CN115475445B - 一种富含水钻屑沉降滤水装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置及其使用方法，该装置包括滤水罐，滤水罐的内壁四周安装有多个滤水缝板盒，滤水缝板盒上装有多个滤水缝板，滤水缝板为四棱柱结构，滤水缝板在滤水缝板盒表面凸出且与滤水缝板盒内部相通，滤水缝板盒为空心结构，滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，多个滤水缝板盒连续水平设置串连形成排水通道，滤水罐的下部装有排水阀门，排水阀门与排水通道连通。该装置采用自然沉降压实方法将富含水的钻屑中自由水析出，不添加任何化学处理剂，滤液中有效成分不被破坏，处理后的滤液可再次重复使用，以满足更高效、更安全、更经济，实现钻完井后钻屑的无害化清洁减量处理。该装置可重复多次使用，处理效率高。

Description

一种富含水钻屑沉降滤水装置及其使用方法

技术领域

本发明属于石油钻井行业固体废物处理与资源化技术领域，具体涉及一种富含水钻屑沉降滤水装置及其使用方法。

背景技术

随着石油与天然气钻井行业的技术发展，石油与天然气钻井中产生的钻屑也逐年增多，特别是钻完井后固液混合物大幅增加，钻完井后的固液物如何清洁化、安全性、经济处理，已严重制约着石油与天然气钻井行业，是当前油气田企业一项非常重要的工作。

针对各地政府对环境保护的要求，国内陆上油田逐渐重视对废弃钻井液的无害化治理。工作固液分离是废弃钻井液处理过程中的重要环节。降低废弃物中的含水量的比例越大，意味着残留下的固体物的体积越小，所需的处理费用也能越小，就能有效控制处理成本，体现经济效益。但目前国内石油钻井行业清洁生产工艺模式繁多，但都未能很好的解决废弃钻屑及泥浆的后续处置及重复利用。如“破胶+压滤”工艺，虽达到了岩屑减量目的，但此套工艺流程存在的问题是进行固液分离后产生的一定数量的压滤液含有大量的高价金属离子等成份，而无法正常排放或再次进入生产环节。物理自然沉降由于无新型技术只能自然沉降，滤液静止累计排出，时间效率低，固液分离后含水量高等技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富含水钻屑沉降滤水装置，克服现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种富含水钻屑沉降滤水装置的使用方法，实现钻完井后钻屑的无害化清洁减量处理。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种富含水钻屑沉降滤水装置，包括滤水罐，所述滤水罐的内壁四周安装有多个滤水缝板盒，所述滤水缝板盒上装有多个滤水缝板，滤水缝板为四棱柱结构，所述滤水缝板在滤水缝板盒表面凸出且与滤水缝板盒内部相通，所述滤水缝板盒为空心结构，所述滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，多个滤水缝板盒连续水平设置串连形成排水通道，所述滤水罐的下部装有排水阀门，所述排水阀门与排水通道连通。

所述滤水缝板盒包括高滤水缝板盒和低滤水缝板盒，所述高滤水缝板盒和低滤水缝板盒连续间隔设置，所述低滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，所述高滤水缝板盒两侧滤水缝面的高度与低滤水缝板盒滤水缝面口高度相同。

所述滤水缝板以排为单位，按照横、竖两种排列方式均匀间隔分布在滤水缝板盒上。

所述滤水罐的内壁四周设有多个滑轨，所述滤水缝板盒通过滑轨安装在滤水罐的内壁上。

所述滤水罐为敞口结构，所述滤水缝板盒的底部为开口结构，与滤水罐内壁贴合，所述滤水缝板盒的顶部与底部相对，且滤水缝板设于滤水缝板盒顶部，所述滤水缝板的两个相对侧面为开口结构；所述滤水缝板与滤水缝板盒可拆卸连接或固定连接。

同一排滤水缝板的间隔为0.2-0.4cm，相邻排滤水缝板的间隔为0.2-0.4cm。

所述滤水缝板为梯形六面体，所述梯形六面体的底面为开口，与滤水缝板盒上开设的通孔相通，所述梯形六面体的四个侧面分别为两个相对的长梯形面和两个相对的短梯形面，两个相对的长梯形面为开口结构，顶面与底面相对，所述顶面与两个相对的短梯形面均为封闭结构。

所述滤水缝板盒上侧面装有提升吊耳。

一种富含水钻屑沉降滤水装置的使用方法，在滤水罐中加入富含水钻屑，在重力作用下，固相向下沉降的同时，水通过滤水缝板盒上的滤水缝板进入排水通道，通过排水阀门将滤液排出收集到滤液罐内；

重复上述步骤，待固相堆积超过该罐高度的四分之三后采用挖掘机将固相挖出堆放，收集的滤液打入钻井生产水罐用于现场使用。

富含水钻屑中水的质量百分比为40-80%。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种富含水钻屑沉降滤水装置，采用高滤水缝板盒和低滤水缝板盒间隔分布的形式，一方面降低材质成本，另一方面低滤水盒自身在作为滤水盒的同时还兼顾滤水盒整体内循环系统的作用，经济实用性强。

滤水缝板采用横、竖两种排列方式均匀分布在滤水缝板盒上，有效增大了滤水罐控水面积，不易堵塞；滤水缝板采用梯形六面体结构，提高了滤缝的防堵效果。采用滑轨进行抽拉方式安装滤水缝板盒，方便拆取和安装。

使用该装置采用自然沉降压实方法将富含水的钻屑中自由水析出，不添加任何化学处理剂，滤液中有效成分不被破坏，处理后的滤液可再次重复使用，以满足更高效、更安全、更经济，实现钻完井后钻屑的无害化清洁减量处理。该装置可重复多次使用，处理效率高。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式结构示意图；

图2是高滤水缝板盒的一种实施方式结构示意图；

图3是滤水缝板的局部放大图。

图中：1、滤水罐；2、高滤水缝板盒；3、低滤水缝板盒；4、滤水缝板；5、滑轨；6、排水阀门。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，包括滤水罐1，所述滤水罐1的内壁四周安装有多个滤水缝板盒，所述滤水缝板盒上装有多个滤水缝板4，滤水缝板4为四棱柱结构，所述滤水缝板4在滤水缝板盒表面凸出且与滤水缝板盒内部相通，所述滤水缝板盒为空心结构，所述滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，多个滤水缝板盒连续水平设置串连形成排水通道，所述滤水罐的下部装有排水阀门6，所述排水阀门6与排水通道连通。

本实施例提供的这种富含水钻屑沉降滤水装置，通过设置滤水缝板盒，使钻屑中的自由水通过滤水缝板盒上滤水缝板4的滤水缝面进入滤水缝板盒内进行收集，最后通过排水阀门6将滤液排出。而且滤水缝板盒采用平铺覆盖在滤水罐1内壁，大幅增加了滤水面积，提高了分离效率。

使用该装置，使钻屑沉降和滤水过程同时进行，时间效率高，且固液分离后含水量低，克服了现有技术自然沉降存在的技术问题，处理后的滤液可再次重复使用，以满足更高效、更安全、更经济，实现钻完井后钻屑的无害化清洁减量处理。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，所述滤水缝板盒包括高滤水缝板盒2和低滤水缝板盒3，所述高滤水缝板盒2和低滤水缝板盒3连续间隔设置，所述低滤水缝板盒3两侧均为滤水缝面，所述高滤水缝板盒2两侧滤水缝面的高度与低滤水缝板盒3滤水缝面口高度相同。

如图1所示，滤水缝板盒有高滤水缝板盒2和低滤水缝板盒3低两种，高滤水缝板盒2与滤水罐1持平，低滤水缝板盒3高度大于滤水罐1的一半，滤液经过滤水缝板盒滤水缝面，进入到滤水缝板盒内，滤水缝板盒内部空心结构，与滤水罐1内壁贴合，可串联形成滤液的内排水系统，低滤水缝板盒3滤水缝面的高度为内排水系统的高度。

本实施例采用高滤水缝板盒2和低滤水缝板盒3间隔分布的形式，一方面降低材质成本，另一方面低滤水盒自身在作为滤水盒的同时还兼顾滤水盒整体内循环系统的作用，经济实用性强。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，如图1所示，所述滤水缝板4以排为单位，按照横、竖两种排列方式均匀间隔分布在滤水缝板盒上。

本实施例滤水缝板4采用横、竖两种排列方式式均匀分布在滤水缝板盒上，有效增大了滤水罐1控水面积，不易堵塞。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，如图1所示，所述滤水罐1的内壁四周设有多个滑轨5，所述滤水缝板盒通过滑轨5安装在滤水罐1的内壁上。

滤水缝板盒通过滑轨5安装在滤水罐1垂直面（内壁）上，采用抽拉方式方便拆取和安装。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，所述滤水罐1为敞口结构，所述滤水缝板盒的底部为开口结构，与滤水罐1内壁贴合，所述滤水缝板盒的顶部与底部相对，且滤水缝板4设于滤水缝板盒顶部，所述滤水缝板4的两个相对侧面为开口结构；所述滤水缝板4与滤水缝板盒可拆卸连接或固定连接。

如图1所示，滤水罐1为敞口罐，罐内承载钻屑，可以在四角上下用拉筋加固，具有承受满体积钻屑不变形的特性。待钻屑堆积超过滤水罐1高度的四分之三后采用挖掘机将固相挖出堆放。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，同一排滤水缝板4的间隔为0.2-0.4cm，相邻排滤水缝板4的间隔为0.2-0.4cm。

如图2所示，滤水缝板4，以横、竖两种排列形式均匀分布在滤水缝板盒上，平均分布在滤水缝板盒表面相距0.2-0.4cm，每个结构平均相距0.2-0.4cm。

实施例7：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，如图3所示，所述滤水缝板4为梯形六面体，所述梯形六面体的底面为开口，与滤水缝板盒上开设的通孔相通，所述梯形六面体的四个侧面分别为两个相对的长梯形面和两个相对的短梯形面，两个相对的长梯形面为开口结构，顶面与底面相对，所述顶面与两个相对的短梯形面均为封闭结构。

滤水缝板4采用梯形六面体结构，增大了侧面（长梯形面）滤水缝面的面积，因此提高了滤缝的防堵效果。

实施例8：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，所述滤水缝板盒上侧面装有提升吊耳。

通过提升吊耳，方便对滤水缝板盒进行拆装及抽拉。吊耳焊接在滤水缝板盒上，可承受大于2吨的提升拉力。

实施例9：

本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置，如图1所示，包括滤水罐1和滤水缝板盒，滤水缝板盒为多个且连续安装在滤水罐1的内壁一周，滤水缝板盒通过滑轨5安装在滤水罐1垂直面上。滤水罐1采用敞口立体结构，用于放置含水钻屑；滤水缝板盒上设有滤水缝板4，滤水缝板4采用梯形六面体结构，以横、竖两种排列形式均匀分布在滤水缝板盒上；滤水缝板盒的两侧为开口状，即两侧为滤水缝面，内部为空心结构，所有的滤水缝板盒串联起来，其内部空间形成排水通道，排水通道与滤水罐1外的排水阀门6连通。滤液先经过滤水缝板4结构，进入滤水缝板盒内排水用到，最后通过阀门实现滤液的排出。

该富含水钻屑沉降滤水装置采用可焊接钢材质，厚度1-2cm，该装置可整体运输和切割后运输，便于该设备重复使用。滤水罐1是敞口立体罐，四角上下用拉筋加固，具有承受满体积钻屑不变形的特性；在滤水罐1垂直面焊接有多个滑轨5，每个滑轨5的长度为整体长度的二十分之一。滤水缝板盒与滑轨5缝隙宽度小于0.5cm。滤水缝板4采用梯形六面体结构，以横、竖两种排列形式均匀分布在滤水缝板盒上，平均分布在滤水缝板盒表面相距0.2-0.4cm，每个结构平均相距0.2-0.4cm。

滤水缝板盒有高滤水缝板盒2和低滤水缝板盒3低两种，高滤水缝板盒2与滤水罐1持平，低滤水缝板盒3高度大于滤水罐1的一半，滤液经过滤水缝板盒滤水缝面，进入到滤水缝板盒内，滤水缝板盒内部空心结构，与滤水罐1内壁贴合，可串联形成滤液的内排水系统，低滤水缝板盒3滤水缝面的高度为内排水系统的高度。滤水缝板盒的顶部有可提升吊耳，吊耳可承受大于2 吨的提升拉力。

排水开关在滤水罐1的每各侧面至少保证3 个，距离地面3-5cm，该排水开关位蝶阀类排水开关，采用丝扣连接，便于堵塞后易拆除清理。

实施例10：

本实施例提供了一种富含水钻屑沉降滤水装置的使用方法，在滤水罐1中加入富含水钻屑，在重力作用下，固相向下沉降的同时，水通过滤水缝板盒上的滤水缝板4进入排水通道，通过排水阀门6将滤液排出收集到滤液罐内；

重复上述步骤，待固相堆积超过该罐高度的四分之三后采用挖掘机将固相挖出堆放，收集的滤液打入钻井生产水罐用于现场使用。

具体实施过程如下：

1）将1.5cm 的钢板焊接成长*宽*高为20*5*2m 的敞口滤水罐1，罐体四角10cm 的拉筋焊接，对敞口滤水罐1进行加固，可成装20m³的有效容积。

2）根据设计要求，用1.5cm 的钢板在滤水罐1的内壁上焊接成两种高度

的滤水缝板盒框架（滑轨5）。

3）在滤水缝板盒的底面切割成横竖两种型号的滤缝，在滤水盒上均匀焊接横四棱柱和竖四棱柱；在本实施例中为梯形六面体。

4）将滤水缝板盒插入到焊接好的框架中，滤水缝板盒的敞口面贴附在滤水罐1的内壁，在滤水缝板盒的上部焊接两个抗拉大于2 吨的吊环，保证滤水缝板盒抽拉便捷。

5）两种规格的滤水缝板盒串联起来，滤水缝板盒相互串联后组成了滤水罐1的内循环系统（排水通道）。

6）在滤水罐1外侧底部开孔，安装4 寸的蝶阀作为排水开关。

7）在安装好的滤水罐1装置中加入40%含水钻屑8 方，静止后在重力作用下水析出，通过排水开关，将滤液收集到滤液罐里。

8）重复流程7）的操作，滤水罐1内无滤液后再次加入40%含水钻屑8 方，滤液有析出后，通过排水开关，将滤液收集到滤液罐里，处理时间1.3h。

9）该装置可实现重复7）操作2-3 次，待固相堆积超过该罐高度的四分之三后采用挖掘机将固相挖出堆放。收集的滤液打入钻井生产水罐用于现场使用。

共处理含水钻井岩屑352 方，处理完后，固相体积272 方，钻屑总体积减少22.73%，处理后的滤液全部用于钻井生产水应用。

其中，富含水钻屑中水的质量百分比为40-80%。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种富含水钻屑沉降滤水装置，其特征在于：包括滤水罐，所述滤水罐的内壁四周安装有多个滤水缝板盒，所述滤水缝板盒上装有多个滤水缝板，滤水缝板为四棱柱结构，所述滤水缝板在滤水缝板盒表面凸出且与滤水缝板盒内部相通，所述滤水缝板盒为空心结构，所述滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，多个滤水缝板盒连续水平设置串连形成排水通道，所述滤水罐的下部装有排水阀门，所述排水阀门与排水通道连通；

所述滤水缝板以排为单位，按照横、竖两种排列方式均匀间隔分布在滤水缝板盒上；

所述滤水缝板盒包括高滤水缝板盒和低滤水缝板盒，所述高滤水缝板盒和低滤水缝板盒连续间隔设置，所述低滤水缝板盒两侧均为滤水缝面，所述高滤水缝板盒两侧滤水缝面的高度与低滤水缝板盒滤水缝面口高度相同；

所述滤水罐的内壁四周设有多个滑轨，所述滤水缝板盒通过滑轨安装在滤水罐的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置，其特征在于：所述滤水罐为敞口结构，所述滤水缝板盒的底部为开口结构，与滤水罐内壁贴合，所述滤水缝板盒的顶部与底部相对，且滤水缝板设于滤水缝板盒顶部，所述滤水缝板的两个相对侧面为开口结构；所述滤水缝板与滤水缝板盒可拆卸连接或固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置，其特征在于：同一排滤水缝板的间隔为0.2-0.4cm，相邻排滤水缝板的间隔为0.2-0.4cm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置，其特征在于：所述滤水缝板为梯形六面体，所述梯形六面体的底面为开口，与滤水缝板盒上开设的通孔相通，所述梯形六面体的四个侧面分别为两个相对的长梯形面和两个相对的短梯形面，两个相对的长梯形面为开口结构，顶面与底面相对，所述顶面与两个相对的短梯形面均为封闭结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置，其特征在于：所述滤水缝板盒的上侧面装有提升吊耳。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置的使用方法，其特征在于：在滤水罐中加入富含水钻屑，在重力作用下，固相向下沉降的同时，水通过滤水缝板盒上的滤水缝板进入排水通道，通过排水阀门将滤液排出收集到滤液罐内；

重复上述步骤，待固相堆积超过该滤水罐高度的四分之三后采用挖掘机将固相挖出堆放，收集的滤液打入钻井生产水罐用于现场使用。

7.根据权利要求6所述的一种富含水钻屑沉降滤水装置的使用方法，其特征在于：富含水钻屑中水的质量百分比为40-80%。