一种钻井废弃物无害化处理工程车的制作方法

本发明涉及钻井辅助设备技术领域，特别涉及一种用于井场泥浆处理的钻井废弃物无害化处理工程车。

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，在负压罐内造成负压，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。

为了实现钻井泥浆不落地处理，目前较为先进的手段是在井场内配套设置外挂机，即每个井场配套有外挂机设备，外挂机包括三个较大的撬体，分别为收集输送撬、搅拌撬以及固化撬，钻井泥浆进入外挂机并通过各撬内设备的处理后，最终废弃固相用于制砌块原料，液相用于回收再利用。但是，现有的泥浆不落地处理设备需要与井场配套使用，每个井场需要单独配备外挂机，三大撬体固定在井场内，无法实现转场，设备的利用率较低，使用成本较高。

因此，提供一种新型的用于井场泥浆处理的钻井废弃物无害化处理工程车，以期替代现有的外挂机来实现井场泥浆不落地处理，并同时实现固液混合相的深度固液分离，提高转场便利性，从而打破每个井场均需配备独立处理设备的禁锢，提高泥浆处理设备的利用率，降低设备使用成本，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型的用于井场泥浆处理的钻井废弃物无害化处理工程车，以期替代现有的外挂机来实现井场泥浆不落地处理，并同时实现固液混合相的深度固液分离，提高转场便利性，从而打破每个井场均需配备独立处理设备的禁锢，提高泥浆处理设备的利用率，降低设备使用成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种钻井废弃物无害化处理工程车，包括驾驶室、平板车厢、行走轮和驱动所述行走轮动作的传动系统，所述平板车厢上安装有离心机、物料均置设备和药剂储存仓；

还包括可在泥浆收集罐的开口端与所述物料均置设备的固相入口端之间转动的机械手，和连通所述泥浆收集罐的固液混合层与所述离心机之间的传输泵；

所述离心机的固态出口与所述物料均置设备相连通，其液态出口与井场回收罐相连通；

所述物料均置设备上开设有加药口，所述加药口通过稳量计量系统与所述药剂储存仓相连通；所述物料均置设备的下方设有物料输出设备，经固化处理后的物质通过所述物料输出设备排出至预设位置。

该收集固化工程车上集成了泥浆固化处理设备，在井场施工过程中，泥浆收集罐盛放的泥浆经过沉淀，实现初步的固液分离，此时，液态会重新回到钻井平台再利用，沉积在底部的固相成分，通过固相传输机械手抓出并进入到物料均置设备内，药剂储存仓中的药剂通过稳量计量系统传输至物料均置设备内，在物料均置设备中固相成分与药剂充分混合并实现进一步固化后，经物料输出设备排出至岩屑堆放区；同时，泥浆收集罐内处于中间部分的固液混合相通过传输泵进入离心机，并在离心机内进行进一步的固液分离，分离后的固态进入物料均置设备进行固化，液态返回井场再利用。在某一井场产生的泥浆处于沉淀过程中时，收集固化工程车可以随时转场至所需的另一井场进行泥浆处理；这样，该收集固化工程车替代了现有的外挂机来实现井场泥浆不落地处理，由于其为车辆结构，随时能够实现转场，提高了转场便利性，从而打破每个井场均需配备独立处理设备的禁锢，提高了泥浆处理设备的利用率，降低了设备使用成本。

进一步地，还包括稳量计量系统，所述稳量计量系统设置于所述加药口的上方。

进一步地，还包括撬体，所述物料均置设备、所述离心机与所述药剂储存仓集成于所述撬体内。

进一步地，所述撬体为框架式结构。

进一步地，所述固相入口端开设于所述物料均置设备的顶部。

进一步地，还包括可伸缩的液压支腿，所述液压支腿处于伸出状态时支撑于地面，其处于缩回状态时收纳于所述平板车厢上的橇体底部。

进一步地，所述传动系统包括取力发电系统和取力液压系统，所述取力发电系统包括依次传动连接的底盘发动机、底盘变速箱、第一传动轴、分动箱、第二传动轴和发电机；所述取力液压系统包括与底盘传动箱传动连接的QH70取力器，和与所述QH70取力器传动连接的液压泵。

进一步地，其额定固化处理能力为10m³/h，泥浆处理能力为30m³/h，车体总质量为25000kg，车体外形尺寸为10500×2500×3725mm，工作状态最大尺寸为11000×3800×4000mm。

附图说明

图1为本发明所提供的钻井废弃物无害化处理工程车一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示钻井废弃物无害化处理工程车的结构框图。

附图标记说明：

100-驾驶室200-平板车厢300-行走轮

1-离心机

2-物料均置设备

3-药剂储存仓

4-撬体

5-稳量计量系统

6-物料输出设备

具体实施方式

本发明的核心是提供一种新型的用于井场泥浆处理的收集固化工程车，以期替代现有的外挂机来实现井场泥浆不落地处理，提高转场便利性，从而打破每个井场均需配备独立处理设备的禁锢，提高泥浆处理设备的利用率，降低设备使用成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的钻井废弃物无害化处理工程车一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示钻井废弃物无害化处理工程车的结构框图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的钻井废弃物无害化处理工程车包括驾驶室100、平板车厢200、行走轮300和驱动所述行走轮300动作的传动系统，所述平板车厢200上安装有离心机1、物料均置设备2和药剂储存仓3；其还包括可在泥浆收集罐的开口端与所述物料均置设备2的固相入口端之间移动工作的机械手，和连通所述泥浆收集罐的固液混合层与所述离心机1之间的传输泵；其中，所述离心机1的固态出口与所述物料均置设备2相连通，其液态出口与井场回收罐相连通；所述物料均置设备2上开设有加药口，所述加药口通过稳量计量系统与所述药剂储存仓3相连通；所述物料均置设备2的下方设有物料输出设备6，经固化处理后的物质通过所述物料输出设备6排出至预设位置。

具体地，上述机械手可以为集成于所述平板车厢200上的挖掘机，此时，上述转动轴承为所述挖掘机的转盘，所述动力装置为所述挖掘机的发动机；将挖掘机集成在平板车厢200上充当机械手，无需另外设计机械手，在装配式无需改变平板车厢200的结构，从而降低了设计和制造成本。显然地，该机械手也可以为外置设备。

该收集固化工程车上集成了泥浆固化处理设备，在井场施工过程中，泥浆收集罐盛放的泥浆经过沉淀，实现初步的固液分离，此时，液态会重新回到钻井平台再利用，沉积在底部的固相成分，通过固相传输机械手抓出并进入到物料均置设备2内，药剂储存仓3中的药剂通过稳量计量系统传输至物料均置设备2内，在物料均置设备2中固相成分与药剂充分混合并实现进一步固化后，经物料输出设备6排出至岩屑堆放区；同时，泥浆收集罐内处于中间部分的固液混合相通过传输泵进入离心机1，并在离心机1内进行进一步的固液分离，分离后的固态进入物料均置设备2进行固化，液态返回井场再利用。在某一井场产生的泥浆处于沉淀过程中时，收集固化工程车可以随时转场至所需的另一井场进行泥浆处理；这样，该收集固化工程车替代了现有的外挂机来实现井场泥浆不落地处理，由于其为车辆结构，随时能够实现转场，提高了转场便利性，从而打破每个井场均需配备独立处理设备的禁锢，提高了泥浆处理设备的利用率，降低了设备使用成本。

进一步地，还包括稳量计量系统5，所述稳量计量系统5设置于所述加药口的上方。

该工程车上还设置有撬体4，撬体4位于平板车厢200的顶部，所述物料均置设备2、所述离心机1与所述药剂储存仓3集成于所述撬体4内。这样，将物料均置设备2和药剂储存仓3集成在同一个撬体4中，提高了工程车上的空间利用率，并可对物料均置设备2和药剂储存仓3进行保护。

具体地，所述撬体4为框架式结构或为箱体式结构，当其为箱体式结构时，需要在箱体上开设与物料均置设备2的进料口以及离心机1的进料口相连通的开口，在开口处可设置舱门。

为了便于加料，所述固相入口端开设于所述物料均置设备2的顶部。

进一步地，在工程车作业过程中，为保证工程车的稳定性，降低振动，该工程车还包括可伸缩的液压支腿，所述液压支腿处于伸出状态时支撑于地面，其处于缩回状态时收纳于所述平板车厢200上的橇体底部。

与液压支腿相配合的，该工程车的传动系统包括取力发电系统和取力液压系统，所述取力发电系统包括依次传动连接的底盘发动机、底盘变速箱、第一传动轴、分动箱、第二传动轴和发电机；所述取力液压系统包括与底盘传动箱传动连接的QH70取力器，和与所述QH70取力器传动连接的液压泵。

所述的动力系统还可以采用纯电供应动力，该取力发电系统包括连接汽车主轴的取力器、底盘变速箱、第一传动轴、第二传动轴和永磁自励电机。该永磁自励电机体积小质量轻，可置于汽车底盘底部，大大节省了车上撬体空间。和整车质量。

该工程车能够达到的额定固化处理能力为10m³/h，泥浆处理能力为30m³/h，车体总质量为25000kg，车体外形尺寸为10500×2500×3725mm，工作状态最大尺寸为11000×3800×4000mm。

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