CN205714046U - 泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统，包括外置于一号泥浆循环罐的固控单元，固控单元的固相出料口与岩屑池相连通，其液相出料口与二号泥浆循环罐相连通，一号泥浆循环罐内设置有旋流器和振动筛，其出料口与振动筛的进口端相连通，振动筛的固相出口端与固控单元相连通，其液相出口端与所述二号泥浆循环罐相连通；二号泥浆循环罐的固相出口与一号泥浆循环罐相连通，其液相出口与三号泥浆循环罐相连通。该泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统通过多级固液分离和循环分离，并将固控系统自一号泥浆循环罐中分离出来，实现了钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约了占地、电力和人力消耗，提高了经济性。

Description

泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统

技术领域

本实用新型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

钻井液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。钻井液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。

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

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，钻井液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，挖掘一个废弃钻井液储存池，用于钻井液大循环，收集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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型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、二号泥浆循环罐和三号泥浆循环罐；还包括外置于所述一号泥浆循环罐的固控单元，所述固控单元的固相出料口与岩屑池相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐相连通；

所述一号泥浆循环罐内设置有旋流器和与所述旋流器连通的振动筛，所述旋流器的进料口与钻井平台的泥浆出液口相连通，其出料口与所述振动筛的进口端相连通，所述振动筛的固相出口端与所述固控单元相连通，其液相出口端与所述二号泥浆循环罐相连通；

所述二号泥浆循环罐内设置有一级离心机和二级离心机，所述二号泥浆循环罐的固相出口与所述一号泥浆循环罐相连通，其液相出口与所述三号泥浆循环罐相连通；

所述三号泥浆循环罐的出料口经电化学处理和过滤单元返回所述二号泥浆循环罐。

进一步地，所述一号泥浆循环罐内还设置有缓冲仓，所述振动筛的底留仓与所述缓冲仓相连通，所述缓冲仓与所述旋流器相连通，并作为所述旋流器的供液仓。

进一步地，所述缓冲仓包括并列设置的第一隔仓和第二隔仓，两隔仓相互连通。

进一步地，还包括沉淀罐，所述一号泥浆循环罐的混浆出口与所述沉淀罐相连通。

进一步地，所述固控单元包括送粉撬和与所述送粉撬相连通的搅拌固化撬，所述送粉翘的进料端与固化剂存储装置相连通，其出料端通过计量单元与所述搅拌固化撬相连通，所述搅拌固化撬的固相出料口与岩屑池相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐相连通，所述振动筛的固相出口端与所述搅拌固化撬相连通。

进一步地，所述固控单元还包括第一橇体和第二橇体，所述送粉撬安装于所述第一橇体内，所述搅拌固化撬安装于所述第二橇体内。

进一步地，所述二号泥浆循环罐还包括位于其罐体底部的沉砂罐，所述一级离心机和所述二级离心机均所述沉砂罐的进料口相连通，所述沉砂罐通过渣浆泵与所述旋流器的供液管线或供液仓相连通。

进一步地，所述沉砂罐为并列设置的四组，各所述沉砂罐在底部相互连通，且所述渣浆泵设置在各所述沉砂罐连通后的主管道上。

进一步地，各所述沉砂罐内分别设置有螺旋离心渣浆泵，所述螺旋离心渣浆泵与旋流器相连通。

进一步地，所述一级离心机的转速低于所述二级离心机的转速。

本实用新型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、二号泥浆循环罐和三号泥浆循环罐；还包括外置于所述一号泥浆循环罐的固控单元，所述固控单元的固相出料口与岩屑池相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐相连通；其中，所述一号泥浆循环罐内设置有旋流器和与所述旋流器连通的振动筛，所述旋流器的进料口与钻井平台的泥浆出液口相连通，其出料口与所述振动筛的进口端相连通，所述振动筛的固相出口端与所述固控单元相连通，其液相出口端与所述二号泥浆循环罐相连通；所述二号泥浆循环罐内设置有一级离心机和二级离心机，所述二号泥浆循环罐的固相出口与所述一号泥浆循环罐相连通，其液相出口与所述三号泥浆循环罐相连通；所述三号泥浆循环罐的出料口经电化学处理和过滤单元返回所述二号泥浆循环罐。

在工作过程中，井口涌出的泥浆进入一号泥浆循环罐，经振动筛实现初步固液分离后，固相成分进入固控单元进一步固化后进入岩屑池，液相成分进入二号泥浆循环罐，在二号泥浆循环罐内径两级离心机进行进一步的固液分离后，固相返回一号泥浆循环罐，液相进入三号泥浆循环罐返回钻井平台重复利用。该泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统通过多级固液分离和循环分离，并将固控系统自一号泥浆循环罐中分离出来，从而具有较强的处理能力，实现了钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约了占地、电力和人力消耗，提高了经济性。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中，其一号泥浆循环罐内还设置有缓冲仓，所述振动筛的底留仓与所述缓冲仓相连通，所述缓冲仓与所述旋流器相连通，并作为所述旋流器的供液仓。工作过程中，在一号泥浆循环罐内配备旋流器，将旋流器安装在振动筛的上游，缓冲仓作为旋流器的供液仓，旋流器旋出的液相经振动筛的液相底流仓返回到一号泥浆循环罐内用于液相存储缓冲仓内，形成一个内循环处理系统，经旋流作用分离出来的固相用高杆泵输送到沉淀罐，并在沉淀罐内自然沉淀，沉淀后的上清液可以回用，沉淀的固相物进入固化系统固化；同时，若振动筛等设备出现故障而造成跑浆时，外溢的泥浆可进入缓冲仓，以避免泥浆外溢污染钻井平台。这样，该一号泥浆循环罐通过设置旋流器和缓冲仓等结构，不仅避免了跑浆事故，同时实现了一号罐的内循环，提高了固化性能，进一步降低固相含量，保证再循环的液相的清洁度。

在另一种具体实施方式中，本实用新型所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中，其固控单元包括送粉撬和与所述送粉撬相连通的搅拌固化撬，所述送粉翘的进料端与固化剂存储装置相连通，其出料端通过计量单元与所述搅拌固化撬相连通，所述搅拌固化撬的固相出料口与岩屑池相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐相连通，所述振动筛的固相出口端与所述搅拌固化撬相连通。在工作过程中，经过一号泥浆循环罐内的振动筛初步固液分离后的固相成分进入搅拌固化撬，固化剂存储装置内的固化剂进入送粉撬，并经过送粉撬进入搅拌固化撬，在搅拌固化撬内，固相成分与固化剂经搅拌充分融合反应，并最终实现固化。这样，将固控单元从一号泥浆循环罐内独立出来单独成撬，并分割为送粉撬和搅拌固化撬两部分，从而保证了充分固化，提高了固化效果和固化效率。

在另一种具体实施方式中，本实用新型所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中，其二号泥浆循环罐还包括位于其罐体底部的沉砂罐，所述一级离心机和所述二级离心机均所述沉砂罐的进料口相连通，所述沉砂罐通过渣浆泵与所述旋流器的供液管线或供液仓相连通。在工作过程中，一号泥浆循环罐传输来的液相沉砂罐内沉沙，沉沙完成后，固相成分沉到底部经渣浆泵将含水率较高的固相成分抽取出来并进入一号泥浆循环罐的内循环系统，顶部的上清液直接进入三号泥浆循环罐以实现回收利用。这样，该固控系统在二号泥浆循环罐内实现了沉沙，以进一步实现固液分离，提高了循环利用的液态成分的清洁度。

附图说明

图1为本实用新型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；

图2为图1所示泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中一号泥浆循环罐一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图1所示泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中固控单元一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图1所示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。

具体实施方式

本实用新型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实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型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。

在一种具体实施方式中，本实用新型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1、二号泥浆循环罐2和三号泥浆循环罐3；还包括外置于所述一号泥浆循环罐1的固控单元4，所述固控单元4的固相出料口与岩屑池5相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐2相连通；其中，所述一号泥浆循环罐1内设置有旋流器11和与所述旋流器11连通的振动筛12，所述旋流器11的进料口与钻井平台的泥浆出液口相连通，其出料口与所述振动筛12的进口端相连通，所述振动筛12的固相出口端与所述固控单元4相连通，其液相出口端与所述二号泥浆循环罐2相连通；所述二号泥浆循环罐2内设置有一级离心机21和二级离心机22，所述二号泥浆循环罐2的固相出口与所述一号泥浆循环罐1相连通，其液相出口与所述三号泥浆循环罐3相连通；所述三号泥浆循环罐3的出料口经电化学处理和过滤单元6返回所述二号泥浆循环罐2。

在工作过程中，井口涌出的泥浆进入一号泥浆循环罐1，经振动筛12实现初步固液分离后，固相成分进入固控单元4进一步固化后进入岩屑池5，液相成分进入二号泥浆循环罐2，在二号泥浆循环罐2内径两级离心机进行进一步的固液分离后，固相返回一号泥浆循环罐1，液相进入三号泥浆循环罐3返回钻井平台重复利用。该泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统通过多级固液分离和循环分离，并将固控系统自一号泥浆循环罐1中分离出来，从而具有较强的处理能力，实现了钻井各不同阶段的泥浆不落地处理，并且节约了占地、电力和人力消耗，提高了经济性。

如图2所示，上述一号泥浆循环罐1内还设置有缓冲仓13，所述振动筛12的底留仓与所述缓冲仓13相连通，所述缓冲仓13与所述旋流器11相连通，并作为所述旋流器11的供液仓。工作过程中，在一号泥浆循环罐1内配备旋流器11，将旋流器11安装在振动筛12的上游，缓冲仓13作为旋流器11的供液仓，旋流器11旋出的液相经振动筛12的液相底流仓返回到一号泥浆循环罐1内用于液相存储缓冲仓13内，形成一个内循环处理系统，经旋流作用分离出来的固相用高杆泵输送到沉淀罐14，并在沉淀罐14内自然沉淀，沉淀后的上清液可以回用，沉淀的固相物进入固化系统固化；同时，若振动筛12等设备出现故障而造成跑浆时，外溢的泥浆可进入缓冲仓13，以避免泥浆外溢污染钻井平台。这样，该一号泥浆循环罐1通过设置旋流器11和缓冲仓13等结构，不仅避免了跑浆事故，同时实现了一号罐的内循环，提高了固化性能，进一步降低固相含量，保证再循环的液相的清洁度。

为了进一步提高泥浆收集和固液分离新能，所述缓冲仓13包括并列设置的第一隔仓131和第二隔仓132，两隔仓相互连通，两隔仓相互连通是指两者在上部连通，或者通过管道相连通等形式。

进一步地，该泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统还包括沉淀罐14，所述一号泥浆循环罐1的混浆出口与所述沉淀罐14相连通。在一号泥浆循环罐1中经旋流作用分离出来的固相，利用高杆泵输送到沉淀罐14，并在沉淀罐14内自然沉淀，沉淀后的上清液可以回用，沉淀的固相物进入固控单元4固化，以便在一号泥浆循环罐1与固控单元4之间增设固液分离装置，以使固液分离更加彻底，提高固相和液相之间的分离效果。

在另一种具体实施方式中，还可以对上述泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统进行进一步的改进，如图3所示，固控单元4包括送粉撬41和与所述送粉撬41相连通的搅拌固化撬42，所述送粉翘的进料端与固化剂存储装置相连通，其出料端通过计量单元43与所述搅拌固化撬42相连通，所述搅拌固化撬42的固相出料口与岩屑池5相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐2相连通，所述振动筛12的固相出口端与所述搅拌固化撬42相连通。在工作过程中，经过一号泥浆循环罐1内的振动筛12初步固液分离后的固相成分进入搅拌固化撬42，固化剂存储装置内的固化剂进入送粉撬41，并经过送粉撬41进入搅拌固化撬42，在搅拌固化撬42内，固相成分与固化剂经搅拌充分融合反应，并最终实现固化。这样，将固控单元4从一号泥浆循环罐1内独立出来单独成撬，并分割为送粉撬41和搅拌固化撬42两部分，从而保证了充分固化，提高了固化效果和固化效率。

进一步地，该固控单元4还包括第一橇体44和第二橇体45，所述送粉撬41安装于所述第一橇体44内，和所述搅拌固化撬42安装于所述第二橇体45内，以通过橇体保护内部的送粉撬41和搅拌固化撬42，提高固控单元4的安全性能。

如图4所示，本实用新型所提供的泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统中，其二号泥浆循环罐2还包括位于其罐体底部的沉砂罐23，所述一级离心机21和所述二级离心机22均所述沉砂罐23的进料口相连通，所述沉砂罐23通过渣浆泵与所述旋流器11的供液管线或供液仓相连通。在工作过程中，一号泥浆循环罐1传输来的液相沉砂罐23内沉沙，沉沙完成后，固相成分沉到底部经渣浆泵将含水率较高的固相成分抽取出来并进入一号泥浆循环罐1的内循环系统，顶部的上清液直接进入三号泥浆循环罐3以实现回收利用。这样，该固控系统在二号泥浆循环罐2内实现了沉沙，以进一步实现固液分离，提高了循环利用的液态成分的清洁度。

具体地，上述沉砂罐23为并列设置的四组，各所述沉砂罐23在底部相互连通，且所述渣浆泵设置在各所述沉砂罐23连通后的主管道上，以便提高沉砂罐23的布局合理性，提高沉沙能力。

在各所述沉砂罐23内分别设置有螺旋离心渣浆泵，所述螺旋离心渣浆泵与旋流器11相连通，在需要清罐时，启动螺旋离心渣浆泵将沙浆抽出送入旋流器11(或振动筛12)做固液分离达到清罐的目的。

为了保证固液分离效果，上述一级离心机21的转速低于所述二级离心机22的转速。

需要指出的是，文中所述“第一、第二、第三”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。

本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

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(1)、二号泥浆循环罐(2)和三号泥浆循环罐(3)；其特征在于，还包括外置于所述一号泥浆循环罐(1)的固控单元(4)，所述固控单元(4)的固相出料口与岩屑池(5)相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐(2)相连通；

所述一号泥浆循环罐(1)内设置有旋流器(11)和与所述旋流器(11)连通的振动筛(12)，所述旋流器(11)的进料口与钻井平台的泥浆出液口相连通，其出料口与所述振动筛(12)的进口端相连通，所述振动筛(12)的固相出口端与所述固控单元(4)相连通，其液相出口端与所述二号泥浆循环罐(2)相连通；

所述二号泥浆循环罐(2)内设置有一级离心机(21)和二级离心机(22)，所述二号泥浆循环罐(2)的固相出口与所述一号泥浆循环罐(1)相连通，其液相出口与所述三号泥浆循环罐(3)相连通；

所述三号泥浆循环罐(3)的出料口经电化学处理和过滤单元(6)返回所述二号泥浆循环罐(2)。

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，所述一号泥浆循环罐(1)内还设置有缓冲仓(13)，所述振动筛(12)的底留仓与所述缓冲仓(13)相连通，所述缓冲仓(13)与所述旋流器(11)相连通，并作为所述旋流器(11)的供液仓。

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，所述缓冲仓(13)包括并列设置的第一隔仓(131)和第二隔仓(132)，两隔仓相互连通。

4.根据权利要求3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，还包括沉淀罐(14)，所述一号泥浆循环罐(1)的混浆出口与所述沉淀罐(14)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，所述固控单元(4)包括送粉撬(41)和与所述送粉撬(41)相连通的搅拌固化撬(42)，所述送粉翘的进料端与固化剂存储装置相连通，其出料端通过计量单元(43)与所述搅拌固化撬(42)相连通，所述搅拌固化撬(42)的固相出料口与岩屑池(5)相连通，其液相出料口与所述二号泥浆循环罐(2)相连通，所述振动筛(12)的固相出口端与所述搅拌固化撬(42)相连通。

6.根据权利要求5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，所述固控单元(4)还包括第一橇体(44)和第二橇体(45)，所述送粉撬(41)安装于所述第一橇体(44)内，所述搅拌固化撬(42)安装于所述第二橇体(45)内。

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，所述二号泥浆循环罐(2)还包括位于其罐体底部的沉砂罐(23)，所述一级离心机(21)和所述二级离心机(22)均所述沉砂罐(23)的进料口相连通，所述沉砂罐(23)通过渣浆泵与所述旋流器(11)的供液管线或供液仓相连通。

8.根据权利要求7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，所述沉砂罐(23)为并列设置的四组，各所述沉砂罐(23)在底部相互连通，且所述渣浆泵设置在各所述沉砂罐(23)连通后的主管道上。

9.根据权利要求8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，各所述沉砂罐(23)内分别设置有螺旋离心渣浆泵，所述螺旋离心渣浆泵与旋流器(11)相连通。

10.根据权利要求9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，所述一级离心机(21)的转速低于所述二级离心机(22)的转速。