一种用于井场泥浆处理的收集固化工程车的制作方法

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收集固化工程车。

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，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。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于井场泥浆处理的收集固化工程车，包括驾驶室、平板车厢和行走轮，其中，所述平板车厢上安装有固相收集传输机械手、搅拌均质设备和药剂池；所述固相收集传输机械手的底部安装有旋转盘，并在液压动力装置的驱动下绕所述旋转盘在水平面上转动，所述固相收集传输机械手在水平面上的转动范围自泥浆收集装置的开口端、至所述搅拌均质设备的固相入口端；所述搅拌均质设备上开设有加药口，所述加药口通过加药管路与所述药剂池相连通；所述搅拌均质设备上开设有岩屑出口，所述岩屑出口通过输送装置与岩屑堆放区相连通；所述固相收集传输机械手包括抓斗和安装于所述抓斗内的压板，所述压板上开设有流体通过孔，所述流体通过孔的孔径小于固相颗粒的外径。

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，泥浆收集装置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，通过固相收集传输机械手抓出并进入到搅拌均质设备内，由于机械手的抓斗内设置有带孔的压板，使得机械手抓取过程中可以挤压过滤出固相中含的部分水分，提高了后续固液分离的效率，药剂池中的药剂通过加药管路传输至搅拌均质设备内，在搅拌均质设备中固相成分与药剂充分混合并实现进一步固化后，经岩屑出口排出至岩屑堆放区；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收集固化设备来实现井场泥浆不落地处理，打破了每个井场均需配备独立处理设备的禁锢。该设备灵活、高效，降低了设备使用成本。

进一步地，所述固相收集传输机械手为集成于所述平板车厢上的挖掘机，所述旋转盘为所述挖掘机的转盘，所述液压动力装置为所述挖掘机的发动机。

进一步地，还包括撬体，所述搅拌均质设备与所述药剂池集成于所述撬体内，所述撬体上开设有第一开口和第二开口，所述第一开口与所述搅拌均质设备的泥浆入口相连通，所述第二开口与所述搅拌均质设备的岩屑出口相连通。

进一步地，所述固相收集传输机械手设置于所述撬体靠近所述驾驶室的一侧。

进一步地，所述泥浆入口开设于所述搅拌均质设备的顶部，所述第一开口开设于所述撬体的顶部。

进一步地，所述岩屑出口开设于所述搅拌均质设备的底部，所述第二开口开设于所述撬体的底部。

进一步地，所述输送装置为输送带。

附图说明

图1为本发明所提供的用于井场泥浆处理的收集固化工程车一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示收集固化工程车的结构框图；

图3为图1所示收集固化工程车中固相收集传输机械手一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

100-驾驶室 200-平板车厢 300-行走轮

1-固相收集传输机械手

11-抓斗 12-驱动伸缩缸 13-压板

2-搅拌均质设备

3-药剂池

4-撬体

5-药剂计量系统

6-稳量计量系统

7-输送装置

具体实施方式

本发明的核心是提供一种全新的用于井场泥浆处理的收集固化工程车，以期替代现有的收集固化设备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为本发明所提供的用于井场泥浆处理的收集固化工程车一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示收集固化工程车的结构框图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的收集固化工程车用于井场泥浆处理，该工程车包括驾驶室100、平板车厢200和行走轮300，其中，在平板车厢200上集成安装有固相收集传输机械手1、搅拌均质设备2和药剂池3；所述固相收集传输机械手1的底部安装有旋转盘，并在液压动力装置的驱动下绕所述旋转盘在水平面上转动，所述固相收集传输机械手1在水平面上的转动范围自泥浆收集装置的开口端、至所述搅拌均质设备2的固相入口端；所述搅拌均质设备2上开设有加药口，所述加药口通过加药管路与所述药剂池3相连通；所述搅拌均质设备2上开设有岩屑出口，所述岩屑出口通过输送装置7与岩屑堆放区相连通；如图3所示，所述固相收集传输机械手1包括抓斗11和安装于所述抓斗11内的压板13，所述压板13上开设有流体通过孔，所述流体通过孔的孔径小于固相颗粒的外径，以便在抓取过程中液相可以通过流体通过孔流出，而固相会保留在压板13形成的空间内。该输送装置7具体为输送带。

为了保证加药量，可在加药管路上设置药剂计量系统5，为了避免搅拌均质设备2超负荷运转，可在固相收集传输机械手1上设置稳量计量系统6。

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，泥浆收集装置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，通过固相收集传输机械手1抓出并进入到搅拌均质设备2内，由于机械手的抓斗11内设置有带孔的压板13，使得机械手抓取过程中可以挤压过滤出固相中含的部分水分，提高了后续固液分离的效率，药剂池3中的药剂通过加药管路传输至搅拌均质设备2内，在搅拌均质设备2中固相成分与药剂充分混合并实现进一步固化后，经岩屑出口排出至岩屑堆放区；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，上述压板13的一端通过铰接轴铰接于所述抓斗11，其另一端与驱动伸缩缸12固接，并在所述驱动伸缩缸12的作用下绕所述铰接轴转动，压板13为两个，两所述压板13在各自驱动伸缩缸12的带动下相互靠近或远离；这样可以通过改变驱动伸缩缸12的行程来调整两个压板13之间形成的抓取空间，进而改变抓取量，以便适应不同需求。具体地，该驱动伸缩缸12可以为液压缸或气缸等。

具体地，上述固相收集传输机械手1可以为集成于所述平板车厢200上的挖掘机，此时，上述旋转盘为所述挖掘机的转盘，所述液压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上充当固相收集传输机械手1，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。

进一步地，该工程车还可以包括撬体4，所述搅拌均质设备2与所述药剂池3集成于所述撬体4内，所述撬体4上开设有第一开口和第二开口，所述第一开口与所述搅拌均质设备2的泥浆入口相连通，所述第二开口与所述搅拌均质设备2的岩屑出口相连通；这样，将搅拌均质设备2和药剂池3集成在同一个撬体4中，提高了工程车上的空间利用率，并可对搅拌均质设备2和药剂池3进行保护。

上述固相收集传输机械手1优选地设置于所述撬体4靠近所述驾驶室100的一侧，以提高空间合理性，在固相抓取时避免与其他部件发生干涉。

为了便于加料，泥浆入口开设于所述搅拌均质设备2的顶部，相应的，第一开口开设于所述撬体4的顶部。同样地，为了便于出料，所述岩屑出口开设于所述搅拌均质设备2的底部，所述第二开口开设于所述撬体4的底部。

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。