CN214936629U - 一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置 - Google Patents

Abstract

本方案属于石油天然气钻井污染治理技术领域，具体涉及一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置。包括初级过滤罐、酸碱中和罐、活性炭吸附滤罐，所述酸碱中和罐内设有PH传感器和第一液位传感器；还包括机架，所述活性炭吸附滤罐固定安装在机架上，所述机架上还设有PLC控制器和数据显示屏，所述PLC控制器分别与PH传感器、第一液位传感器、搅拌电机、酸碱中和试剂注入口、絮凝剂注入口和数据显示屏电性连接。本方案通过设置第一液位传感器、PH值传感器、PLC控制器和显示屏，能够对处理废水的PH值进行很好的监控和查看，使得废水处理的数据可视化，避免了因为酸碱中和试剂量不够，而造成的废水的PH值不达标需要再次返工处理的问题。

Description

一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置

技术领域

本方案属于石油天然气钻井污染治理技术领域，具体涉及一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置。

背景技术

在数千米的地底下进行天然气钻井时，现场会产出岩屑、泥浆、固废和污水等，其中泥浆分为水基泥浆和油基泥浆，水基泥浆主要成份为水、碱度调节剂、降滤失剂、絮凝剂、包被剂、抑制剂、润滑剂、防塌剂、流型调节剂、油保料、堵漏料、土粉、加重料等。水基泥浆由于污染物含量相对较少，具有一定的回收价值，因此在水基泥浆往往可通过回收实现可循环利用，节约采气的成本。

水基泥浆回收需要使用回收设备，对其进行净化分类处理，但是目前市面上的水基泥浆回收设备，功能单一，只能做到简单的固液分离，对于天然气开采后，水基泥浆里含有的大量有机以及无机矿物质等离子，难以有效的进行处理，使得处理后的水达不到直接排放的标准，需要额外增加后续的处理工序，降低的水基泥浆的回收效率，因此急需一种无害化的天然气水基泥浆回收装置来解决这个问题。

现有申请号为CN201720884305.2的专利公开了石油天然气钻井泵用快速清洗泥浆过滤器，包括过滤器筒体，所述过滤器筒体的左端具有泥浆入口，右端具有泥浆出口；其特征是：所述过滤器筒体的底部具有第一斜面，所述整体滤筒的截面形状呈多半圆弧形，且其上端敞口，底面为第二斜面；所述整体滤筒的右端平面为滤网，左部圆弧面与滤器筒体的内壁吻合且留有通孔；所述整体滤筒位于过滤器筒体内且通过第一斜面、第二斜面配合定位，所述过滤器筒体的上端口装有过滤器盖且通过密封圈密封；所述过滤器筒体的底部右侧连接有排污管，且排污管上装有堵头。

该装置虽然非常方便对过滤网进行清理，但是并不能在水基泥浆在处理过程中对各处理环节进行可视化监控，如处理过程中需要加入酸碱中和试剂时，酸碱中和罐中的酸碱中和试量不够的话，则会导致处理后的回收水进行返工处理。

实用新型内容

本方案提供一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，以解决的水基泥浆在回收处理过程中，不能对各个环节进行监控的问题。

为了达到上述目的，本方案提供一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，包括初级过滤罐、酸碱中和罐、活性炭吸附滤罐，所述初级过滤罐上设有进口和第一滤网，所述初级过滤罐的输出端与酸碱中和罐的输入端竖直连通，所述酸碱中和罐的输出端与活性炭吸附滤罐竖直连通，所述活性炭吸附滤罐上设有第二滤网和排放管，所述酸碱中和罐上设有搅拌电机、酸碱中和试剂注入口和絮凝剂注入口，所述酸碱中和罐的输出端与活性炭吸附滤罐之间设有电阀门，所述酸碱中和罐内设有PH传感器和第一液位传感器；还包括机架，所述活性炭吸附滤罐固定安装在机架上，所述机架上还设有PLC控制器和数据显示屏，所述PLC控制器分别与PH传感器、第一液位传感器、搅拌电机、酸碱中和试剂注入口、絮凝剂注入口和数据显示屏电性连接。

本方案的原理：首先将水基泥浆用抽污管抽入初级过滤罐中，使得水基泥浆在初级过滤罐中进行初级过滤，水基泥浆中的悬浮物以及固态颗粒被第一滤网阻拦并留下，而废水则在自身重力下通过第一滤网进入酸碱中和罐进行中和反应，PH传感器检测到废水的PH值并将数据显示在显示屏上，液位传感器检测到废水的深度并将数据显示在显示屏上，然后PLC控制器计算出中和废水的PH值所需酸碱中和试剂，然后PLC控制器控制酸碱中和试剂注入口和絮凝剂注入口分别注入相应的酸碱中和试剂和絮凝剂。然后PLC控制搅拌电机启动，使得废水与酸碱中和试剂充分混合，同时，废水里的反应物在絮凝剂的作用下发生沉积，然后，当PH传感器检测出废水的PH值达标后，将信号反馈给PLC控制器，然后PLC控制器电阀门打开，析出沉淀物的废水则通过第二滤网进入活性炭吸附滤罐中，而沉淀物则被第二滤网过滤，然后废水在活性炭吸附滤罐的最终吸附处理，除去内部剩余的细微颗粒以及离子，使废水达到排放标准，然后，废水经过排放管进行排放。

本方案的有益效果：

1、通过设置第一液位传感器、PH值传感器、PLC控制器和显示屏，能够对处理废水的PH值进行很好的监控和查看，使得废水处理的数据可视化，避免了因为酸碱中和试剂量不够，而造成的废水的PH值不达标需要再次返工处理的问题。

2、通过将初级过滤罐、酸碱中和罐、活性炭吸附滤罐竖直设置在机架上，水基泥浆通过自身重力直接完成整个过滤、中和试剂中和，沉淀，吸附等过程，而省去了其他驱动机构提供动力，节约了资源。

进一步，所述初级过滤罐中设有防堵机构，所述防堵机构包括转轴、扇叶和刮板；所述转轴转动设在初级过滤罐中，所述扇叶固定设在转轴上，所述刮板通过链条连接在扇叶上，所述初级过滤罐的输入口与扇叶相对应。当水基泥浆从初级过滤罐的入口进入初级过滤罐中时，然后水基泥浆冲击扇叶，使得扇叶转动，扇叶转动通过链条驱动刮板将第一滤网上的悬浮物以及固态颗粒刮至第一滤网的一边，使得第一滤网始终留出空间过滤水基泥浆，防止悬浮物以及固态颗粒堵住第一滤网，使得水基泥浆被堵在初级过滤罐中，不能进行后续处理工作。

进一步，所述机架上设有酸碱中和试剂盒体和报警系统，所述酸碱中和试剂盒体内设有第二液位传感器，所述第二液位传感器和报警系统分别与PLC控制器电性连接。当酸碱中和试剂盒体内的酸碱中和试剂被注入酸碱中和罐中后，第二液位传感器将会感应到酸碱中和试剂盒体内剩余的酸碱中和试剂余量，以及时传递给PLC控制器，当余量过少时，PLC控制器则指示报警系统发出报警声，提醒工作人员添加酸碱中和试剂，以免下次使用时量不够。

进一步，所述机架上设有絮凝剂盒体，所述絮凝剂盒体内设有第三液位传感器，所述第三液位传感器和PLC控制器电性连接，当絮凝剂注盒体内的絮凝剂余量不够时，PLC控制器则指示报警系统发出报警声，提醒工作人员添加絮凝剂，以免下次使用时量不够。

进一步，所述第一滤网倾斜设置，所述初级过滤罐靠近第一滤网下端处设有第一出口和用于关闭第一出口的第一挡板。当水基泥浆在初级过滤罐中被过滤完成后，即可打开第一挡挡板，将悬浮物以及固态颗粒从第一开口处进行收集，然后将第一挡板关上，以便进行下次过滤。

进一步，所述机架上设有与第一开口相匹配的第一收集框。从第一出口露出的悬浮物以及固态颗粒将直接落在第一收集框内，减少了工作人员人工收集的工作量。

进一步，所述第二滤网倾斜设置，所述活性炭吸附滤罐靠近第二滤网下端处设有第二出口和用于关闭第二出口的第二挡板。当废水在酸碱中和罐内析出沉淀物后，沉淀物被第二过滤网过滤，然后沉淀物沿着倾斜的第二滤网堆积在第二出口处，当废水进入活性炭吸附滤罐中后，将第二挡板打开，沉淀物则沿着倾斜的第二滤网滑出，此时工作人员可对其进行收集，操作简单且方便。

进一步，所述机架上设有与第二开口相匹配的第二收集框。 从第一出口露出的沉淀物将直接落在第二收集框内，减少了工作人员人工收集的工作量，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、初级过滤罐2、酸碱中和罐3、活性炭吸附滤罐4、第一滤网5、第二滤网6、排放管7、搅拌电机8、电阀门9、PH传感器10、第一液位传感器11、PLC控制器12、数据显示屏13、酸碱中和试剂盒体14、第二液位传感器15、絮凝剂盒体16、第三液位传感器17、第一挡板18、第一收集框19、第二挡板20、第二收集框21、转轴22、扇叶23、链条24、刮板25。

实施例基本如附图1所示：

一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，包括机架、初级过滤罐2、酸碱中和罐3、活性炭吸附滤罐4，初级过滤罐2的输出端与酸碱中和罐3的输入端竖直连通，酸碱中和罐3的输出端与活性炭吸附滤罐4竖直连通，活性炭吸附滤罐4固定安装在机架上。

初级过滤罐2上设有进口和第一滤网5，进口用于水基泥浆进入初级过滤罐2中，滤网用于过滤水基泥浆中的悬浮物以及固态颗粒。

第一滤网倾斜设置，初级过滤罐2靠近第一滤网下端处设有第一出口和用于关闭第一出口的第一挡板18，机架上设有与第一开口相匹配的第一收集框19。当水基泥浆在初级过滤罐2中被过滤完成后，即可打开第一挡挡板，将悬浮物以及固态颗粒从第一开口处进行收集，然后将第一挡板18关上，以便进行下次过滤。

初级过滤罐2中设有防堵机构，防堵机构包括转轴22、扇叶23和刮板25；转轴22转动设在初级过滤罐2中，扇叶23固定设在转轴22上，刮板25通过链条24连接在扇叶23上，初级过滤罐2的输入口与扇叶23相对应。当水基泥浆从初级过滤罐2的入口进入初级过滤罐2中时，然后水基泥浆冲击扇叶23，使得扇叶23转动，扇叶23转动通过链条24驱动刮板25将第一滤网5上的悬浮物以及固态颗粒刮至第一滤网5的一边，使得第一滤网5始终留出空间过滤水基泥浆，防止悬浮物以及固态颗粒堵住第一滤网5，使得水基泥浆被堵在初级过滤罐2中，不能进行后续处理工作。

酸碱中和罐3上设有搅拌电机8、酸碱中和试剂注入口和絮凝剂注入口，当水基泥浆经过初级过滤进入酸碱中和罐3中时，酸碱中和试剂注入口和絮凝剂注入口分别往酸碱中和罐3中注入酸碱中和试剂注和絮凝剂，然后搅拌电机8开始搅拌，使得废水与酸碱中和试剂和絮凝剂缓和更充分，然后废水酸碱度得到调节，废水中的沉淀物析出。

活性炭吸附滤罐4上设有第二滤网6和排放管7，析出沉淀物的废水则通过第二滤网进入活性炭吸附滤罐4中，而沉淀物则被第二滤网过滤，然后废水在活性炭吸附滤罐4的最终吸附处理，除去内部剩余的细微颗粒以及离子，使废水达到排放标准，然后，废水经过排放管7进行排放。

第二滤网6倾斜设置，活性炭吸附滤罐4靠近第二滤网6下端处设有第二出口和用于关闭第二出口的第二挡板20。当废水在酸碱中和罐3内析出沉淀物后，沉淀物被第二过滤网过滤，然后沉淀物沿着倾斜的第二滤网堆积在第二出口处，当废水进入活性炭吸附滤罐4中后，将第二挡板20打开，沉淀物则沿着倾斜的第二滤网6滑出，此时工作人员可对其进行收集，操作简单且方便。

机架上设有与第二开口相匹配的第二收集21框。 从第一出口露出的沉淀物将直接落在第二收集框21内，减少了工作人员人工收集的工作量，提高了工作效率。

机架上还设有PLC控制器12和数据显示屏13，酸碱中和罐3的输出端与活性炭吸附滤罐4之间设有电阀门9，酸碱中和罐3内设有PH传感器10和第一液位传感器11；PLC控制器12分别与PH传感器10、第一液位传感器11、搅拌电机8、酸碱中和试剂注入口、絮凝剂注入口和数据显示屏13电性连接。

PLC用于接收第一液位传感器11和PH传感器10的信息，然后根据PH值和液为传感器的竖直注入相应的酸碱中和试剂和絮凝剂。

当PH值达标时，PLC控制器12控制电阀门9打开，然后废水进入活性炭吸附滤罐4中。

机架上设有酸碱中和试剂盒体14、絮凝剂注盒体和报警系统，酸碱中和试剂盒体14内设有第二液位传感器15，絮凝剂盒体16内设有第三液位传感器17，第二液位传感器15、第三液位传感器17和报警系统分别与PLC控制器12电性连接。

当酸碱中和试剂盒体14内的酸碱中和试剂被注入酸碱中和罐3中后，第二液位传感器15将会感应到酸碱中和试剂盒体14内剩余的酸碱中和试剂余量，以及时传递给PLC控制器12，当余量过少时，PLC控制器12则指示报警系统发出报警声，提醒工作人员添加酸碱中和试剂，以免下次使用时量不够。当絮凝剂注盒体内的絮凝剂余量不够时，PLC控制器12则指示报警系统发出报警声，提醒工作人员添加絮凝剂。

具体操作：

首先，将水基泥浆用抽污管抽入初级过滤罐2中，使得水基泥浆在初级过滤罐2中进行初级过滤，水基泥浆中的悬浮物以及固态颗粒被第一滤网5阻拦，然后沿着堆积在第一滤网5的倾斜处。

当水基泥浆从初级过滤罐2的入口进入初级过滤罐2中时，然后水基泥浆冲击扇叶23，使得扇叶23转动，扇叶23转动通过链条24驱动刮板25将第一滤网5上的悬浮物以及固态颗粒刮至第一滤网5较低的一侧，使得第一滤网5始终留出空间过滤水基泥浆，防止悬浮物以及固态颗粒堵住第一滤网5，使得水基泥浆被堵在初级过滤罐2中，不能进行后续处理工作。

而废水则在自身重力下通过第一滤网5进入酸碱中和罐3进行中和反应，然后第一液位传感器11和PH传感器10将检测到的数据传递给PLC控制器12，并在显示屏上显示出来，然后PLC控制器12根据第一液位传感器11和PH传感器10检测到的数值，控制酸碱中和试剂盒体14和絮凝剂盒体16注入相应的酸碱中和试剂和絮凝剂，然后PLC控制器12启动搅拌电机8，使得废水与酸碱中和试剂和絮凝剂混合更充分，当PH传感器10检测到废水的PH值达标时，将信号反馈给PLC控制器12，此时PLC控制器12将电阀门9打开，废水和废水析出的沉淀物则进入活性炭吸附滤罐4中，然后沉淀物则被第二滤网拦截，然后沉淀物对接在第二滤网的倾斜处。

析出沉淀物的废水则在活性炭吸附滤罐4中进行最终吸附处理，除去内部剩余的细微颗粒以及离子，使废水达到排放标准，然后，废水经过排放管7进行排放。

然后分别将第一挡板18和第二挡板20上移，使得第一开口和第二开口打开，悬浮物以及固态颗粒和沉淀物分别从第一开口和第二开口进入第一收集框19和第二收集框21中，方便工作人员做后期处理。

然后，水基泥浆在整个处理过程中，显示屏上非常准确的显示出第一液为传感器、第二液为传感器、第三液为传感器及PH传感器10和数值，使得整个过程可视化，方便工作人员及时了解水基泥浆在各个处理环节的数据，及时发现解决问题。

当酸碱中和试剂盒体14和絮凝剂盒体16中的余量不够时，警报系统将发出警报生，提醒工作人员赶紧添加相应试剂，以面影响下次工作。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，包括初级过滤罐（2）、酸碱中和罐（3）、活性炭吸附滤罐（4），所述初级过滤罐（2）上设有进口和第一滤网（5），所述初级过滤罐（2）的输出端与酸碱中和罐（3）的输入端竖直连通，所述酸碱中和罐（3）的输出端与活性炭吸附滤罐（4）竖直连通，所述活性炭吸附滤罐（4）上设有第二滤网（6）和排放管（7），所述酸碱中和罐（3）上设有搅拌电机（8）、酸碱中和试剂注入口和絮凝剂注入口，其特征在于：所述酸碱中和罐（3）的输出端与活性炭吸附滤罐（4）之间设有电阀门（9），所述酸碱中和罐（3）内设有PH传感器（10）和第一液位传感器（11）；还包括机架（1），所述活性炭吸附滤罐（4）固定安装在机架（1）上，所述机架（1）上还设有PLC控制器（12）和数据显示屏（13），所述PLC控制器（12）分别与PH传感器（10）、第一液位传感器（11）、搅拌电机（8）、酸碱中和试剂注入口、絮凝剂注入口和数据显示屏（13）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述初级过滤罐（2）中设有防堵机构，所述防堵机构包括转轴（22）、扇叶（23）和刮板（25）；所述转轴（22）转动设在初级过滤罐（2）中，所述扇叶（23）固定设在转轴（22）上，所述刮板（25）通过链条（24）连接在扇叶（23）上，所述初级过滤罐（2）的输入口与扇叶（23）相对应。

3.根据权利要求1所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述机架（1）上设有酸碱中和试剂盒体（14）和报警系统，所述酸碱中和试剂盒体（14）内设有第二液位传感器（15），所述第二液位传感器（15）和报警系统分别与PLC控制器（12）电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述机架（1）上设有絮凝剂盒体（16），所述絮凝剂盒体（16）内设有第三液位传感器（17），所述第三液位传感器（17）和PLC控制器（12）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述第一滤网（5）倾斜设置，所述初级过滤罐（2）靠近第一滤网（5）下端处设有第一出口和用于关闭第一出口的第一挡板（18）。

6.根据权利要求5所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述机架（1）上设有与第一开口相匹配的第一收集框（19）。

7.根据权利要求1所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述第二滤网（6）倾斜设置，所述活性炭吸附滤罐（4）靠近第二滤网（6）下端处设有第二出口和用于关闭第二出口的第二挡板（20）。

8.根据权利要求6所述的一种具有可视化功能的水基泥浆综合利用装置，其特征在于：所述机架（1）上设有与第二开口相匹配的第二收集框（21）。

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