CN204877331U - 一种环保集成式钻井废弃物的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环保集成式钻井废弃物的处理装置，包括由上往下依次设置的塔体、除气机构、混配箱和储存箱，塔体设置有钻井液入口，储存箱设置有钻井液出口，塔体配置有超声波振动筛和电机，超声波振动筛包括超声波发生器、传动立杆和多级超声波筛网，传动立杆竖立在塔体内，多级超声波筛网穿设在传动立杆上并能够以该传动立杆为轴旋转，多级超声波筛网至少包括上下设置的除砂超声波筛网和除泥超声波筛网。提高了除砂除泥、除气、混配操作效率，筛网每层均由若干个扇形小筛网拼装，而且整体设备结构简洁，功能集成，设备制备成本低，占地面积小，无论是初期配置和后期设备转移都非常的方便，极适于作为钻井现场钻井液废弃物处理的配置。

Description

一种环保集成式钻井废弃物的处理装置

技术领域

本实用新型属于油气田钻井工程技术领域，具体涉及一种集成式钻井废弃物的处理装置。

背景技术

石油钻井现场产生的钻井液屑若处理不当会对土地造成污染，目前多数陆上钻井废弃泥浆和岩屑堆置在钻井现场，这一处置方法严重制约了油田环境保护工作的发展，已经成为当前油田急需解决的重大环保问题之一。国内当前广泛是在钻机旁挖一500～1500立方的液浆沉淀池，在浆液沉淀池中铺上防水布作为阻隔，但实际使用效果并不佳，由于防水布很容易破损和风化，导致有毒有害的钻井泥浆容易外溢，在雨水的冲刷下，造成大面积土地被污染荒废。

对陆上钻井废弃物分离再回收和再利用是钻井液中对钻井产生的废弃物做到环保处理，而最好的环保处理方式无疑是泥浆不落地处理的主流趋势，钻井废弃物再回收和再利用包括以下几个方面：重复利用泥浆、不合格泥浆的再生处理、固化泥屑的道路撒播、岩屑用于建筑目的的重新使用、岩屑湿地恢复、含油岩屑作为燃料使用。处理后的岩屑可用于以下几个方面：填充材料、固井用砂、垃圾填埋场日常的覆盖材料、混凝土、砖或石板制造的填充料或骨料、岩屑也可现场利用制造建筑材料，也可运送到贮存场另做他用。

钻井废弃物再回收和再利用的前提是要对钻井现场产生的钻井液进行处理，尤其是对于要实现钻井液的循环使用，必须对钻井液进行有效除砂除泥，提高钻井液固相控制系统的处理效率。提高钻井液中固相物质的去除率，从经济角度分析，提高固体控制系统效率可减少钻井液稀释和废弃钻井液处理所用的资金。

现有钻井液固相控制系统主要包括振动筛、除砂器、除泥器以及离心机，使用高效振动筛或多级振动筛及高速离心机可大大提高钻井液中固相物质的去除率。现有钻井液固相控制系统大多集成度不高，系统中除砂和除泥工序大多采用各自独立的设备进行，因此需要在两设备之间另安装钻井液转送配置，这样就造成系统的占地面积始终较大，运行成本也高，系统初期投建成本高，且搬迁也十分不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种钻井废弃物的处理装置，结构简单，各组件高度集成，设备占地面积小，除砂、除泥连续进行，提高处理效率。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种环保集成式钻井废弃物的处理装置，包括由上往下依次设置的塔体、除气机构、混配箱和储存箱，所述塔体设置有钻井液入口，所述储存箱设置有钻井液出口，所述塔体配置有超声波振动筛和电机，所述超声波振动筛包括超声波发生器、传动立杆和多级超声波筛网，所述传动立杆竖立在塔体内，所述多级超声波筛网穿设在所述传动立杆上并能够以该传动立杆为轴旋转，所述多级超声波筛网至少包括上下设置的除砂超声波筛网和除泥超声波筛网，以实现从钻井液入口进入塔内的钻井液依次经由除砂超声波筛网除砂后自由下落至除泥超声波筛网除泥，之后进入所述除气机构除气，混配箱添加物料和进入储存箱备用。

上述技术方案中的传动立杆可以为内外多层结构，与各级超声波筛网相对应，以实现不同级的超声波筛网具有不同的超声波工作频率，利用分离超声波频率可调的特点，针对不同地质层所钻出岩屑及泥选择最佳的作业频率，从而确保分离效果。

优选地，所述超声波筛网具有中间高边缘低的锥形过滤面，从而能够使流状钻井液沿着锥形过滤面均匀分布，提高超声波筛网的有效工作面积，另外，将超声波筛网设计成锥面亦有助于从钻井液中分离出来的大块砂粒能够沿着锥面迅速转移至筛网周边地带，所述每一级锥形筛网由若干个扇形小筛网组成，目的：便于更换，降底筛网使用成本，因筛网不可能大面积损坏，在小范围内损坏时仅需要更换其中一小块而节省筛网成本。这样一方面提高了超声分离的速率，同时又能够使流状钻井液顺利漏下不滞留。

优选地，所述超声波筛网的孔径为100～300目(可自由选择)。该目数的超声波筛网主要是将钻井液中的沙泥分离掉，以减小沙对机械设备和密封构件的磨损，提高回收泥浆的质量。而将细沙泥保留在钻井液中，以使钻井液循环使用，被超声波筛网选留下来的细沙泥在超声波的作用下进一步在钻井液中混合均匀并进行除气，提高钻井液的粘度和润滑性能，保证钻井液的循环使用而达到更好的效果。

在钻井过程中，降低含沙量的优质泥浆能够大大降低卡钻和粘钻的事故，对钻杆、钻铤、螺杆钻具、钻头等机械件的磨损量减少，同时，高质量的优质钻井液可以减轻对钻井泵活塞、缸体的磨损，从而减少对泥浆泵的修护，在钻井过程中，高质量的钻井液能提高钻井效率，帮助钻杆快速穿过油气层并减轻对油气层的污染，提高单井油气产量。

优选地，所述塔体外侧对应所述超声波筛网设置有将从超声波筛网上分离出来的固体废弃物排出的出料装置，所述出料装置依次连接有离心机、输送带和存料罐，所述输送带上配置有烘干装置，优选蒸汽烘干，气体可利用发动机排出，在现场还可按照实际需要配置离心甩干机。将除砂超声波筛网分离出的砂粒烘干，能够防止砂粒间互相粘结，提高砂粒的分散性便于后续袋装和再利用。最佳处理方式：将分离出来的砂屑拌水泥作为固井回注用掉，既无污染又废物利用。

进一步地，存料罐配置有袋装装置，从而将除砂获得的砂粒进行有效装运，避免堆积带来的污染，为钻井屑无污染创造切实可行的实施条件。

优选地，所述塔体内对应钻井液入口设置有孔径为6mm或以上的的过滤网。将钻井液中6mm粒径以上的大颗粒砂粒首先分离出来，一方面能够将这部分大颗粒的砂粒有效利用起来，另一方面也有利于下一步的除砂除泥分离工序，因为大颗粒的砂粒会极易给超声波筛网造成伤害而增加筛网的使用成本。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点：提供了一种环保集成式钻井废弃物的处理装置，使除砂和除泥能够在塔内上下连续逐次进行，大大提高了除砂除泥效率；本发明设计采用多级上下设置的超声波筛网对钻井液进行连续分离，充分利用钻井液流状特性，在重力作用下从上级分离筛自然流转到下级分离筛上，因为无需额外设置转料仓、管道和动力设备等，再与除气机构、混配箱和储存箱上下设置，使设置功能集成，便于维护及保养，更方便了整套设置的自动控制、操作显示，具备较大的安全性。

采用的多级超声波分筛网分离技术替代了原来的机械振动技术，使除砂除泥后的钻井液的质量得到了很大的提高，循环使用效果更好。钻井液经由超声波筛网分离后仍保留在钻井液中的细沙泥，在超声波分离过程中能够更好地与钻井液混合均匀，修补了钻井液的粘度，且这部分保留下来的细沙泥又进一步提高了钻井液的润滑性，实现了钻井液在井下循环使用时保护钻杆和确保钻井液携带能力的目的。

由于筛网目数变细后，减少了后面除泥机及高速除泥机的负荷，再通过坏泥浆絮凝机配合使用，达到泥浆始终能循环使用的目的。

附图说明

图1为实施例中环保集成式钻井废弃物的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例中的环保集成式钻井液的除砂除泥处理装置，通过采用超声波过滤筛网对从井下排出的钻井液进行除砂、除泥、除气、混配、储存回用，能够对分离出的砂粒和处理后的钻井液实现较好的回收或循环再利用，获得较好分离效果的同时也实现了处理效率的提高。

该处理装置的具体结构如图1所示，包括竖立的塔体1和安装在塔体1上的超声波振动筛，塔体1的上端位置成型有钻井液入口1.1，塔体1下方依次设置有除气机构12、混配箱13和储存箱14，所述储存箱14上设置有钻井液出口1.2。所述塔体1内对应钻井液入口1.1设置有孔径为6mm或以上的过滤网板，用于对钻井液中较大的颗粒杂质进行分离，防止其掉落至超声波筛网上对筛网造成磨损。所述超声波振动筛包括超声波发生器2、传动立杆3和多级超声波筛网4，传动立杆3竖立设置在塔体1内，其上端与超声波发生器2配合，下端伸入塔体1内的分离作业腔，超声波发生器2与电机11相连；超声波筛网4包括除砂超声波筛网4.1和除泥超声波筛网4.2，当然，针对实际分离作业需要也可设置额外的除砂、除泥超声波筛网，本实施例中的除砂超声波筛网4.1和除泥超声波筛网4.2以上下间隔的方式穿设在传动立杆3上，并能够以传动立杆3为轴作缓慢旋转，钻井液入口1.1与传动立杆3相交以使从钻井液入口1.1进入的钻井液顺利流经超声波筛网4。

上述超声波筛网4为圆盘伞状，具有中间高边缘低的锥形过滤面，从而能够使流状钻井液沿着锥形过滤面均匀分布，提高超声波筛网4的有效工作面积，另外，将超声波筛网4设计成锥面亦有助于从钻井液中超声分离出来的砂粒能够沿着锥面迅速转移至筛网周边地带，这样，一方面提高了超声分离的速率，同时又能够使流状钻井液顺利漏下不滞留。进一步，塔体1外侧对应超声波筛网4顺次安装有出料装置10、离心机5、输送带6和存料罐8，输送带6上配置有蒸汽烘干7，存料罐8配置有袋装装置9，从超声波筛网4分离出的砂、粗泥依次经过离心、烘干和袋装实现收集，可直接转运再利用，替代传统的堆放，节省了钻进现场的占地，并有助于减少土地污染，更加环保。

本实施例中三级除砂除泥超声波筛网的孔径分别为100目、150目和200～300目。

上述结构的处理装置，由除砂除泥塔体1、除气机构12、混配箱13和储存箱14上下设置而成，采用纵向处理方式，钻井液从塔顶的钻井液入口1.1注入，依次经过过滤网板粗滤，除去钻井液中较大颗粒物质，然后经由超声波筛网4除砂除泥，钻井液再落入除气机构12进行除气，进入混配箱13，通过向钻井液中试剂，最后得到的钻井液流入储存箱14内储备，通过钻井液出口1.2实现井下循环使用。而由超声波筛网过滤得到的颗粒废弃物经过离心、烘干和袋装可实现他用，如填油气废井。采用超声波筛网分离钻井液中废屑的方式所获得的钻井液其保留了细泥，超声波使留存的细泥与钻井液混合得更加均匀，提高了钻井液的润滑性和粘度，有助于确保钻井液循环使用的作业性能。

上述结构的环保集成式钻井液废弃物的处理装置大大提高了除砂除泥、除气、混配操作效率，而且整体设备结构简洁，功能集成，设备制备成本低，占地面积小，无论是初期配置和后期设备转移都非常的方便，极适于作为钻井现场钻井液废弃物处理的配置。

Claims (7)

1.一种环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：包括由上往下依次设置的塔体、除气机构、混配箱和储存箱，所述塔体设置有钻井液入口，所述储存箱设置有钻井液出口，所述塔体配置有超声波振动筛和电机，所述超声波振动筛包括超声波发生器、传动立杆和多级超声波筛网，所述传动立杆竖立在塔体内，所述多级超声波筛网穿设在所述传动立杆上并能够以该传动立杆为轴旋转，所述多级超声波筛网至少包括上下设置的除砂超声波筛网和除泥超声波筛网，以实现从钻井液入口进入塔内的钻井液依次经由除砂超声波筛网除砂后自由下落至除泥超声波筛网除泥，之后进入所述除气机构除气，混配箱添加物料和进入储存箱备用。

2.根据权利要求1所述的环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述超声波筛网具有中间窄边缘宽的锥形过滤面。

3.根据权利要求2所述的环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述超声波筛网是由若干扇形小筛网拼装而成。

4.根据权利要求1所述的环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述超声波筛网的孔径为100～300目。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述塔体外侧对应所述超声波筛网设置有将从超声波筛网上分离出来的固体废弃物排出的出料装置，所述出料装置依次连接有离心机、输送带和存料罐，所述输送带上配置有烘干装置。

6.根据权利要求5所述的环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述存料罐配置有袋装装置。

7.根据权利要求1所述的环保集成式钻井废弃物的处理装置，其特征在于：所述塔体内对应钻井液入口设置有孔径为6mm或以上的的过滤网。