本发明专利技术公开了一种利用海水配置泥浆液的装置以及方法，其包括海水预处理系统、反渗透装置、泥浆搅拌池等。预处理系统有活性炭过滤器和纳滤膜过滤器；反渗透装置由若干个RO组件组成；清除残余Na+、Cl-离子的EDI设备；储罐内的除垢剂、超纯水和电磁阀控制开关构成反渗透装置维护。天然海水经增压泵加压流入预处理系统，处理后的水经高压泵加压通过反渗透装置，产生的纯水与膨润土搅拌配成泥浆液。另，纯水经过EDI除离子设备产生超纯水供海上勘探作业生活用水。按需使用，各尽所能，从而突破了海上勘探受制于平台空间、载荷、淡水运输及淡水配浆成本等因素制约，有效的降低了勘探成本。独特设计的维护系统使得RO组件使用寿命更长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工程地质钻探技术，具体涉及一种利用海水配置泥浆液的装置以及相应的配置方法。
技术介绍
在海上进行工程地质钻探作业时，对砂粒、松散岩、风化岩等地层需采用泥浆护壁。利用钻进技术，将孔底被钻头破碎的砂颗粒、岩屑等颗粒随泥浆液携带出孔口，分筛过滤后再循环，以保持孔内清洁，并在孔内壁上形成一层薄而韧的泥饼，稳固已钻开的地层并阻止液相侵入地层，防卡钻、孔塌等事故发生。众所周知，配置泥浆时只有使用淡水才能够达到最佳的性能。而在海上进行工程地质钻探作业时，受其特殊环境的影响，无法就地获得淡水，这就需要水上勘探平台在开始 时就需要存储相应的淡水，或从远处运输淡水到水上勘探平台上。由于受水上勘探平台空间、载荷、淡水运输及淡水成本等因素限制，使勘探成本居高不下；同时也大大影响海上地质钻探的工程规模和勘探作业时间。如果能够利用天然海水直接配置泥浆，即可节约大量淡水资源，又可有效降低勘探成本。但是海水中的主要成分NaCl是一种强电解质，使泥浆中的主要成份膨润土处于不水化状态；海水中还含有Ca2+、Mg2+等离子，这些离子能降低海水泥浆的流动性，使其粘度、滤失量剧增，极大地影响了泥浆的性能。
技术实现思路
本专利技术针对现有海上进行工程地质钻探作业时无法直接使用海水配置泥浆，从而使得勘探成本居高不下的问题，而提供一种可直接利用海水配置泥浆液的装置。该装置采用天然海水，经过预处理系统、反渗透处理后，消除了 Ca2+、Mg2+、S042_等离子，大幅降低了NaCl的溶度，制作的纯水满足了高性能泥浆液用水标准。纯水经EDI分离装置后制成超纯水，满足了海上勘探作业生活用水。该装置的应用可有效降低勘探成本，延长海上作业时间。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案一种利用海水配置泥浆液的装置，所述装置包括预处理系统，所述预处理系统对于海水进行预处理，除去海水中的胶体、杂质和90%以上的盐类；反渗透装置，所述反渗透装置对经预处理系统处理后的海水进行反渗透处理，形成浓盐水和纯水；泥浆搅拌装置，所述泥浆搅拌装置利用反渗透装置制成的纯水搅拌配置泥浆液。在本专利技术的优选实例中，所述预处理系统由若干活性炭过滤器和纳滤膜过滤器组成。进一步的，所述反渗透装置包括若干RO组件，所述RO组件之间串联形成反渗透装置，或者所述RO组件之间并联形成反渗透装置，或者所述RO组件之间首先串联形成若干RO组件串联组，若干RO组件串联组之间再并联形成反渗透装置。进一步的，所述泥浆搅拌装置包括泥浆搅拌池、电动机、搅拌器以及比重计，所述泥浆搅拌池的内壁上设置有刻度，所述搅拌器安置在泥浆搅拌池内，并由电机带动，所述比重计设置在泥浆搅拌池中。进一步的，所述装置还包括饮用水处理装置，所述饮用水处理装置包括超纯水储罐和EDI分离装置，所述EDI分离装置的进口与反渗透装置的纯水出口相接，EDI分离装置的出口与超纯水储罐的进口相接。再进一步的，所述超纯水储罐中设置有电导率盐度计和浮球液位计。进一步的，所述装置还包括反渗透装置维护装置，所述反渗透装置维护装置包括除垢剂储罐和设置在除垢剂储罐中的浮球液位计，所述除垢剂储罐与反渗透装置连通。作为本专利技术的第二目的，本专利技术还提供了利用海水配置泥浆液的方法，该方法包括如下步骤( I)对天然海水进行预处理，除去海水中的胶体、杂质和90%以上的盐类；(2)将经预处理后的海水进行反渗透处理，形成浓盐水和纯水；(3)利用纯水与膨润土配比组成泥浆液。在方法的方案中，所述方法还包括饮用水制备步骤，该步骤将由反渗透处理制成的纯水进行EDI处理，去除水中残留的Na+、Cl—离子，形成适于饮用的超纯水。进一步的，所述方法还包括反渗透装置维护步骤，该步骤将除垢剂流入反渗透装置中，并使反渗透装置浸泡约15 30min后，将除垢剂排尽；再用超纯水冲洗反渗透装置，污垢严重时利用高压泵冲洗I 2min。基于上述方案形成的本专利技术将海水中影响泥浆液性能的Ca2+、Mg2+等离子采取过滤、反渗透技术，制成的纯水与膨润土搅拌配置成高性能泥浆，对钻孔具有护壁、防塌、润滑性，很大程度上降低了钻具在液体中旋转钻进的摩擦阻力，从而提高了钻探速度和钻进效率。同时，本专利技术采用EDI设备消除残余Na+、CF离子，制成的超纯水基本满足海上勘探作业人员生活用水，节约了淡水资源，对工程规模大，勘探作业时间久，较直接使用淡水配置泥浆，具有显著的低成本优势。以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图I为本专利技术的结构原理图；图2为本专利技术中的盐度计的结构示意图；图3为本专利技术中的浮球液位计结构示意图；图4为本专利技术中并联结构的反渗透装置；图5为本专利技术中串联结构的反渗透装置；图6为本专利技术中串-并联结构的反渗透装置。具体实施方式、为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见附图说明图1，本提供的利用海水配置泥浆液的装置，其主要包括预处理系统2、反渗透装置4以及泥浆搅拌装置三部分。其中，预处理系统2用于对天然海水进行预处理，该预系统2为活性炭过滤加纳滤膜双过滤系统，其由若干活性炭过滤器和纳滤膜过滤器组成。本专利技术通过活性炭过滤器和纳滤膜过滤器过滤海水中的粗颗粒、胶体、悬浮杂质等，有效降低后续反渗透装置4的处理量，有效提高反渗透装置4的使用寿命。预处理系统2中采用活性炭过滤器和纳滤膜过滤器组成，其更换活性炭过滤器、纳滤膜过滤器的滤芯方便，并且滤芯价格较低，便于后续的维护。通过上述预处理系统2可以去除海水中的胶体、悬浮杂质，并截留90%以上的Ca2+、Mg2+、SO/—等离子，并使海水中NaCl的含量大幅降低。为了便于海水的抽取，预处理系统2的进口通过管道与增压泵I接通，由增压泵I对天然海水先进行增压。由于海水的特殊性质，预处理系统2中的活性炭过滤器和纳滤膜过滤器的壳体采用防腐材质制成，这样能够提高装置的使用寿命。反渗透装置4的进口通过管道与预处理系统2的出口接通，并且在两者之间设置有闻压栗3。在本专利技术中反渗透装置4由若干RO组件41，这些RO组件之间并、串联形成反渗透 装置4。如图4所示，反渗透装置4由RO组件41之间并联形成。如图5所示，反渗透装置4还可以由RO组件41之间串联形成，该装置使得海水经过二个或以上RO组件渗透，会使流出的淡水的纯度会更高。基于上述方案，本专利技术还提供一种结合串联和并联的结构反渗透装置4，如图6所示，该反渗透装置4中RO组件41之间首先串联形成若干RO组件串联组，若干RO组件串联组之间再并联形成反渗透装置。通过这种结构的反渗透装置4既能够保证流出淡水的高纯度又能够保证淡水的流出量。反渗透装置4对经预处理系统2预处理的海水进行反渗透处理，将海水分离成浓盐水和适于配置泥浆液的纯水。浓盐水直接通过排放口 D排出，为了便于控制在排放口 D处设置有浓盐水控制球阀 6-2。纯水通过出口 B引入到泥浆搅拌装置进行配置泥浆液，为了便于控制，在出口 B上设置有纯水控制球阀6。由此，本专利技术通过预处理系统2和反渗透装置4配合对海水的一级处理，得到适于配置泥浆液的纯水。在本专利技术中泥浆搅拌装置包括泥浆搅拌池16、电动机18、搅拌器15以及比重计17，其中在泥浆搅拌池16的内壁上设置有刻度，搅拌器15安置在泥浆搅拌池内，并由电机18带动，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用海水配置泥浆液的装置，其特征在于，所述装置包括：预处理系统，所述预处理系统对于海水进行预处理，除去海水中的胶体、杂质和90%以上的盐类；反渗透装置，所述反渗透装置对经预处理系统处理后的海水进行反渗透处理，形成浓盐水和纯水；泥浆搅拌装置，所述泥浆搅拌装置利用反渗透装置制成的纯水搅拌配置泥浆液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钮建定，胡建平，王照明，
申请(专利权)人：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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