撬装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统的制作方法

本实用新型涉及油田钻井辅助设备技术领域，特别涉及一种橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统。

背景技术：

钻井由地表至完钻，可大致分为三个层段，即地表土层段，沙层段和岩层段。因此钻井循环泥浆液中有水、泥、砂、岩硝和防喷用的重晶石粉及油液。也就是说初期循环泥浆液中含泥，中期含砂，后期含岩硝和重晶石粉及油。若在油田采油，注水区域中钻井，泥浆液中会因层间注水液的混入又含有各种注剂。因此使用钻井泥浆液不落地环保处理设备十分必要。钻井循环泥浆液会污染土壤、水质、影响动植物生长，危害人类健康。

现有钻井泥浆液不落地处理设备及技术有许多种，有对局部设备进行了改造提高，有系统地给出了处理泥浆液的方法或成套设备，但仍然存在着未考虑寒冷环境，钻井位时设备需要拆装运输以及不可实现的不足。

在实用新型“石油钻井废弃泥浆减量化零排放在利用系统”中未考虑压滤设备在寒冷冬季，使用时滤布及二次压榨水管的冻冰问题。同时用天然气焚烧泥饼在工作现场难以实现，没有天然气能引到每个钻井井场，更为重要的是钻井过程中严令禁止钻井井场附近出现明火，防止钻井过程中井中出现天然气发生火灾或爆炸事故。而对于橇装上超高设备，在运输到下个井位之前必需拆下来，运到目的地后重新安装，增加劳动量、运输车辆，减少设备正常使用寿命，劳民伤财。

因此，提供一种新型安全可靠泥浆不落地处理环保设备，能适用冬季寒冷，方便运输，满足不同钻井区域条件，成为丞需解决问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的现有钻井循环泥浆液直接排放会污染水质土壤的问题，而提供一种将泥浆液中固油水三相进行彻底分离达到安全排放标准的回收系统，该橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统，能够实现钻井不同阶段的泥浆不落地处理，实现节约占地，节能降耗，提高效益的目的。

本实用新型解决其问题可通过如下技术方案来达到：该橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统，包括泥浆进口管线及6个橇，分别为初级固液分离橇、二级固液分离橇、蒸洗除油橇、末端干燥多功能加药橇、隔膜压滤橇、瓷膜净滤套装水箱橇；所述初级固液分离橇、二级固液分离橇、蒸洗除油橇、瓷膜净滤套装水箱橇皆为储槽型橇；末端干燥多功能加药橇、隔膜压滤橇为保温板房橇；

初级固液分离橇分为前仓及后仓，前仓装有搅拌器、渣浆泵；后仓装有两个振动筛，两个振动筛之间安装有一台搅拌器和一套升降系统，在后仓一端还装有一台搅拌器和一台渣浆泵；前仓内渣浆泵通过管线连接后仓内两个的振动除砂器；

二级固液分离橇内安装有除泥除砂器，卧式离心机，渣浆泵，搅拌器，一套升降系统；

所述蒸洗除油橇分为前仓和后仓；前仓偏上部装有油仓，油仓上部装有两套蒸洗干燥器，蒸洗干燥器上装有蒸汽喷嘴；后仓有搅拌器和渣浆泵；前仓与后仓之间偏上部焊有一块隔板，隔板底边与槽底留有空间；隔板下部空间装有一块斜板，斜板上部端头连接抵于油仓底部的水平板，水平板上部设置多个螺旋蒸汽嘴，斜板向下经隔板底边与槽底留有的空间伸进后仓内；油仓、水平板、斜板、隔板间的区域为蒸洗浮选区；

所述末端干燥多功能加药橇内装有干燥装置及加药装置；

所述隔膜压滤橇内装有隔膜压滤机；

所述瓷膜净滤套装水箱橇有长方形贮水箱、净水箱和一套升降系统，贮水箱前后依次分为前仓和后仓、保温房，前仓和后仓之间接有隔板，中间隔板焊在底部向上二分之一至三分之一部分，前仓上部水通过隔板自动流入后仓；保温房内装有一套陶瓷膜净滤器，陶瓷膜净滤器进口与贮水箱后仓相连，出口与贮水箱前仓相连，陶瓷膜净滤器的纯净水管线与净水箱相连，净水箱置于后仓上部；贮水箱前仓经泵及管线与蒸洗除油橇槽后仓相连；

初级固液分离橇两个振动筛出口与蒸洗除油橇中对应的两个蒸洗干燥器进口经斜板槽连接；初级固液分离橇后仓渣浆泵与二级固液分离橇上的除泥除砂器中的除砂器进口相连接；二级固液分离橇除泥除砂器出口和卧式离心机出口与蒸洗除油橇中前仓蒸洗浮选区进口相连；蒸洗除油橇上蒸洗干燥器出口与末端干燥多功能加药橇中干燥装置进口经斜板槽相连接；蒸洗除油橇后仓上的渣浆泵出口与隔膜压滤橇中隔膜压滤机进口相连接。

本实用新型还提供一种橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统的处理工艺：

（1）所述泥浆进口管线连接初级固液分离橇槽的前仓，前仓内渣浆泵通过管线连接后仓内两个并列的振动除砂器；振动除砂器分离出的大颗粒经斜向下方斜板槽滑进蒸洗除油橇上的蒸汽干燥器内，蒸汽干燥器分离出的大颗粒经蒸汽清洗产生的油液掉入蒸洗除油橇槽中前仓，大颗粒经蒸汽干燥器出口斜板槽输送到末端干燥多功能加药橇的干燥装置中干燥处理，干燥处理后的大颗粒最后送至收集槽中；

（2）初级固液分离橇振动除砂器分离出的含小颗粒泥砂及油的泥浆落入初级固液分离橇的后仓，搅拌后含小颗粒泥砂及油的泥浆由渣浆泵出口管线送到二级固液分离橇内除砂除泥器的除砂器进口，分离出的油水泥混合泥浆输送回二级固液分离橇槽内；分离出小颗粒油砂由斜板槽滑入蒸洗除油橇前仓蒸汽浮选区内，小颗粒油砂通过蒸汽浮选区内螺旋蒸汽嘴喷出的蒸汽喷洗，小颗粒油砂表面油脱离并上浮至液面停留在蒸洗除油橇前仓，前仓液面上层纯油自动流入油仓；除去表面油的小颗粒砂经斜板沉降到后仓清水泥砂区，再经渣浆泵输送到隔膜压滤橇上隔膜压滤机中经过一次压滤和二次压榨进行固液分离；隔膜压滤橇分离出的泥砂饼进入收集槽；分离出的压滤水进入缓存系统再输送到瓷膜净滤套装水箱橇内贮水箱前仓中；

（3）所述二级固液分离橇中的含油泥浆液由渣浆泵通过管道连接输送至除砂除泥器中除泥器内进行除泥，或者输送到卧式离心机中进行除泥，分离出含油泥浆液掉回槽中；分离出来的油泥经斜向下方斜板槽滑入蒸洗除油橇前仓蒸汽浮选区内进行蒸汽浮选分离，油上浮停留在前仓，前仓液面上层纯油自动流入油仓；泥和下层水经斜板沉降到后仓清水泥砂区，再经渣浆泵输送到隔膜压滤橇上隔膜压滤机中压滤进行固液分离，分离出的泥砂饼进入收集槽；

（4）所述瓷膜净滤套装水箱橇贮水箱前仓中压滤水经加药装置加入的絮凝剂，生成的絮状物沉淀至槽底，絮凝后的水流入贮水箱后仓，后仓水液经泵输送到陶瓷膜净滤器进行净化分离，分离出污水输送回贮水箱前仓，前仓底部浓缩污水输送至蒸洗除油橇后仓中循环处理；陶瓷膜净滤器分离纯净水输送到净水箱，净水箱中的净水可输送到加药装置使用，或者输送到二级固液分离橇中使用，或者排放。

本实用新型与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：应用该撬装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统，钻井现场使用本系统橇，不用再挖泥浆坑，也不用挖部分设备需安装在地下的土坑，节省时间，节省运送挖掘设备及挖掘设备费用，节省人力。无生产明火地方，设备、电器均达到防爆等级要求，安全、无事故隐患；单井钻井完成搬向下个井位之前，超高设备可降到罐内，超宽部分可拆叠放置，方便运输，不需把超高设备拆下，放置其他车辆运到下个井位，再吊回原位置重新安装，节省大量人力、物力、财力；使用蒸洗设备，使含油的泥砂经蒸洗彻底分离达到焚烧效果，而且无有害烟气排放，既节能又环保。隔膜压滤机不能用于油基泥浆环境中，油会附在滤网的孔眼中使设备不能正常工作。而本实用新型采用蒸洗除油设备后，隔膜压滤机可用。可用于油基泥浆的处理也可用于水基泥浆的处理，且适用各种规格钻井。该环保系统安全可靠，能适用冬季寒冷季节，方便运输，满足不同钻井区域条件的泥浆不落地处理。用以实现钻井不同阶段的泥浆不落地处理，分离出泥砂达到分离出水液达到排放或利用标准，实现节约占地，节能降耗，提高效益的目的。

附图说明

附图1是本实用新型的系统工艺流程图；

附图2是本实用新型的陶瓷膜净滤器系统流程图；

附图3是本实用新型的蒸洗除油橇立面示意图；

附图4是本实用新型的液压升降系统结构图；

附图5是本实用新型的电动丝杠升降系统图；

附图6是本实用新型的电动丝杠升降系统布置图。

图中： 1、初级固液分离橇；2、二级固液分离橇；3、蒸洗除油橇；4、末端干燥多功能加药橇；5、隔膜压滤橇；6、瓷膜净滤套装水箱橇。

具体实施方式：

下面结合附图将对本实用新型作进一步说明：

如附图1所示，该橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统，包括泥浆进口管线及6个橇，分别为初级固液分离橇1、二级固液分离橇2、蒸洗除油橇3、末端干燥多功能加药橇4、隔膜压滤橇5、瓷膜净滤套装水箱橇6。所述初级固液分离橇1、二级固液分离橇2、蒸洗除油橇3、瓷膜净滤套装水箱橇6皆为储槽型橇。末端干燥多功能加药橇4、隔膜压滤橇5为保温板房橇。

初级固液分离橇1分为前仓及后仓，前仓装有搅拌器、渣浆泵；后仓装有两个并列振动筛，两个振动筛之间安装有一台搅拌器和一套升降系统，升降系统与两个振动筛相连接；在后仓另一端还装有一台搅拌器和一台渣浆泵；前仓与泥浆进口管线连接；前仓内渣浆泵通过管线连接后仓内两个并列的振动除砂器；

二级固液分离橇2内安装有除泥除砂器，卧式离心机，渣浆泵，搅拌器，一套升降系统；升降系统与除泥除砂器相连接；二级固液分离橇2上渣浆泵出口管线分为三支，分别装有阀门，一支管线与钻井井口进口管连接，井口出口管与初级固液分离橇1泥浆槽前仓连接；另一支管线与除泥除砂器中除泥器进口相连；第三支管线与卧式离心机进口相连；

所述蒸洗除油橇3分为前仓和后仓；前仓偏上部装有油仓，油仓上部装有两套蒸洗干燥器，蒸洗干燥器上装有蒸汽喷嘴；后仓有搅拌器和渣浆泵；前仓与后仓之间偏上部焊有一块隔板，隔板底边与槽底留有空间；隔板下部空间装有一块斜板，斜板上部端头连接抵于油仓底部的水平板，水平板上部设置多个螺旋蒸汽嘴，斜板向下经隔板底边与槽底留有的空间伸进后仓内；油仓、水平板、斜板、隔板间的区域为蒸洗浮选区；蒸洗干燥器蒸洗头、螺旋蒸汽嘴分别与蒸汽管线连接；蒸汽管线与蒸汽设备连接。

所述末端干燥多功能加药橇4内装有干燥装置及加药装置；干燥装置出口与输送带衔接，输送带与收集槽相衔接；

所述隔膜压滤橇5内装有隔膜压滤机，压滤水缓存系统，二次压榨系统，泥饼输送系统，自动控制系统；隔膜压滤机进口与蒸洗除油橇3泥浆槽后仓上的渣浆泵出口相连接，隔膜压滤机压滤液进入缓存系统经出口与瓷膜净滤套装水箱橇6贮水箱前仓相连接，橇内输送带在压滤机下部，可接到掉落的泥饼，并与保温板房外的输送带上下相承接；

所述瓷膜净滤套装水箱橇6有长方形贮水箱、净水箱和一套升降系统，贮水箱前后依次分为前仓和后仓、保温房，前仓和后仓之间接有隔板，中间隔板焊在底部向上二分之一至三分之一部分，前仓上部水可通过隔板自动流入后仓；保温房内装有一套陶瓷膜净滤器，陶瓷膜净滤器进口与贮水箱后仓相连，出口与贮水箱前仓相连，陶瓷膜净滤器的纯净水管线与净水箱相连，净水箱置于后仓上部；贮水箱前仓经泵及管线与蒸洗除油橇3槽后仓相连；净水箱与升降系统相连接；净水箱与二级固液分离橇2泥浆罐相连接，与末端干燥多功能加药橇4中加药装置相连接；

所述初级固液分离橇1、二级固液分离橇2与蒸洗除油橇3间、蒸洗除油橇3与末端干燥多功能加药橇4间装有斜板槽；

初级固液分离橇1两个振动筛出口与蒸洗除油橇3中对应的两个蒸洗干燥器进口经斜板槽连接；初级固液分离橇1后仓渣浆泵与二级固液分离橇2上的除泥除砂器中的除砂器进口相连接；二级固液分离橇2除泥除砂器出口和卧式离心机出口与蒸洗除油橇3中前仓蒸洗浮选区进口相连；蒸洗除油橇3上蒸洗干燥器出口与末端干燥多功能加药橇4中干燥装置进口经斜板槽相连接；蒸洗除油橇3后仓上的渣浆泵出口与隔膜压滤橇5中隔膜压滤机进口相连接；末端干燥多功能加药橇4中加药装置分别与瓷膜净滤套装水箱橇6贮水箱前仓、二级固液分离橇2泥浆槽、蒸洗除油橇3泥浆槽相连接。

如图4、5、6所示，升降系统为液压升降系统或电动丝杠升降系统；所述液压升降系统包括对称分布的液压缸，液压缸顶部支撑在欲升降的设备侧上部，液压缸上、下进出口管线分别连接分配器，分配器连接液压泵站；液压缸可以为1对或者2对液压缸对称布置排列；所述电动丝杠升降系统包括对称分布的角式传动器，通过传动丝杠分别连接举升丝杠及电动驱动器，举升丝杠顶部支撑在欲升降的设备侧上部。

该橇装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统处理钻井泥浆工艺过程具体如下：

钻井泥浆自进口管线进入初级固液分离橇1泥浆槽前仓中，经搅拌器搅拌均匀后，由前仓渣浆泵输送给后仓上的振动筛进行振动分离，小颗粒含油泥浆液落入后仓内；大颗粒含油砂粒通过振动经斜板槽滑入蒸洗除油橇3前仓上的蒸洗干燥器内，经蒸汽喷洗，油液落入蒸洗除油橇3前仓，前仓顶层油液自动流入油仓；蒸洗干燥器上除去油的大颗粒砂通过振动经斜板槽滑入末端干燥多功能加药橇4中干燥装置内，干燥后由输送带送至收集槽；

所述初级固液分离橇1泥浆槽后仓小颗粒泥浆液经搅拌器搅拌均匀，由后仓上渣浆泵输送到二级固液分离橇2上除泥除砂器一体机中除砂器进行分离，泥油水混合泥浆液排到二级固液分离橇2泥浆槽内，分离出来的小颗粒含油砂通过振动经斜板槽滑入蒸洗除油橇3泥浆槽前仓上的蒸洗浮选区内，通过螺旋气嘴蒸汽蒸洗浮选，油液聚集上浮，顶层油液自动流入油仓，除去油的小颗粒砂及水下沉经斜板滑入蒸洗除油橇3泥浆槽后仓内。

所述二级固液分离橇2泥浆槽泥油水混合泥浆液需要除泥时，经本橇搅拌器搅拌均匀，由本橇上渣浆泵将该混合液输送到除泥除砂器一体机中除泥器内和/或卧式离心机内进行泥液分离，分离后的泥浆混合液排回泥浆槽；分离出的油泥通过振动经斜板槽滑入蒸洗除油橇3泥浆槽前仓上的蒸洗浮选区内，通过螺旋气嘴蒸汽蒸洗浮选，油液聚集上浮，顶层油液自动流入油仓，除去油的泥及水下沉经斜板滑入蒸洗除油橇3泥浆槽后仓内。

所述二级固液分离橇2泥浆槽泥油水混合泥浆液不能满足钻井深度需要，需加入重晶石粉时，由末端干燥多功能加药橇4中加药装置加入，然后搅拌均匀，检测达到要求后，由本橇中渣浆泵输送到井内循环使用。

所述蒸洗除油橇3泥浆槽后仓内泥砂水经由末端干燥多功能加药橇4中加药装置加入絮凝剂，经搅拌器搅拌均匀，由本橇中渣浆泵输送到隔膜压滤橇5中的隔膜压滤机内进行一次压滤和二次压榨分离。

所述隔膜压滤橇5中隔膜压滤机分离出的泥饼落到底部输送带上，再转送到外输输送带上，由外输输送带送到收集槽；分离出的压榨水进入缓存系统，再从缓存系统输送到瓷膜净滤套装水箱橇6贮水箱前仓。

所述瓷膜净滤套装水箱橇6贮水箱前仓中压滤水经加药装置加入絮凝剂混合均匀，絮凝物下沉前仓底部，底部絮凝物浓缩液输送到蒸洗除油橇3泥浆槽内再处理；贮水箱前仓沉净后的水流入后仓，经后仓再输送到陶瓷膜净滤器深度分离，分类出的浓缩液送到本橇贮水箱前仓，分离出的净水送到净水箱。净水箱内的净水可根据需要送至末端干燥多功能加药橇4中加药装置使用，输送至二级固液分离橇2泥浆槽使用，或输送到所需设备内或者排放。

单井钻井完成搬向下个井之前，超高设备通过升降系统可降到罐内，超宽部分可拆叠放置，方便运输，不需把超高设备拆下，放置其他车辆运到下个井位，再吊回原位置重新安装使用。

对于需要升降的设备，可以使用液压升降系统或电动丝杠升降系统；使用液压升降系统时，将对称分布的液压缸顶部支撑于需要升降的设备侧上部，液压缸上下进出口管线连接分配器，分配器连接液压泵站；液压缸可以为1对或者2对液压缸对称布置排列；如图5、图6所示，使用电动丝杠升降系统时，电动驱动器与举升丝杠之间通过传递丝杠和直角式传动器线连接，举升丝杠顶部支撑于需要升降的设备侧上部，电动驱动器正向转动时，设备被举升；电动驱动器反向转动时，设备被下降。角式传动器和举升丝杠对称分布。

初级固液分离橇1中含有带隔仓的泥浆槽，振动筛、搅拌器、防爆电控柜、渣浆泵、泥浆进液管、设备液压升降系统，活动操作平台、护栏、防爆照明灯、监控摄像头；二级固液分离橇2中含有泥浆槽、除砂除泥器，卧式离心机、搅拌器、渣浆泵、设备升降系统、活动操作平台，护栏、防爆照明灯、斜梯。蒸洗除油橇3中含有带隔仓的泥浆槽，蒸洗干燥器、蒸洗浮选装置，油仓，渣浆泵、搅拌器、活动操作平台、护栏、防爆照明灯；末端干燥多功能加药橇4中含有保温板房，干燥装置、多功能加药装置、电暖器、空调机、照明灯；隔膜压滤橇5中含有保温板房，隔膜压滤机、缓存系统、泥饼输送装置、整体工作演示屏、电暖器、空调机、照明灯，泥饼输送装置伸缩控制系统；瓷膜净滤套装水箱橇6中含有带隔仓贮水箱，分前仓和后仓，可升降净水箱、带保温房陶瓷膜净滤器、离心泵、升降系统、斜梯、活动操作平台、护栏、防爆照明灯、监控摄像头。

每个橇中都装有电控柜，所述初级固液分离橇1中的防爆电控柜为总电控柜，外来一条动力电缆接在此柜中，各橇中防爆电控柜均有一条动力电缆与此柜链接，该电控柜还给本橇中所有用电设备供电，其余各橇中防爆电控柜为自己和所在橇中的所有设备供电。

各橇中还装有液位仪、电热棒、槽底清洗管汇。液位仪用来监测各槽泥浆液面高低，根据要求控制泵的启动和停止，及高低液位报警。各橇中电热棒，根据冬季实际情况使用，需要时启动防止泥浆冻结，影响工作。各橇中槽底清洗管汇，用来冲洗搅拌槽内边缘死角区域，防止泥浆沿途聚集，或完井后对槽清洗排出槽外进行分离处理。

设备升降系统根据运输限高4.5米要求，对本设备进行运输时设备本橇体高度不超过3米进行了合理设计。运输之前，将各橇中超高设备通过升降系统降到槽内，高度不超3米，设备运到钻井现场就位后，通过升降系统将设备升到槽的顶部固定，单体设备动力电缆均采用航空插头连接，可随时固定设备搬运断开或连接。本升降系统可以采用电动丝杆升降形式，也可采用液压升降式。

各橇中采用活动操作平台、护栏，方便运输，橇体宽度不超3.2米，操作平台一侧有转轴联接在槽体上侧外沿，运输前将平台放下贴在槽体外侧面固定，使用时抬平支撑固定。而护栏余片括在平台相应的插槽内连接固定好，搬运时可拆下。

使用该系统后，钻井现场使用橇槽，不用再挖泥浆坑，沉沙坑，排污坑和泥浆循环沟，也不必因设备需要安装在地下而挖土坑，节省时间，节省运费，节省人力。无需再用防渗塑料布，既省钱又环保。无产生明火地方，设备、电器均达到防爆等级要求，安全、无事故隐患；使用蒸洗设备，使含油的泥砂经蒸洗彻底分离，而且无有害烟气排放，既节能又环保。隔膜压滤机不能用于油基泥浆环境中，油会附在滤网的孔眼中使设备不能正常工作。而本实用新型采用蒸洗除油设备后，隔膜压滤机可用。可用于油基泥浆的处理也可用于水基泥浆的处理，且适用各种规格钻机。本实用新型使用陶瓷膜净滤器处理后的净水达到利用或外排。本实用新型能够将含油泥浆彻底处理，达到固，油，水三相分离。