零废水排放固控系统

363 编辑：中冶有色技术网来源：沧州市华油飞达固控设备有限公司

2023-12-04 14:12:32

权利要求书： 1.一种零废水排放固控系统，包括振动筛仓，振动筛仓上端设置有振动筛，振动筛的输入连接钻井泥浆循环系统的泥浆输出，其特征在于，振动筛采用60?80目的筛网，在振动筛仓后面还连续设置有除砂器底仓和离心机底仓，在除砂器底仓上端面设置旋转式除砂器，离心机底仓前后有两个，两个离心机底仓前后分别称为第一离心机底仓和第二离心机底仓，第一离心机底仓上端面设置第一卧螺离心机，第二离心机底仓上端面前后分别设置第二卧螺离心机和碟式离心机，振动筛、旋转式除砂器、第一卧螺旋离心机、碟式离心机输出的液相分别流入振动筛仓、除砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓，振动筛仓的液相泵入至旋转式除砂器，除砂器底仓的液相泵入至第一卧螺离心机，第一离心机底仓的液相泵入第二卧螺离心机，第二卧螺离心机输出的液相分两路，一路至碟式离心机，另一路流入后离心机底仓，第二离心机底仓连接钻井泥浆循环系统的泥浆输入，振动筛、旋转式除砂器、第一卧螺离心机、第二卧螺离心机、碟式离心机固相输出至固化处理装置。

2.根据权利要求1所述的零废水排放固控系统，其特征在于，所述旋转式除砂器是卧式旋转式除砂器或是立式旋转式除砂器，立式旋转式除砂器进液口位于除砂器底仓上端面以下，振动筛仓的液相泵入卧式旋转式除砂器使用泵的功率大于振动筛仓的液相泵入立式旋转式除砂器进液口使用泵的功率。

3.根据权利要求1所述的零废水排放固控系统，其特征在于，所述第一卧螺离心机的转速低于第二卧螺离心机用于处理带有重晶石的加重泥浆。

4.根据权利要求1所述的零废水排放固控系统，其特征在于，所述振动筛有两台，两台振动筛一用一备设置。

5.根据权利要求1所述的零废水排放固控系统，其特征在于，所述振动筛仓和除砂器底仓是由第一罐体分隔形成，所述第一离心机底仓和第二离心机底仓是由第二罐体分隔形成，第一罐体和第二罐体分别座卧在第一托板上和第二托板上，第一托板和第二托板前后组合形成了第一罐体和第二罐体的前后组合进而形成了振动筛仓、除砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓的前后顺序排列。

说明书：一种零废水排放固控系统技术领域[0001] 本实用新型涉及一种零废水排放固控系统。背景技术[0002] 在石油及天然气钻探过程中，钻井泥浆是实施钻探必不可少的介质，其用于清洗井底，悬浮携带岩屑，冷却钻头、钻具，平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏，传递

水功率、以帮助钻头破碎岩石等等。固控系统的主要作用是分离除去泥浆中的岩屑、泥砂、

胶体等颗粒，如果有气体浸入泥浆，则还需要去除浸入的气体，使泥浆能够循环使用。

[0003] 目前石油及天然气钻探时使用的固控系统处理能力差，振动筛在使用时大多配备160目以上的高目数筛网，但是配备高目数筛网在泥浆循环量大时就会出现跑浆现象，造成

排砂含水率高；配备的除砂器和除泥器采用的是水力旋流器结构，使用大功率砂泵供液，由

于自身结构限制，其排砂的含水率较高，增加了固废体积。配备的离心机一般处理量为40?

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60m/h，而钻井过程中的泥浆循环量大约为200m/h，离心机只能处理部分泥浆，这就导致泥

浆在循环使用过程中性能逐渐变差，这时就需要排掉一部分性能变差的泥浆，然后加入水

和药剂，以恢复泥浆性能，而排掉的泥浆则形成了废弃泥浆。为了满足环保排放要求，以上

产生的废弃物需要加入处理药剂后用固液分离设备进行处理，分离出的固相需经固化处

理。分离出的液相中含有多种化学物质，不能直接排放，只能用于回注或拉运至污水处理厂

进行处理，但是却存在回注技术难度大和处理成本高的问题。

发明内容[0004] 本实用新型的目的是提供一种零废水排放固控系统，是针对回注技术难度大和处理成本高的问题而提出的一种零废水排放固控系统，是一种零废水排放泥浆循环使用控制

系统。

[0005] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：[0006] 一种零废水排放固控系统，包括振动筛仓，振动筛仓上端设置有振动筛，振动筛的输入连接钻井泥浆循环系统的泥浆输出，其中，振动筛采用60?80目的筛网，在振动筛仓后

面还连续设置有除砂器底仓和离心机底仓，在除砂器底仓上端面设置旋转式除砂器，离心

机底仓前后有两个，两个离心机底仓前后分别称为第一离心机底仓和第二离心机底仓，第

一离心机底仓上端面设置第一卧螺离心机，第二离心机底仓上端面前后分别设置第二卧螺

离心机和碟式离心机，振动筛、旋转式除砂器、第一卧螺旋离心机、碟式离心机输出的液相

分别流入振动筛仓、除砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓，振动筛仓的液相泵入

至旋转式除砂器，除砂器底仓的液相泵入至第一卧螺离心机，第一离心机底仓的液相泵入

第二卧螺离心机，第二卧螺离心机输出的液相分两路，一路至碟式离心机，另一路流入后离

心机底仓，第二离心机底仓连接钻井泥浆循环系统的泥浆输入，振动筛、旋转式除砂器、第

一卧螺离心机、第二卧螺离心机、碟式离心机固相输出至固化处理装置。

[0007] 方案进一步是：所述旋转式除砂器是卧式旋转式除砂器或是立式旋转式除砂器，立式旋转式除砂器进液口位于除砂器底仓上端面以下，振动筛仓的液相泵入卧式旋转式除

砂器使用泵的功率大于振动筛仓的液相泵入立式旋转式除砂器进液口使用泵的功率。

[0008] 方案进一步是：所述第一卧螺离心机的转速低于第二卧螺离心机用于处理带有重晶石的加重泥浆。

[0009] 方案进一步是：所述振动筛有两台，两台振动筛一用一备设置。[0010] 方案进一步是：所述振动筛仓和除砂器底仓是由第一罐体分隔形成，所述第一离心机底仓和第二离心机底仓是由第二罐体分隔形成，第一罐体和第二罐体分别座卧在第一

托板上和第二托板上，第一托板和第二托板前后组合形成了第一罐体和第二罐体的前后组

合进而形成了振动筛仓、除砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓的前后顺序排列。

[0011] 本实用新型的有益效果是：[0012] （1）与现有固控系统相比，振动筛采用60?80目的低目数筛网，而非160?200目的高目数筛网，振动筛处理量更大，有效的解决了跑浆问题。本方案只需要配备2台振动筛即可，

减少了1台振动筛，减少了固控系统设备投入。

[0013] （2）与现有固控系统相比，采用旋转式除砂器可以同时代替真空除气器、除砂器和除泥器，实现以一代三，减少了固控系统设备投入。

[0014] （3）采用旋转式除砂器代替真空除气器、除砂器和除泥器，设备功耗只有原来的一半甚至更少，可以节约大量能源，降低生产成本。

[0015] （4）本方案不再产生废弃泥浆，只产生废弃固相，既减少了污染物，又可以取消废弃物处理系统中的固液分离设备，减少了废弃物处理设备投入。

[0016] 通过改进系统连接结构，改变连接设备的技术参数实现了零废水排放泥浆循环。[0017] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。附图说明[0018] 图1是本实用新型一个方案结构示意图；[0019] 图2是本实用新型另一个方案结构示意图。具体实施方式[0020] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“连

接”、“置于”应做广义理解，例如“连接”可以是导线连接，也可以是机械连接；“置于”可以是

固定连接放置，也可以是一体成形放置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情

况理解上述术语在本实施例中的具体含义。应当注意，将描述各个方面，其中每个方面可以

单独使用或组合使用。也就是说，任何给定的方面都可以用于不同实施例，除非明确表示为

纯粹的替代。此外，在下文中为了简单起见，通常总是提及一个项目。然而，除非明确提及，

本实施例还可以包括许多特定项目。因此，词语“一”和“一个”的使用应被视为意味着在单

个实施例中使用了至少一个项目。

[0021] 一种零废水排放固控系统，如图1和图2所示，所述系统包括振动筛仓1，振动筛仓上端设置有振动筛2，振动筛有两台，两台振动筛一用一备设置，既可以满足泥浆循环量大

时的处理需求，也可以满足泥浆循环量小时的处理需求。振动筛的输入连接钻井泥浆循环

系统3的泥浆输出，为了增加处理能力，振动筛采用60?80目的筛网，由于筛网变粗了增大了

处理量，在满足了泥浆处理量的同时克服了泥浆循环量大时就会出现跑浆现象，但筛出的

液相还不能满足标准，因此后面还要进一步的处理。在振动筛仓后面还连续设置有除砂器

底仓4和离心机底仓，离心机底仓前后有两个，两个离心机底仓前后分别称为第一离心机底

仓5和第二离心机底仓6，在除砂器底仓上端面设置旋转式除砂器，所述旋转式除砂器可以

根据需要采用如图1所示的卧式旋转式除砂器7或是如图2所示的立式旋转式除砂器8，振动

筛仓的液相通过高扬程泵9泵入至卧式旋转式除砂器；立式旋转式除砂器8进液口位于除砂

器底仓上端面以下，振动筛仓的液相通过低扬程泵10泵入至立式旋转式除砂器8的进液口，

由于泵液相的距离变化，因此振动筛仓的液相泵入卧式旋转式除砂器使用泵的功率大于振

动筛仓的液相泵入立式旋转式除砂器进液口使用泵的功率。第一离心机底仓5上端面设置

第一卧螺离心机11，第二离心机底仓上端面前后分别设置第二卧螺离心机12和碟式离心机

13，振动筛、旋转式除砂器、第一卧螺离心机、碟式离心机输出的液相分别流入振动筛仓、除

砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓，振动筛仓的液相泵连接泵入至旋转式除砂

器，除砂器底仓的液相通过泵连接泵入第一卧螺离心机，第一离心机底仓的液相通过泵连

接泵入第二卧螺离心机，第二卧螺离心机输出的液相分两路，一路至碟式离心机，另一路流

入后离心机底仓，第二离心机底仓连接钻井泥浆循环系统3的泥浆输入，振动筛、旋转式除

砂器、第一卧螺旋离心机、第二卧螺离心机、碟式离心机固相输出通过传送带或管道或螺旋

输送机送至固化处理装置14。

[0022] 其中：第一卧螺离心机的转速低于第二卧螺离心机用于处理带有重晶石的加重泥浆，如果不是加重泥浆则第一卧螺离心机的转速等于第二卧螺离心机，而碟式离心机进一

步分离处理，分离出的泥浆基础液补充泥浆。

[0023] 其中：所述振动筛仓和除砂器底仓是由第一罐体分隔形成，所述第一离心机底仓和第二离心机底仓是由第二罐体分隔形成，第一罐体和第二罐体分别座卧在第一托板15上

和第二托板16上，第一托板和第二托板前后组合形成了第一罐体和第二罐体的前后组合进

而形成了振动筛仓、除砂器底仓、第一离心机底仓和第二离心机底仓的前后顺序排列。此结

构使得系统组装搬运灵活。

[0024] 实施例中：振动筛采用60?80目的低目数筛网，2台振动筛一用一备，既可以满足泥浆循环量大时的处理需求，也可以满足泥浆循环量小时的处理需求。振动筛筛分出的大颗

粒砂去固化处理，液相进入下一步卧式旋转式除砂器进行处理。

[0025] 所述卧式旋转式除砂器类似于一个大直径的低速离心机，离心机具有的转鼓结构使它适用于全排量处理泥浆，可以同时去除泥浆中的砂、泥和气体。旋转式除砂器最大排量

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可达240m/h，分离出的固相去固化处理，液相进入下一步卧螺离心机进行处理。

[0026] 所述卧螺离心机为2台，离心机可以调整高低速。如果处理的泥浆为加重泥浆，前离心机调整为低速模式，分离出的固相主要成分为重晶石，排入离心机底仓继续使用，液相

进入后离心机进一步处理，后离心机为高速模式，继续分离出泥浆中的泥去固化处理，液相

直接循环使用。如果处理的泥浆为非加重泥浆，则2台离心机均调整为高速模式，分离出的

泥直接去固化处理，液相直接循环使用。

[0027] 所述碟式离心机在泥浆中低密度固相过多时使用，将后离心机排出的一部分液相进入碟式离心机处理，分离出泥浆中的胶粒去固化处理，分离出的液相为泥浆基础液，可直

接回收使用。

[0028] 与现有固控系统相比，本方案的振动筛采用60?80目的低目数筛网，而非160?200目的高目数筛网，振动筛处理量更大，有效的解决了跑浆问题。另外，现有固控系统由于采

用了高目数筛网，处理量小，一般需配备3台振动筛，本方案只需要配备2台振动筛即可，减

少了1台振动筛，减少了固控系统设备投入。

[0029] 将卧式旋转式除砂器方案1改为立式旋转式除砂器方案2，立式除砂器的进液口位于罐面以下，而方案1中的卧式除砂器位于罐面以上，需大功率高扬程泵才能满足供液需

求，采用小功率的低扬程泵给立式除砂器供液，可以进一步降低设备功耗，减少能源的消

耗。