一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及地质钻探工程钻井液处理技术领域，提供了一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统及处理方法。该系统集约钻井液固相控制与废弃钻井液处理工艺于一体化的技术手段，一套系统具备多种功能；简化了工艺流程、节约了成本、占地面积小、能耗低、模块化撬装结构，便于搬迁；采用变频振动筛‑离心机二级机械净化与破胶‑絮凝化学处理相结合技术方法，即可以对钻井液实现固相净化，也可以用于废浆处理，整体改善了钻井液性能，确保了地质钻探优质、安全、高效、低耗施工，满足钻井液不落地清洁化生产和废弃钻井液随钻及时、减量化、资源化利用，以及对绿色钻探与节能减排的要求。

A Multifunctional Integrated Drilling Fluid Processing System for Geological Drilling and Its Processing Method

The invention relates to the technical field of drilling fluid treatment for geological drilling engineering, and provides a multi-functional integrated drilling fluid treatment system and method for geological drilling. The system integrates solid phase control of drilling fluid and waste drilling fluid treatment technology, and a system has many functions. It simplifies process flow, saves cost, occupies small area, consumes low energy, modularizes skid structure and is easy to move. The technology method of combining frequency conversion vibrating screen centrifuge secondary mechanical purification with gel breaking flocculation chemical treatment is adopted, that is to say, it can simplify process flow, save cost, occupy small area, consume low energy and modularize skid structure. It can purify the solid phase of drilling fluid and dispose of waste slurry, improve the performance of drilling fluid as a whole, ensure the high quality, safety, high efficiency and low consumption construction of geological drilling, meet the requirements of clean production of drilling fluid and timely, reduction, resource utilization of waste drilling fluid while drilling, as well as green drilling and energy saving and emission reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统及处理方法
本专利技术属于地质钻探工程钻井液处理
，更特别地涉及一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统及处理方法。
技术介绍
地质钻探施工过程中，有效控制钻井液的固相含量和改善钻井液的性能，对防止绳索取心钻杆内壁结皮，避免坍塌缩径及卡钻等孔内事故，提高钻进效率，延长钻具使用寿命等具有重大意义。随着钻探技术的不断进步，孔底动力钻具、液动潜孔锤等钻探新技术、新方法、新工艺和新工具的不断推广应用，对钻井液性能提出更高的要求。与此同时钻探实施过程中废弃的钻井液，如果不经处理随意排放，长期沉淀就会对附近的植被、土壤、地下水等自然环境和人类的生存环境造成很大的危害；同时，也没有对废液中可用的钻井液进行回收再循环利用，造成钻井液的浪费。目前现有技术中的钻井液综合处理系统，主要集中在钻井液回收以及处理方面的技术与将钻井液再利用技术融合起来，使得生产过程中需要再增加其他相应部件才能实现再利用。地质钻探期间，钻井液的及时输送以及及时处理，对于油气开采的效果有着直接影响，并且地质钻探过程中尤其注重钻井液的输送效率和质量。通常为了达到较高的效率和较好的质量，所需要的处理设备比如振动筛等，往往设置数量过多，导致成本大大增加。近年来，地质钻探行业越来越重视钻井液固相控制技术对钻井液性能和钻探效率、成本的影响，已改变以往采用沉砂池自然沉降钻井液的方法；同时国家对生态文明建设要求绿色勘查、绿色钻探。现有石油钻井用钻井液固控系统与废弃钻井液处理系统为两套独立系统，且每套系统及配套设备成本高、占地大、能耗高、处理工艺流程复杂、质量大、不易搬迁等特点，不适应于地质钻探工程。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有技术中存在的不足，提出一种适用于地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，实现废弃钻井液随钻及时、减量化、资源化再利用，满足钻井液不落地清洁化生产和生态文明建设对绿色钻探与节能减排的要求。根据本专利技术的一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于，包括初净化模块、固相分离模块、钻井液配置模块，所述初净化模块、所述固相分离模块、所述钻井液配置模块依次并排排列，且为模块化撬装结构。优选地，所述初净化模块包括沉砂罐以及收集槽，所述沉砂罐包括化学处理仓与沉砂仓、破胶絮凝罐、卧式搅拌器、立式搅拌器、变频振动筛、废浆砂泵；其中破胶絮凝罐设于所述化学处理仓的上方，所述化学处理仓的上方设有所述卧式搅拌器，所述破胶絮凝罐的上方设有所述立式搅拌器，所述变频振动筛设于所述沉砂仓的上方，所述废浆砂泵设于所述沉砂仓的一侧，所述废浆砂泵的出口与所述变频振动筛的进浆分配口连通，所述变频振动筛的固相出口正下方设有所述收集槽，返出蝶阀设于变频振动筛的进浆分配管口三通前方。优选地，所述固相分离模块包括循环罐以及收集槽，所述循环罐包括循环仓与固液分离仓、卧式搅拌器、变频离心机、供液泵、循环蝶阀；其中所述循环仓与固液分离仓的上方均设有所述卧式搅拌器，所述变频离心机设于所述循环仓的上方，所述供液泵设于所述固液分离仓的上方，所述循环仓的罐体下方设有所述循环蝶阀，所述供液泵的进口设于所述固液分离仓内，所述供液泵的出口与所述变频离心机的进口连通，所述变频离心机的出口设于所述循环仓内，所述变频离心机的固相出口正下方设有所述收集槽。优选地，所述钻井液配置模块包括制浆罐以及钻井液输送管线，所述制浆罐包括加重仓与储备仓、配浆砂泵、射流混浆器、加药罐、立式搅拌器、卧式搅拌器、循环蝶阀；其中所述配浆砂泵设于所述加重仓的一侧，所述射流混浆器设于所述加重仓的上方，所述加药罐设于所述储备仓的上方，所述加药罐的上方设有所述立式搅拌器，所述加重仓与所述储备仓的上方均设有所述卧式搅拌器，所述储备仓的罐体下方设有所述循环蝶阀，所述配浆砂泵的出口与所述射流混浆器的进口连通，所述射流混浆器的出口设于所述加重仓内，所述加药罐的出口设于所述储备仓内；储备仓设置有钻井液输出口，该输出口与钻井液输送管线相连接，以便将配置好的钻井液输入地质钻探形成的孔中。优选地，所述制浆罐、所述循环罐与所述沉砂罐的罐顶与罐底间均用所述罐间由壬和所述罐间蝶阀连通；所述加重仓与所述储备仓间、所述化学处理仓与所述沉砂仓间均设有由所述罐间由壬和罐间蝶阀组成的溢流渡槽口，便于钻井液流通；所述储备仓与所述循环仓中的钻井液均可通过所述循环蝶阀返回孔内循环。优选地，本专利技术还包括一种使用上述地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统处理钻井液的方法，其特征在于，该处理方法包括如下四种处理模式：(1)钻井液净化循环模式：启动初净化模块、固相分离模块对孔口返出的钻井液进行一级净化处理以及二级净化处理；(2)钻井液加重配置模式：启动固相分离模块以及钻井液配置模块对钻井液进行配置、加重处理；(3)钻井液配药模式：启动钻井液配置模块，对储备仓内储备的钻井液进行加药处理，以配置所需钻井液；(4)废弃钻井液处理模式：废弃钻井液经废浆砂泵，经由初净化模块、固相分离模块的化学机械固液处理后，输入到收集槽回收再利用。优选地，所述钻井液净化循环模式是指：孔口返出的钻井液通过返浆管线输送到变频振动筛，经过变频振动筛一级净化处理后的钻井液进入沉砂仓进行沉砂，处理后的固相进入变频振动筛下方的收集槽；沉砂仓中的钻井液再由溢流渡槽口流入化学处理仓，经化学处理仓自然沉降后的钻井液通过罐间泥浆渡槽进入固液分离仓；供液泵吸入固液分离仓的钻井液输送至变频离心机，经变频离心机二次净化处理后的钻井液进入循环仓，处理后的固相进入变频离心机下方的收集槽；循环仓中的钻井液通过罐间泥浆渡槽进入储备仓，泥浆泵将其吸入循环仓或储备仓中的钻井液返回孔内进行循环使用，完成钻井液净化循环。优选地，所述钻井液加重配置模式是指，钻井液通过配浆砂泵通过吸入加重仓，并通过射流混浆器加重混合后，将加重的钻井液输送至加重仓；加重仓中的钻井液由溢流渡槽口流入储备仓，完成钻井液加重及补给送料。优选地，所述钻井液配药模式是指：加药罐中混配好的药品，通过输送管线送至储备仓内，加药罐的罐面的立式搅拌器连续工作防止药品沉淀；当整个系统钻井液需要加入药品时，打开加药罐下方的排出阀，加药罐内的药品就可加入到储备仓内，完成钻井液药品配药过程。优选地，所述废弃钻井液处理模式是指：废弃钻井液经废浆砂泵进入变频振动筛，经变频振动处理后的钻井液进入沉砂仓，处理后的固相进入变频振动筛下方的收集槽；沉砂仓中的钻井液经过反复净化处理后，再由溢流渡槽口流入化学处理仓，将破胶絮凝罐配置好的破胶剂、PH调节剂与絮凝剂经过管线流入化学处理仓，废弃钻井液的固相经破胶絮凝后形成较大的颗粒，通过搅拌充分混合，破坏其胶体体系，再经通过罐间泥浆渡槽进入固液分离仓，供液泵吸入固液分离仓的钻井液输送至变频离心机，经变频离心机二次净化处理后的钻井液进入循环仓，处理后的固相进入变频离心机下方的收集槽。根据本专利技术的地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统可执行多种加工模式；工艺流程简单、节约成本、占地面积小、能耗低、模块化撬装结构；钻井液固相控制工艺采用二级净化设备，改善钻井液性能，确保地质钻探优质、安全、高效、低耗施工；废弃钻井液处理工艺采用化学-机械固液分离方法，处理后的固相松散、回收后集中处理，液相达到配置钻井液循环再利用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于，包括初净化模块、固相分离模块、钻井液配置模块，所述初净化模块、所述固相分离模块、所述钻井液配置模块依次并排排列，且为模块化撬装结构。

【技术特征摘要】
1.一种地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于，包括初净化模块、固相分离模块、钻井液配置模块，所述初净化模块、所述固相分离模块、所述钻井液配置模块依次并排排列，且为模块化撬装结构。2.根据权利要求1所述的地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于：所述初净化模块包括沉砂罐以及收集槽，所述沉砂罐包括化学处理仓与沉砂仓、破胶絮凝罐、卧式搅拌器、立式搅拌器、变频振动筛、废浆砂泵；其中破胶絮凝罐设于所述化学处理仓的上方，所述化学处理仓的上方设有所述卧式搅拌器，所述破胶絮凝罐的上方设有所述立式搅拌器，所述变频振动筛设于所述沉砂仓的上方，所述废浆砂泵设于所述沉砂仓的一侧，所述废浆砂泵的出口与所述变频振动筛的进浆分配口连通，所述变频振动筛的固相出口正下方设有所述收集槽，返出蝶阀设于变频振动筛的进浆分配管口三通前方。3.根据权利要求2所述的地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于：所述固相分离模块包括循环罐以及收集槽，所述循环罐包括循环仓与固液分离仓、卧式搅拌器、变频离心机、供液泵、循环蝶阀；其中所述循环仓与固液分离仓的上方均设有所述卧式搅拌器，所述变频离心机设于所述循环仓的上方，所述供液泵设于所述固液分离仓的上方，所述循环仓的罐体下方设有所述循环蝶阀，所述供液泵的进口设于所述固液分离仓内，所述供液泵的出口与所述变频离心机的进口连通，所述变频离心机的出口设于所述循环仓内，所述变频离心机的固相出口正下方设有所述收集槽。4.根据权利要求3所述的地质钻探多功能一体化钻井液综合处理系统，其特征在于：所述钻井液配置模块包括制浆罐以及钻井液输送管线，所述制浆罐包括加重仓与储备仓、配浆砂泵、射流混浆器、加药罐、立式搅拌器、卧式搅拌器、循环蝶阀；其中所述配浆砂泵设于所述加重仓的一侧，所述射流混浆器设于所述加重仓的上方，所述加药罐设于所述储备仓的上方，所述加药罐的上方设有所述立式搅拌器，所述加重仓与所述储备仓的上方均设有所述卧式搅拌器，所述储备仓的罐体下方设有所述循环蝶阀，所述配浆砂泵的出口与所述射流混浆器的进口连通，所述射流混浆器的出口设于所述加重仓内，所述加药罐的出口设于所述储备仓内；储备仓设置有钻井液输出口，该输出口与钻井液输送管线相连接，以便将配置好的钻井液输入地质钻探形成的孔中。5.根据权利要求4所述的的钻井液综合处理系统，其特征在于：所述制浆罐、所述循环罐与所述沉砂罐的罐顶与罐底间均用所述罐间由壬和所述罐间蝶阀连通；所述加重仓与所述储备仓间、所述化学处理仓与所述沉砂仓间均设有由所述罐间由壬和罐间蝶阀组成的溢流渡槽口，便于钻井液流通；所述储备仓与所述循环仓中的钻井液均可通过所述循环蝶阀返回孔内循环。...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁炜，冯美贵，朱迪斯，黄玉文，杨鹏，蒋睿，岳伟民，徐军军，赵志涛，张德龙，
申请(专利权)人：北京探矿工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11