3)在步骤2)过程中，混拌机称重模块和/或料斗称重模块和/或药仓称重模块连锁控制混拌机的启动；

4)待混拌机中的岩屑无害化处理用药剂与待处理岩屑混拌一段时间后，开启物料输出设备，将无害化处理后得到的产物通过物料输出设备输送出去，完成所述岩屑随钻无害化处理。

在水基钻井岩屑随钻无害化处理过程中，当药仓中的药剂量不足时，可以选择不影响使用装置进行无害化处理的时候，启动上药设备(当上药设备与药仓的进料口之间的连接管路上设置上药设备控制阀时，同时打开上药设备控制阀)进行药仓的药剂补充。

其中，岩屑无害化处理用药剂可以选用中国专利申请号为201710701578.3(发明名称为“一种聚磺钻井废弃物无害处化处理剂及其制备方法与应用”)中公开的聚磺钻井废弃物无害处化处理剂。

本发明提供的技术方案能够很好的适用于水基钻井岩屑随钻无害化处理，有效实现自动计量投药、与水基钻井岩屑进行混拌，极大的节约了人力同时提高了不同物料混拌的精度，从而确保水基钻井岩屑无害化处理工作一直保持稳定、高效的处理效果，为实现钻井废弃物减量化生产提供有力支持。

附图说明

图1为实施例1提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置立体示意图(为表示清楚，撬装箱1前端面的门板)。

图2为实施例1提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置的平面简图。

图3为实施例1中撬装箱示意图。

图4为实施例1中物料输出设备位置示意图。

图5为实施例1中料斗示意图。

图6为实施例1中料斗俯视图。

图7为实施例1中真空上料机连接关系示意图。

图8为使用实施例1提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置进行水基钻井岩屑随钻无害化处理的流程示意图。

图9为波纹板示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置(如图1-图7所示)，该装置为撬装设备，该装置包括：

撬装箱1、料斗5、料斗称重模块8、料斗控制阀4、两套加药系统(分别命名为第一套加药系统、第二套加药系统)、混拌机26、混拌机称重模块27、物料输出设备38、卸料阀40、两个立式水泵23(送水设备)、水箱24、电控柜14、空气压缩机15；每套加药系统包括药仓18、上药设备、药仓称重模块17、药仓控制阀20和药仓上药输送设备22，上药设备包括真空上料机11和罗茨风机16；料斗控制阀4、药仓控制阀20和上药设备控制阀10选用气动蝶阀，空气压缩机15分别与料斗控制阀4、药仓控制阀20和上药设备控制阀10连接，为气动蝶阀提供气源；药仓上药输送设备22选用螺旋输送设备；物料输出设备22选用斜坡输送带；其中，

撬装箱1为前侧面设有6扇门35的长方体状箱体结构(具体如图3所示)；所述撬装箱1由钢结构底座29、立柱30(数量为4根)、端板31、上框方钢管管组32、后侧板33、上端长侧板34、门35、加强横梁36、短侧板37、顶板组成，其中，顶板包括第一盖板2、第二盖板9、第三盖板12，第一盖板2、第二盖板9、第三盖板12选用格栅板；钢结构底座29、立柱30以及上框方钢管管组32构成长方体框架，在所述长方体框架的前后两个端面的上部分别设置平行于长边的加强横梁36；所述端板31设置于所述长方体框架的左右两端，所述长方体框架的前后两个端面上分别在加强横梁36与所述上框方钢管管组32之间设置上端长侧板34，所述长方体框架的后端面上在加强横梁36与钢结构底座29之间设置后侧板33，所述长方体框架的前端面上加强横梁36与钢结构底座29之间(如图3所示)设置6扇门35以及短侧板37，在所述长方体框架顶部由左到右依次铺设第一盖板2、第二盖板9、第三盖板12；撬装箱1的后端面设有出料口39，供物料输出设备38向外输出物料使用；撬装箱1顶板的顶面上沿四周设有保护护栏3；撬装箱1设有能够实现供工作或维修人员上下撬装箱顶板的顶面的爬梯13，爬梯13设有防坠落防护，所述保护护栏3在爬梯13相应的位置设有开口，供工作或维修人员出入使用；端板31、后侧板33、上端长侧板34、短侧板37均选用波纹板即瓦楞板(波纹板如图9所示)；

料斗5的出料口与混拌机26的进料口连接；在每套加药系统中，真空上料机11的出料口与药仓18的进料口连接，罗茨风机16与药仓18连接，真空上料机11通过罗茨风机16形成真空实现向药仓18输送药剂，药仓18的出料口与药仓上药输送设备22的进料口连接，药仓上药输送设备22的出料口与混拌机26的进料口连接；混拌机26的出料口与物料输出设备38连接；两个立式水泵23并联在一起，两个立式水泵23并联后的入水口端与所述水箱24的出水口连接，两个立式水泵23并联后的水出口端设有第一输水支路和第二疏水支路，其中第一疏水支路为备用供水管路用于提供备用供水接口，第二疏水支路用于向料斗5和混拌机26输水具体而言，第二疏水支路的水出口端分别与料斗5的进水口和混拌机26的进水口连接；

料斗5的出料口与混拌机26的进料口之间的连接管路上设有料斗控制阀4；在每套加药系统中，药仓18的出料口与药仓上药输送设备22的进料口之间的连接管路上设有药仓控制阀20，真空上料机11的出料口与药仓18的进料口的连接管路上设有上药设备控制阀10；混拌机26的出料口与物料输出设备38之间的连接管路上设有卸料阀40；在两个立式水泵23的并联管路中，两个立式水泵23的入水口端的支路上分别设有第2球阀45和第3球阀47，两个立式水泵23的水出口端的支路上分别设有第4球阀46和第5球阀48；两个立式水泵23并联后的水出口端与料斗5的进水口之间的连接管路上设有第1球阀44；第一输水支路(即外供水管线21)上设有第9球阀4；第2输水支路上设有第6球阀50，第二疏水支路的水出口端与混拌机26的进水口之间的连接管路上设有第7球阀51，第二疏水支路的水出口端与料斗5的进水口之间的连接管路上(即料斗给水管线7上)设有第8球阀52；

料斗称重模块8用于称量料斗55的重量；混拌机称重模块27用于称量混拌机26的重量；在每套加药系统中，药仓称重模块20用于称量药仓18的重量；料斗称重模块8连锁控制料斗控制阀4的开启，具体地：当料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A时，料斗控制阀4开启从而使得料斗5内的物料经料斗5的出料口与混拌机26的进料口之间的连接管路进入混拌机26；混拌机称重模块27连锁控制料斗控制阀4的关闭、混拌机26启动并锁定料斗控制阀4的开启功能禁止料斗控制阀4开启、每套加药系统的药仓控制阀20的开启和每套加药系统的药仓上药输送设备22的启动，具体地：当混拌机称重模块27称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀4关闭、混拌机26启动并锁定料斗控制阀4的开启功能禁止料斗控制阀4开启、混拌机26启动n分钟后每套加药系统的药仓上药输送设备22启动、药仓上药输送设备22启动后药仓控制阀20开启；从而使得料斗5停止向混拌机26输送待处理岩屑、药仓5内的药剂经药仓5的出料口与药仓上药输送设备22之间的连接管路进入药仓上药输送设备22然后通过药仓上药输送设备22输送至混拌机26中，在锁定料斗控制阀4的开启功能状态下不执行当料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗控制阀4的开启功能时同时发生料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗控制阀4开启)；在第一套加药系统中，药仓称重模块17连锁控制药仓控制阀20的关闭、药仓上药输送设备22的停止、上药设备控制阀10的关闭、真空上料机11的关闭和罗茨风机16的关闭，具体地：当药仓称重模块17称得药仓18的重量减少大于等于额定数值C时，药仓控制阀20关闭、在药仓控制阀20关闭m分钟后药输送设备22停止从而使得药仓5停止向混拌机26供给药剂，并将残留在药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；在第二套加药系统中，药仓称重模块17连锁控制药仓控制阀20的关闭、药仓上药输送设备22的停止、上药设备控制阀10的关闭、真空上料机11的关闭和罗茨风机16的关闭，具体地：当药仓称重模块17称得药仓18的重量减少大于等于额定数值C’时，在药仓控制阀20关闭m分钟后药输送设备22停止从而使得药仓5停止向混拌机26供给药剂，并将残留在药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；在每套加药系统中，当药仓称重模块17称得药仓18的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀10的关闭、真空上料机11的关闭和罗茨风机16的关闭；

上药设备控制阀10的开启、真空上料机11的开启和罗茨风机16的开启手动进行控制，当药仓18中的药剂量不足时，可以选择适当地时机开启上药设备控制阀10、真空上料机11和罗茨风机16进行药仓18中药剂的补充；

电控柜14设置PLC自控触摸屏，所述电控柜14通过模拟信号实现控制功能；电控柜14与料斗称重模块8、混拌机称重模块27、两个药仓称重模块17、料斗控制阀4、混拌机26、两个药仓控制阀20、两个药仓上药输送设备22、卸料阀40和物料输出设备38连接；电控柜14用以控制料斗称重模块8同料斗控制阀4的开启之间的连锁控制关系，电控柜14用以控制混拌机称重模块27同料斗控制阀4的关闭、药仓控制阀4的开启和药仓上药输送设备22的启动之间的连锁控制关系，电控柜14用以控制药仓称重模块17同药仓控制阀20的关闭和药仓上药输送设备22的停止之间的连锁控制关系，通过电控柜14设定：当料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A时，料斗控制阀4开启从而使得料斗5内的物料经料斗5的出料口与混拌机26的进料口之间的连接管路进入混拌机26；当混拌机称重模块27称得的重量大于等于额定数值B时，料斗控制阀4关闭、混拌机26启动并锁定料斗控制阀4的开启功能禁止料斗控制阀4开启、两个药仓控制阀20开启、两个药仓上药输送设备22启动，从而使得料斗5停止向混拌机26输送待处理岩屑、药仓5内的药剂经药仓5的出料口与药仓上药输送设备22之间的连接管路进入药仓上药输送设备22然后通过药仓上药输送设备22输送至混拌机26中，在锁定料斗控制阀4的开启功能状态下不执行当料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制(换言之，当锁定料斗控制阀4的开启功能时同时发生料斗称重模块8称得的重量大于额定数值A，则不执行料斗控制阀4开启)；在第一套加药系统中，当药仓称重模块17称得药仓18的重量减少大于等于额定数值C时，药仓控制阀20关闭、在药仓控制阀20关闭m分钟后药输送设备22停止从而使得药仓5停止向混拌机26供给药剂，并将残留在药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；在第二套加药系统中，当药仓称重模块17称得药仓18的重量减少大于等于额定数值C’时，药仓控制阀20关闭、在药仓控制阀20关闭m分钟后药输送设备22停止从而使得药仓5停止向混拌机26供给药剂，并将残留在药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；自两套药仓称重模块17称得药仓18的重量减少均大于等于额定数值时开始计时，待时间大于等于额定时间D时，卸料阀40开启、物料输出设备38开启实现处理后物料的外输；在每套加药系统中，当药仓称重模块称得药仓18的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀10的关闭、真空上料机11的关闭和罗茨风机16的关闭；并且自控柜14能够显示料斗称重模块8、混拌机称重模块27、两个药仓称重模块17的实时计量值；其中，A、B、C、C’、D、E、m的数值能够实现在电控柜14的PLC自控触摸屏上进行输入；

料斗5包括料斗主体和料斗支撑架53，所述料斗主体为由上到下横截面积逐渐变小的偏心漏斗状结构，料斗主体由4块料斗围板54和下料管56，4块料斗围板54围成一个上下开口且截面积由上到下逐渐变小的偏心锥结构，下料管56安装在偏心锥结构的底部开口处，4块料斗围板54的设置如图6所示；在陡峭角度最小的一块料斗围板54的外壁面设置料斗振料器6，用于实现料斗5的振动预防料斗5中的待处理岩屑发生物料堆积、架桥等现象；另外所述料斗主体上设有4个吊耳55；

混拌机26包括混拌机机体和混拌机支座25，混拌机机体设置在混拌机支座25上；

水箱24设有进水管线且进水管线上设有球阀42；水箱设有排污阀41；水箱24内设有液位标尺43用以显示水箱24内的水位；

在每套加药系统中，药仓18设置药仓振料器19，用于实现药仓18的振动预防药仓18中的药剂发生物料堆积、架桥等现象；

料斗5、两个真空上料机11均固定在撬装箱1顶板的顶面上，混拌机26、两个药仓18、两个罗茨风机16、两个药仓上药输送设备22、两台立式水泵46、水箱24、空气压缩机15、电控柜14均固定在撬装箱1的箱体内部；具体地，料斗5通过料斗支撑架53安装在撬装箱1的第一盖板2的顶面上，撬装箱1的箱体内部料斗5正下方的位置安装有混拌机26，混拌机26通过料混拌机支座25固定在在撬装箱1的箱体内；两套上药系统前后并排设置，在每套上药系统中，真空上料机11均固定在撬装箱1的第二盖板9的顶面上，撬装箱1的箱体内部真空上料机11正下方的位置固定药仓18，药仓上药输送设备22的低端(进料口端)安装在药仓18下方，药仓上药输送设备22的高端(出料口端)安装在混拌机26的上方；撬装箱1的箱体内部药仓上药输送设备22的下方固定水箱24以及两个立式水泵；电控柜14以及空气压缩机15安装在撬装箱1的箱体内部第三盖板12的正下方；

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，药仓18、药仓上药输送设备22均采用密封设计；上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置的两个真空上料机11分别通过软管57与药剂袋58连接，如图7所示。当药仓18进行药剂补充时，真空上料机11通过罗茨风机16形成的真空实现上料，真空上料机11通过软管57吸收药剂袋58内的药剂，然后输送至药仓18中进行药剂补充；

在上述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置中，混拌机26不设连锁停止，手动控制停止。

本实施例还提供一种使用本实施例提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置进行水基钻井岩屑随钻无害化处理的方法，具体包括如下步骤(流程如图8所示)实现：

(1)准备工作：

将料斗的进料口与待处理岩屑的输送管道连接；

在电控柜14的PLC自控触摸屏上设置A、B、C、C’、D、E、m、n的值(其中，A＝1000kg，B＝200kg，C＝25kg，C’＝25kg，D＝4min，E＝2000kg，m＝1.5min，n＝1min)，然后开启每套上药系统的上药设备控制阀10、真空上料机11和罗茨风机16进行药仓18中药剂的补充，当药仓称重模块17称得药仓18的质量为E时，药仓称重模块17连锁控制上药设备控制阀10、真空上料机11和罗茨风机16关闭；

将水箱的进水管线与现场供水管线28连接，将水箱注满；

(2)开始向料斗输送待处理岩屑，待料斗称重模块8称得料斗5的质量为A时，连锁料斗控制阀4开启，料斗中的物料进入混拌机中；

(3)当混拌机称重模块27称得混拌机26的质量达到B后，混拌机称重模块27连锁控制料斗控制阀4关闭从而使料斗5停止向混拌机26输送待处理的岩屑完成待处理岩屑定量输送至混拌机中，连锁控制混拌机26启动混拌机26开始运行并锁定料斗控制阀4的开启功能禁止料斗控制阀4开启，混拌机26启动n分钟后连锁控制两套加药系统的药仓上药输送设备22开启，药仓上药输送设备22开启后连锁控制药仓控制阀20开启向混拌机26中输送药仓中存放的药剂；

(4)当第一套加药系统的药仓称重模块17称得药仓5的质量减少量达到额定数值C时，第一套加药系统的药仓称重模块17连锁控制第一套加药系统的药仓控制阀20关闭、连锁控制在第一套加药系统的药仓控制阀20关闭m分钟后第一套加药系统的药输送设备22停止，第一套加药系统的药仓5停止向混拌机26供给药剂并在第一套加药系统的药仓5停止供给药剂后将残留在第一套加药系统的药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；

当第二套加药系统的药仓称重模块17称得药仓的质量减少量达到额定数值C’时，第二套加药系统的药仓称重模块17连锁控制第二套加药系统的药仓控制阀20关闭、连锁控制在第二套加药系统的药仓控制阀20关闭m分钟后第二套加药系统的药输送设备22停止，第二套加药系统的药仓5停止向混拌机26供给药剂并在第二套加药系统的药仓5停止供给药剂后将残留在第二套加药系统的药仓上药输送设备22中尚未来得及输送至混拌机26中的药剂输送至混拌机26中；

完成定量向混拌机26中输送药剂；

(5)待两套加药系统的药仓称重模块17称得药仓5的质量减少量均达到额定数值后电控柜14开始计时，待该时间达到额定时间D，电控柜控制卸料阀40开启、物料输出设备38开启，进行处理后物料的外输；完成待处理岩屑与药剂在混拌机26中混合处理后外输；在物料输出设备38完成处理后物料的外输后，手动控制混拌机36停止；

从而完成整个水基钻井岩屑随钻无害化处理。

其中，两套加药系统的药仓可以选用中国专利申请号为201710701578.3中实施例1公开的聚磺钻井废弃物无害处化处理剂。

如果水基钻井岩屑随钻无害化处理过程中或者处理后需要供水，则通过如下步骤实现水供给：

当混拌机26在作业过程中因工艺需要用水或者作业结束后进行清洗时：依次打开球阀44、球阀45、设置于球阀45和球阀46之间的立式水泵23、球阀46、球阀51和球阀51向混拌机26供水；和/或者依次打开球阀44、球阀47、设置于球阀47和球阀48之间的立式水泵23、球阀48、球阀50和球阀51，向混拌机26供水；

当料斗5在作业过程中因工艺需要用水或者作业结束后进行清洗时：依次打开球阀44、球阀45、设置于球阀45和球阀46之间的立式水泵23、球阀46、球阀50、球阀52向料斗5供水；和/或者依次打开球阀44、球阀47、设置于球阀47和球阀48之间的立式水泵23、球阀48、球阀50、球阀52向料斗5供水；

在除混拌机26和料斗5之外的其他设备需要水源时：将外供水管线21与需水设备的进水口连接，依次打开球阀44、球阀45、设置于球阀45和球阀46之间的立式水泵23、球阀46、球阀49向需水设备供水；和/或者将外供水管线21与需水设备的进水口连接，依次打开球阀44、球阀47、设置于球阀47和球阀48之间的立式水泵23、球阀48、球阀49向需水设备供水。

采用本实施提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理的方法对水基钻井废弃岩屑1-废弃岩屑6进行随钻无害化处理，处理结果的数据表如表1和表2所示。

表1：含水率对比表

表2：浸出液参数对比表

由表1和表2中的数据可以看出，使用本实施例提供的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置进行水基钻井岩屑随钻无害化处理，能够稳定、有效实现水基钻井岩屑随钻无害化处理，且处理过程环保。且仅需用极少的操作人员最少可为一人，即可实现高效率随钻岩屑无害化处理。

Claims (18)

1.一种水基钻井岩屑随钻无害化处理装置，该装置包括：料斗、料斗称重模块、加药系统、混拌机、混拌机称重模块、物料输出设备；所述加药系统包括药仓、药仓称重模块和药仓上药输送设备；其中，

所述料斗与所述混拌机连接从而实现料斗向混拌机供料，所述药仓与上药输送设备连接从而实现药仓向上药输送设备供药，所述上药输送设备与所述混拌机连接从实现上药输送设备向混拌机供药；所述混拌机与所述物料输出设备连接；

所述料斗称重模块用于称量料斗的重量；所述混拌机称重模块用于称量混拌机的重量；所述药仓称重模块用于称量药仓的重量；

所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口之间的连接管路上设有料斗控制阀；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口之间的连接管路上设有药仓控制阀；

所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制通过下述方式实现：所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理；

优选地，所述料斗控制阀和药仓控制阀选用气动蝶阀。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置进一步包含上药设备，所述上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂；

优选地，所述上药设备包括真空上料机和罗茨风机，所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口连接，所述罗茨风机与所述药仓连接，真空上料机通过罗茨风机形成真空实现向药仓输送药剂；

更优选地，所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口的连接管路上设有上药设备控制阀；

进一步优选地，所述上药设备控制阀选用气动蝶阀。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置进一步包括送水设备，所述送水设备的水出口与所述料斗的进水口和/或所述混拌机的进水口连接、所述送水设备的水入口与水源连接；

优选地，所述装置进一步包括水箱，所述水箱作为水源与送水设备的入水口连接；

更优选地，所述水箱内设有液位标尺，用以显示水箱内的水位。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置进一步包括电控柜，所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗向混拌机供料的开始与停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始与停止、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系；

优选地，所述电控柜设置PLC自控触摸屏；

优选地，所述电控柜通过模拟信号实现控制功能。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置为撬装设备，该装置设有撬装箱，所述撬装箱为设有门的箱体结构；所述料斗固定在撬装箱顶板的顶面上，所述混拌机、药仓、药仓上药输送设备均固定在撬装箱的箱体内部；

优选地，撬装箱设置为多开门箱体结构；

优选地，撬装箱设有出料口，供物料输出设备向外输出物料使用。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述水基钻井岩屑随钻无害化处理装置为撬装设备，具体包括：撬装箱、料斗、料斗称重模块、料斗控制阀、加药系统、混拌机、混拌机称重模块、物料输出设备、卸料阀、送水设备、水箱、电控柜；所述加药系统包括药仓、上药设备、药仓称重模块、药仓控制阀和药仓上药输送设备，所述上药设备包括真空上料机和罗茨风机；其中，

所述撬装箱为设有门的箱体结构；所述料斗、真空上料机固定在撬装箱顶板的顶面上，所述混拌机、药仓、罗茨风机、药仓上药输送设备、送水设备、水箱、电控柜均固定在撬装箱的箱体内部；

所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口连接；所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口连接，所述罗茨风机与所述药仓连接；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口连接，所述药仓上药输送设备的出料口与所述混拌机的进料口连接；所述混拌机的出料口与所述物料输出设备连接；所述送水设备的水出口与所述料斗的进水口和/或所述混拌机的进水口连接、所述水箱、与送水设备的入水口连接；

所述料斗的出料口与所述混拌机的进料口之间的连接管路上设有料斗控制阀；所述药仓的出料口与所述药仓上药输送设备的进料口之间的连接管路上设有药仓控制阀；所述混拌机的出料口与所述物料输出设备之间的连接管路上设有卸料阀；所述真空上料机的出料口与所述药仓的进料口的连接管路上设有上药设备控制阀；

所述料斗称重模块用于称量料斗的重量；所述混拌机称重模块用于称量混拌机的重量；所述药仓称重模块用于称量药仓的重量；所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块和所述药仓称重模块这三个称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动建立连锁控制，从而实现自控定量向混拌机中输送料斗中暂存的待处理岩屑以及定量向混拌机中输送药仓中暂存的处理岩屑用药剂进行岩屑无害化处理；

所述电控柜与所述料斗称重模块、所述混拌机称重模块、所述药仓称重模块、所述料斗控制阀、所述药仓控制阀和所述药仓上药输送设备连接；所述电控柜用以控制所述料斗称重模块、混拌机称重模块和药仓称重模块同料斗控制阀的开启与关闭、药仓控制阀的开启与关闭、药仓上药输送设备的启动与停止以及混拌机的启动之间的连锁控制关系。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其中，

所述料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的开始，当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始；

所述混拌机称重模块连锁控制料斗向混拌机供料的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始、药仓上药输送设备的启动和混拌机的启动，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制；

所述药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始；

优选地，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备在药仓向药仓上药输送设备供药停止后m分钟后关闭从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，该装置包括电控柜，

所述电控柜用以控制所述料斗称重模块同料斗向混拌机供料的开始之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时，料斗向混拌机供料开始；

所述电控柜用以控制所述混拌机称重模块同料斗向混拌机供料的停止、药仓向药仓上药输送设备供药的开始和药仓上药输送设备的启动之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动；其中，在锁定料斗向混拌机供料的开始功能状态下不执行当料斗称重模块称得的重量大于额定数值A时进行的连锁控制；

所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同药仓向药仓上药输送设备供药的停止和药仓上药输送设备的停止之间的连锁控制关系，通过电控柜设定：当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备停止；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备启动；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料、药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始；

优选地，当混拌机称重模块称得的重量大于等于额定数值B时，料斗向混拌机供料停止、混拌机启动并锁定料斗向混拌机供料的开始功能禁止料斗向混拌机供料，在混拌机启动n分钟后药仓上药输送设备启动，在药仓上药输送设备启动后药仓向药仓上药输送设备供药开始；

优选地，当所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时，药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备在药仓向药仓上药输送设备供药停止后m分钟后关闭从而实现将残留在药仓上药输送设备中尚未来得及输送至混拌机中的药剂输送至混拌机中。

10.根据权利要求5、7或9所述的装置，其中，

所述电控柜进一步控制混拌机向物料输出设备卸料的开始以及物料输出设备的开启；

优选地，电控柜能够控制：自所述药仓称重模块称得药仓的重量减少大于等于额定数值C时开始计时，待时间大于等于额定时间D时混拌机向物料输出设备卸料开始、物料输出设备开启实现处理后物料的外输；

更优选地，所述混拌机的出料口与所述物料输出设备之间的连接管路上设有卸料阀；所述电控柜进一步控制混拌机向物料输出设备卸料的开始通过下述方式实现：所述电控柜进一步控制卸料阀的开启。

11.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其中，当该装置包含上药设备，上药设备与所述药仓连接用以实现向药仓中输送药剂时，所述药仓称重模块能够连锁控制上药设备的关闭，当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备关闭；

优选地，当上药设备与药仓的进料口之间的连接管路上设有上药设备控制阀时，所述药仓称重模块进一步能够连锁控制上药设备控制阀，当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀关闭、上药设备关闭。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，当该装置包括电控柜时；所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同所述上药设备的停止之间的连锁控制关系；通过电控柜设定：当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备关闭；

优选地，所述电控柜用以控制所述药仓称重模块同所述上药设备的停止和上药设备控制阀之间的连锁控制关系通过电控柜设定：当药仓称重模块称得的重量大于等于额定数值E时，上药设备控制阀关闭、上药设备关闭。

13.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其中，所述料斗包括料斗主体，所述料斗主体为由上到下横截面积逐渐变小的偏心漏斗状结构，料斗的出料口设于横截面积最小的料斗主体的底部；

优选地，料斗设置料斗振动器，料斗振动器设于料斗主体的侧壁外壁面上，且该侧壁与料斗主体的底面之间的夹角小于等于其他侧壁与料斗主体的底面之间的夹角。

14.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其中，

所述药仓上药输送设备为螺旋输送设备；

所述物料输出设备为斜坡输送带；

所述料斗设置料斗振动器；

所述药仓设置药仓振动器；

所述药仓垂直设置在混拌机上方。

15.根据权利要求2所述的装置，其中，该装置中各控制阀中至少之一选用气动蝶阀，该装置进一步设有空气空气压缩机，空气压缩机为气动蝶阀提供气源。

16.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其中，所述药仓、药仓上药输送设备均采用密封设计。

17.使用权利要求1-16任一项所述的水基钻井岩屑随钻无害化处理装置进行岩屑随钻无害化处理的方法，该方法包括：

1)待处理岩屑进入料斗，料斗称重模块称得料斗中的岩屑达到一定数量后，料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料开始，料斗中的物料进入混拌机中；

2)待混拌机中的岩屑达到一定数量后，混拌机称重模块和/或料斗称重模块连锁控制料斗向混拌机供料停止从而使料斗停止向混拌机输送待处理的岩屑，连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药开始、药仓上药输送设备开启向混拌机中输送岩屑无害化处理用药剂；

当向混拌机中输送的岩屑无害化处理用药剂达到一定数量后，混拌机称重模块和/或药仓称重模块连锁控制药仓向药仓上药输送设备供药停止、药仓上药输送设备关闭停止向混拌机中输送岩屑无害化处理用药剂；

3)在步骤2)过程中，混拌机称重模块和/或料斗称重模块和/或药仓称重模块连锁控制混拌机的启动；

4)待混拌机中的岩屑无害化处理用药剂与待处理岩屑混拌一段时间后，开启物料输出设备，将无害化处理后得到的产物通过物料输出设备输送出去，完成所述岩屑随钻无害化处理。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，

步骤4)所述混拌时间为3-10min；

所述岩屑无害化处理用药剂选用中国专利申请号为201710701578.3中制备的聚磺钻井废弃物无害处化处理剂。

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