CN205259985U - 钻井泥浆不落地处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井泥浆不落地处理系统，该系统包括泥浆砂石分离装置、气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐，泥浆砂石分离装置设置于钻井井口处，泥浆砂石分离装置具有两个出口且两个出口分别与气浮装置和多级反渗透分离装置相连接，气浮装置和多级反渗透分离装置进行钻井泥浆分离作业，气浮装置和多级反渗透分离装置分离出的固体废物排出处理，气浮装置和多级反渗透分离装置分离出的水进入储水罐可另作他用。本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统，结构简单，可广泛应用于油气钻探行业中的废弃钻井泥浆处理作业。

Description

钻井泥浆不落地处理系统

技术领域

本实用新型涉及钻井泥浆回收处理技术领域，具体涉及一种钻井泥浆不落地处理系统。

背景技术

长期以来，陆地上进行油气钻探，都是预先在钻机附近挖掘泥浆池来集中收集存放钻井过程中不断排出的废弃钻井泥浆，再通过固化掩埋的方法进行处理。这些废弃钻井泥浆是由超过十八大类多达百种的有机化合物与随钻井设备从地层中携带的原油、重金属等组成，含有大量有害物质。泥浆池占用大量的土地资源，而且实际上并没有对废弃泥浆进行无害化达标处理。这些废弃钻井泥浆（列入国家环保部2008固体危害废弃名录）被长期储存于泥浆池中，很容易造成渗漏，对自然环境、地下水源造成污染。

实现废弃钻井泥浆不落地连续达标处理是目前传统整体外排固话处理模式的一种有效方法，这种技术在国内石油钻井环保治理领域尚属空白。钻屑和泥沙是钻井过程中连续产生的，总量不大，但是由于含有大量不规则固体颗粒，颗粒表面粘附有大量钻井泥浆，不易输送和清理。钻井过程中替换的泥浆、完井后排出的泥浆短时间排出总量较大，一般处理设备抗冲击能力有限，无法进行快速处理。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种钻井泥浆不落地处理系统，该系统包括泥浆砂石分离装置、气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐，泥浆砂石分离装置设置于钻井井口处，泥浆砂石分离装置具有两个出口且两个出口分别与气浮装置和多级反渗透分离装置相连接，气浮装置和多级反渗透分离装置进行钻井泥浆分离作业，分离出的固体废物排出处理，分离出的水进入储水罐可另作他用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种钻井泥浆不落地处理系统，包括设置于钻井井口处的泥浆砂石分离装置，泥浆砂石分离装置包括由外罐体、内罐体、罐体底部机构构成的箱型罐体以及与箱型罐体相连接的泥浆泵、注气泵、绞龙输送机和电控柜，内罐体的顶部设置有泥浆注入头，内罐体的内部装置有气裂式分离筛搅拌器，气裂式分离筛搅拌器包括搅拌锚、搅拌轴和搅拌电机，外罐体与内罐体之间连接形成有两个环形空腔，两个环形空腔包括竖直方向空腔和水平方向空腔，水平方向空腔内安装有振动器，竖直方向空腔与水平方向空腔的连接处安装有隔板，泥浆泵下部设置有一号出口，绞龙输送机的上部装有水洗喷淋口，绞龙输送机的顶端连接绞龙电机且顶端一侧安置一收集罐，绞龙输送机的顶端与收集罐之间设置有一挡板，绞龙输送机的末端设置有二号出口，罐体底部机构的罐体出口部位安装有电磁阀开关，内罐体包括内罐体上部和内罐体下部，内罐体上部与外罐体固定连接，内罐体下部通过轴承和密封圈与内罐体上部相连接，内罐体下部上附有圆筒漏斗状筛网框；该系统还包括气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐，气浮装置包括气浮装置接口端和气浮装置出口端，多级反渗透分离装置包括多级反渗透分离装置接口端和多级反渗透分离装置出口端，多级反渗透分离装置接口端与泥浆砂石分离装置的一号出口相连接，气浮装置接口端与泥浆砂石分离装置的二号出口相连接，多级反渗透分离装置出口端和气浮装置出口端与储水罐相连接。

优选的是，所述多级反渗透分离装置还包括过滤器、油水分离器、杀菌器和反渗透分离器，所述过滤器、油水分离器、杀菌器、反渗透分离器依次连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述过滤器设置于多级反渗透分离装置接口端处，所述过滤器连接泥浆砂石分离装置的一号出口，所述过滤器用于接收一号出口排出的重质泥浆并进行重质泥浆的油水和固体分离。

在上述任一技术方案中优选的是，所述油水分离器连接过滤器，所述油水分离器用于接收过滤器排出的油水并进行油和水的分离。

在上述任一技术方案中优选的是，所述杀菌器连接油水分离器，所述杀菌器用于接收油水分离器排出的水并进行水的杀菌处理。

在上述任一技术方案中优选的是，所述反渗透分离器连接杀菌器，所述反渗透分离器用于接收杀菌器输出的水并进行水的压力差多层分离处理。

在上述任一技术方案中优选的是，所述反渗透分离器设置于多级反渗透分离装置出口端处，所述反渗透分离器与储水罐相连接，所述反渗透分离器将分离出来的水排入储水罐中。

在上述任一技术方案中优选的是，所述气浮装置还包括反应罐、气浮分离器、砂滤器，所述反应罐、气浮分离器、砂滤器依次连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述反应罐设置于气浮装置接口端处，所述反应罐连接泥浆砂石分离装置的二号出口，所述反应罐用于接收二号出口排出的轻质泥浆并进行轻质泥浆的混凝处理。

在上述任一技术方案中优选的是，所述气浮分离器连接反应罐，所述气浮分离器用于接收反应罐排出的混凝液体。

在上述任一技术方案中优选的是，所述气浮分离器装置有溶气塔，所述溶气塔向气浮分离器输送压缩空气；所述气浮分离器中的混凝液体受压缩空气作用而分离出絮凝物，絮凝物上浮，而液体则排出。

在上述任一技术方案中优选的是，所述砂滤器连接气浮分离器，所述砂滤器用于接收气浮分离器排出的液体。

在上述任一技术方案中优选的是，所述砂滤器装置有活性炭，所述活性炭用于对砂滤器中的液体进行吸附过滤处理。

在上述任一技术方案中优选的是，所述砂滤器设置于气浮装置出口端处，所述砂滤器与储水罐相连接，所述砂滤器将过滤处理后的水排入储水罐中。

本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统包括泥浆砂石分离装置、气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐；泥浆砂石分离装置设置于钻井井口处，泥浆砂石分离装置包括由外罐体、内罐体、罐体底部机构构成的箱型罐体以及与箱型罐体相连接的泥浆泵、注气泵、绞龙输送机和电控柜，内罐体的顶部设置有泥浆注入头，内罐体的内部装置有气裂式分离筛搅拌器，气裂式分离筛搅拌器包括搅拌锚、搅拌轴和搅拌电机，外罐体与内罐体之间连接形成有两个环形空腔，两个环形空腔包括竖直方向空腔和水平方向空腔，水平方向空腔内安装有振动器，竖直方向空腔与水平方向空腔的连接处安装有隔板，泥浆泵下部设置有一号出口，绞龙输送机的上部装有水洗喷淋口，绞龙输送机的顶端连接绞龙电机且顶端一侧安置一收集罐，绞龙输送机的顶端与收集罐之间设置有一挡板，绞龙输送机的末端设置有二号出口，罐体底部机构的罐体出口部位安装有电磁阀开关，内罐体包括内罐体上部和内罐体下部，内罐体上部与外罐体固定连接，内罐体下部通过轴承和密封圈与内罐体上部相连接，内罐体下部上附有圆筒漏斗状筛网框；多级反渗透分离装置包括过滤器、油水分离器、杀菌器和反渗透分离器，气浮装置包括反应罐、气浮分离器、砂滤器，多级反渗透分离装置的过滤器与泥浆砂石分离装置的一号出口相连接，气浮装置的反应罐与泥浆砂石分离装置的二号出口相连接，多级反渗透分离装置的反渗透分离器和气浮装置的砂滤器与储水罐相连接。

本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统，系统结构简单，“过滤-吸附-反渗透”法是一种先进的钻井污水处理方法，该方法首先通过污水池中的过滤器进行分离，然后通过油水分离器及吸附装置分离出油类，再利用反渗透装置处理后可获得洁净的水流，该方法处理效果好，出水水质甚至可达饮用标准。本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的泥浆砂石分离装置的两个出口分别与气浮装置和多级反渗透分离装置相连接，气浮装置和多级反渗透分离装置进行钻井泥浆分离作业，气浮装置和多级反渗透分离装置分离出的固体废物排出处理，而分离出的水则进入储水罐另作他用，这种结构的钻井泥浆不落地处理系统可广泛应用于油气钻探行业中的废弃钻井泥浆处理作业。

附图说明

图1为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统结构示意图；

图2为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统的泥浆砂石分离装置结构示意图；

图3为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统的泥浆砂石分离装置的气裂式分离筛搅拌器结构示意图；

图4为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统的气浮装置结构示意图；

图5为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统的多级反渗透分离装置结构示意图；

图6为按照本实用新型的钻井泥浆不落地处理系统的一优选实施例的系统工作流程示意图；

附图标记：

1、外罐体，2、内罐体，2-1、内罐体上部，2-2、内罐体下部，3、气裂式分离筛搅拌器，4、振动器，5、注气泵，6、泥浆泵，7、泥浆注入头，8、电磁阀开关，9、绞龙输送机，10、绞龙电机，11、水洗喷淋口，12、收集罐，13、挡板，14、电控柜，15、一号出口，16、二号出口，17、密封圈，18、圆筒漏斗状筛网框，19、搅拌锚，20、搅拌轴，21、搅拌电机，22、隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本实用新型作任何形式上的限制。

如图1所示，钻井泥浆不落地处理系统包括泥浆砂石分离装置、气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐。泥浆砂石分离装置设置于钻井井口处，泥浆砂石分离装置具有两个出口且两个出口分别与气浮装置和多级反渗透分离装置相连接，气浮装置进行轻质泥浆的分离作业，多级反渗透分离装置进行重质泥浆的分离作业，气浮装置和多级反渗透分离装置分离出的固体废物排出处理，气浮装置和多级反渗透分离装置分离出的水进入储水罐可另作他用。

如图2所示，泥浆砂石分离装置包括一箱型的罐体，以及泥浆泵6、注气泵5、绞龙输送机9、一号出口15、二号出口16、收集罐12、挡板13和电控柜14，该装置的罐体包括外罐体1、内罐体2和罐体底部机构，内罐体2的顶部设置有泥浆注入头7，内罐体2的内部装置有气裂式分离筛搅拌器3，外罐体1与内罐体2之间连接形成有两个环形空腔，泥浆泵6与外罐体1和内罐体2连接形成的环形空腔相连接，注气泵5与气裂式分离筛搅拌器3相连接，绞龙输送机9与罐体底部机构相连接；泥浆砂石分离装置的一号出口15设置于泥浆泵6下部，二号出口16设置于绞龙输送机9末端，收集罐12安置在绞龙输送机9顶端一侧，电控柜14置于地面；泥浆砂石分离装置的外罐体1与内罐体2之间形成的两个环形空腔包括竖直方向空腔和水平方向空腔，竖直方向空腔与水平方向空腔的连接处安装有隔板22，水平方向空腔内安装有振动器4，泥浆泵6的上部连接竖直方向空腔，泥浆泵6的下部连接一号出口15，泥浆注入头7的接口装置于内罐体2顶部，泥浆注入头7的输泥管路插入内罐体2中，罐体底部机构连接绞龙输送机9；绞龙输送机9采用管式无轴绞龙输送机，倾斜设置，末端加装滤网并连接二号出口16，绞龙电机10置于绞龙输送机9顶端；绞龙输送机9的上部还装有水洗喷淋口11，挡板13用于连接绞龙输送机9顶端与收集罐12，罐体底部机构的罐体出口部位安装有电磁阀开关8；内罐体2包括内罐体上部2-1和内罐体下部2-2，内罐体上部2-1与外罐体1固定连接，内罐体下部2-2通过轴承和密封圈17与内罐体上部2-1相连接，内罐体下部2-2上附有圆筒漏斗状筛网框18，圆筒漏斗状筛网框18上分布有气孔，圆筒漏斗状筛网框18覆盖外罐体1和内罐体2的内部空间；如图3所示，气裂式分离筛搅拌器3包括搅拌锚19、搅拌轴20和搅拌电机21，搅拌锚19和搅拌轴20置于内罐体2内，搅拌电机21带动搅拌锚19和搅拌轴20旋转，搅拌锚19上分布着密集气孔；注气泵5连接气裂式分离筛搅拌器3的搅拌轴20，注气泵5将外部空气打入搅拌轴20中并通过搅拌锚19上分布的密集气孔排除。泥浆砂石分离装置的各部件采用集装箱模块组合方式，这样的设计使得该装置体积小、重量轻，可以移动灵活，安装使用方便。

如图4所示，气浮装置具有反应罐、气浮分离器、砂滤器，反应罐、气浮分离器、砂滤器依次连接。反应罐设置于气浮装置接口端处，反应罐连接泥浆砂石分离装置的二号出口，用于接收二号出口排出的轻质泥浆并进行轻质泥浆的混凝处理；气浮分离器连接反应罐，气浮分离器用于接收反应罐排出的混凝液体；气浮分离器装置有溶气塔，溶气塔向气浮分离器输送压缩空气，气浮分离器中的混凝液体受压缩空气作用而分离出絮凝物，絮凝物上浮，而液体则排出；砂滤器连接气浮分离器，砂滤器用于接收气浮分离器排出的液体；砂滤器装置有活性炭，活性炭用于对砂滤器中的液体进行吸附过滤处理。砂滤器设置于气浮装置出口端处，砂滤器与储水罐相连接，砂滤器将过滤处理后的水排入储水罐中。

如图5所示，多级反渗透分离装置具有过滤器、油水分离器、杀菌器和反渗透分离器，过滤器、油水分离器、杀菌器、反渗透分离器依次连接。过滤器设置于多级反渗透分离装置接口端处，过滤器连接泥浆砂石分离装置的一号出口，过滤器用于接收一号出口排出的重质泥浆并进行重质泥浆的油水和固体分离；油水分离器连接过滤器，油水分离器用于接收过滤器排出的油水并进行油和水的分离；杀菌器连接油水分离器，杀菌器用于接收油水分离器排出的水并进行水的杀菌处理；反渗透分离器连接杀菌器，反渗透分离器用于接收杀菌器输出的水并进行水的压力差多层分离处理；反渗透分离器设置于多级反渗透分离装置出口端处，反渗透分离器与储水罐相连接，反渗透分离器将分离出来的水排入储水罐中。

如图6所示，具有上述结构的钻井泥浆不落地处理系统，其工作过程如下：

（1）泥浆砂石分离装置的工作过程：外排废弃泥浆先进入内罐体中，由气裂式分离筛搅拌器进行搅拌形成旋流，搅拌锚上喷出的高压气体加速了泥浆固体与液体的分离；细的泥浆通过圆筒漏斗状筛网框过滤进入竖直方向空腔中，通过泥浆泵抽出至一号出口，进行下一道处理工艺程序进行处理；内罐体中通入高压气体，泥浆泵抽出泥浆，使得圆筒漏斗状筛网框内外产生压差，增强了筛网的过滤性能；振动器固定在外罐体上，工作时使内罐体产生环形震动，避免了细颗粒物质堵塞圆筒漏斗状筛网框；大的颗粒物如钻屑砂石等会落入内罐体下部的管式无轴绞龙输送机内，绞龙输送机经绞龙电机带动，钻屑砂石等大颗粒物通过绞龙输送机的螺旋片提升，通过绞龙输送机顶部的挡板落入收集罐内；在绞龙输送机的上部设有水洗喷淋口，对绞龙输送机提升的钻屑砂石等大颗粒物进行喷淋洗涤，达到清洁的作用，洗涤过后的污水通过绞龙输送机底部的过滤网过滤后流向二号出口，进行下一道处理工艺程序进行处理。

（2）从二号出口排出的污水，这种轻质泥浆进入了气浮装置的反应罐中，向反应罐中加入聚凝剂进行混凝，然后在气浮分离器中通过溶气塔产生的压缩空气所释放的微小气泡将絮凝物携带上浮，然后将水经过砂滤器和和活性炭吸附达到过滤的目的，固体废物排出，分离出的水进入储水罐可用作清洗钻头、配制钻井液、回注注水系统或直接排放。

（3）从一号出口排出的泥浆，这种重质泥浆进入了多级反渗透分离装置，分离出的剩余的浓液用作钻井基液，分离出的水进入储水罐可用作清洗钻头、配制钻井液、回注注水系统或直接排放。多级反渗透分离装置包括过滤器、油水分离器、杀菌器、反渗透分离器，重质泥浆经过过滤器则固体废物排出，液体进入油水分离器则油排出，液体经过杀菌器，有效灭除液体中的细菌，以保证在后面的系统免受生物的污染。液体再进入反渗透分离器，多次分离后得到浓液用作钻井基液。分离出来的水进入储水罐可用作清洗钻头、配制钻井液、回注注水系统或直接排放。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (14)

1.一种钻井泥浆不落地处理系统，包括设置于钻井井口处的泥浆砂石分离装置，所述泥浆砂石分离装置包括由外罐体、内罐体、罐体底部机构构成的箱型罐体以及与箱型罐体相连接的泥浆泵、注气泵、绞龙输送机和电控柜，所述内罐体的顶部设置有泥浆注入头，所述内罐体的内部装置有气裂式分离筛搅拌器，所述气裂式分离筛搅拌器包括搅拌锚、搅拌轴和搅拌电机，所述外罐体与内罐体之间连接形成有两个环形空腔，所述两个环形空腔包括竖直方向空腔和水平方向空腔，所述水平方向空腔内安装有振动器，所述竖直方向空腔与水平方向空腔的连接处安装有隔板，所述泥浆泵下部设置有一号出口，所述绞龙输送机的上部装有水洗喷淋口，所述绞龙输送机的顶端连接绞龙电机且顶端一侧安置一收集罐，所述绞龙输送机的顶端与收集罐之间设置有一挡板，所述绞龙输送机的末端设置有二号出口，所述罐体底部机构的罐体出口部位安装有电磁阀开关，所述内罐体包括内罐体上部和内罐体下部，所述内罐体上部与外罐体固定连接，所述内罐体下部通过轴承和密封圈与内罐体上部相连接，所述内罐体下部上附有圆筒漏斗状筛网框，其特征在于：该系统还包括气浮装置、多级反渗透分离装置和储水罐，所述气浮装置包括气浮装置接口端和气浮装置出口端，所述多级反渗透分离装置包括多级反渗透分离装置接口端和多级反渗透分离装置出口端，所述多级反渗透分离装置接口端与泥浆砂石分离装置的一号出口相连接，所述气浮装置接口端与泥浆砂石分离装置的二号出口相连接，所述多级反渗透分离装置出口端和所述气浮装置出口端与储水罐相连接。

2.如权利要求1所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述多级反渗透分离装置还包括过滤器、油水分离器、杀菌器和反渗透分离器，所述过滤器、油水分离器、杀菌器、反渗透分离器依次连接。

3.如权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述过滤器设置于多级反渗透分离装置接口端处，所述过滤器连接泥浆砂石分离装置的一号出口，所述过滤器用于接收一号出口排出的重质泥浆并进行重质泥浆的油水和固体分离。

4.如权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述油水分离器连接过滤器，所述油水分离器用于接收过滤器排出的油水并进行油和水的分离。

5.如权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述杀菌器连接油水分离器，所述杀菌器用于接收油水分离器排出的水并进行水的杀菌处理。

6.如权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述反渗透分离器连接杀菌器，所述反渗透分离器用于接收杀菌器输出的水并进行水的压力差多层分离处理。

7.如权利要求6所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述反渗透分离器设置于多级反渗透分离装置出口端处，所述反渗透分离器与储水罐相连接，所述反渗透分离器将分离出来的水排入储水罐中。

8.如权利要求1所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述气浮装置还包括反应罐、气浮分离器、砂滤器，所述反应罐、气浮分离器、砂滤器依次连接。

9.如权利要求8所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述反应罐设置于气浮装置接口端处，所述反应罐连接泥浆砂石分离装置的二号出口，所述反应罐用于接收二号出口排出的轻质泥浆并进行轻质泥浆的混凝处理。

10.如权利要求8所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述气浮分离器连接反应罐，所述气浮分离器用于接收反应罐排出的混凝液体。

11.如权利要求8或10所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述气浮分离器装置有溶气塔，所述溶气塔向气浮分离器输送压缩空气；所述气浮分离器中的混凝液体受压缩空气作用而分离出絮凝物，絮凝物上浮，而液体则排出。

12.如权利要求8所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述砂滤器连接气浮分离器，所述砂滤器用于接收气浮分离器排出的液体。

13.如权利要求8或12所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述砂滤器装置有活性炭，所述活性炭用于对砂滤器中的液体进行吸附过滤处理。

14.如权利要求13所述的钻井泥浆不落地处理系统，其特征在于：所述砂滤器设置于气浮装置出口端处，所述砂滤器与储水罐相连接，所述砂滤器将过滤处理后的水排入储水罐中。