钻井液节能净化环保系统的制作方法

本发明属于在石油钻井过程中、连通裸井井眼与地表钻井液固化设备的装置，特别是涉及一种钻井液节能净化环保系统。

背景技术：

在石油钻井的过程中，循环流动的钻井液，由孔底向孔口流动时排除孔底岩粉、冷却钻头。携带岩粉的钻井液返出钻孔后，在地面必须将岩粉净化干净再送入孔内，否则会严重影响孔底动力机的工作性能及工作寿命，影响钻头的钻进速度、以及润滑钻具及保护孔壁的效果。现有的钻井施工过程中钻井液的处理方式为，直接在井口附近的土地上挖掘出一个方形坑，将钻井液直接灌入坑内进行处理，因国家提高环保要求，现有的钻井施工中关于钻井液与地表接触并污染的方式已经不能满足国家对钻井施工现场环保的要求，钻井液与地表土壤直接接触会对土壤环境造成污染，也不利于对处理后的钻井液进行回收再利用，造成钻井液的浪费、提高了作业成本；出井后的钻井液无法及时进行除砂处理，极易导致大量细砂进入泥浆罐内，致使钻井液内含砂高，后期对泥浆罐清理的工作量较大；并且现有的钻井液采用罐式加重的处理方法，在罐式加重的过程中极易产生重晶石粉沉积，造成生产资料的浪费；并且在北方冬天对钻井液进行净化处理时，由于温度低、流动性差，容易导致钻井液冻结无法进行处理。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的不足，提供了一种钻井液节能净化环保系统。

本发明的钻井液节能净化环保系统，包括岩屑池和钻井液回流池，钻井液节能净化环保系统包括钻井液隔离收集装置、表层井口装置和井口节能净化装置，所述钻井液隔离收集装置为顶端开口的槽体、其底部坐于地面上，钻井液隔离收集装置的槽底上开有贯穿槽底的孔ⅰ、孔ⅱ和孔ⅲ，孔ⅰ、孔ⅱ和孔ⅲ分别与位于地面内的井口、大鼠洞和小鼠洞相对应；所述表层井口装置包括圆井和简易井口装置，圆井置于孔ⅰ下方的井口内，圆井与井口内壁及钻井液隔离收集装置相对固定、其顶端与孔ⅰ上方的简易井口装置相连通，简易井口装置上端出口端通过管路与井口节能净化装置相连；所述井口节能净化装置包括岩屑池和钻井液回流池，在岩屑池的一端固定有钻井液回流池、且岩屑池的高度大于钻井液回流池的高度，在岩屑池与钻井液回流池相连、且高于钻井液回流池的上端侧壁处设有一个以上的钻井液回流口，钻井液回流口通过钻井液回流管与钻井液回流池内部连通；所述钻井液回流池顶端开口处设有分隔板，分隔板上并列开有加注药品位、振动筛安装位和加重位，振动筛安装位上方设有与其相对的振动筛，加重位上方设有立式泵，立式泵通过管路与钻井液回流池内部相连通。

作为本发明的进一步改进，岩屑池底部内壁的环周处均固定有倾斜的导流板，导流板底边与岩屑池底部内壁固定、上边与岩屑池四边侧壁的下端相固定；在钻井液回流池的一端及前后两侧壁分别固定有倾斜的导流板，导流板的底边与钻井液回流池底部内壁固定、上边与钻井液回流池的侧壁下端相固定。

作为本发明的进一步改进，导流板分别与岩屑池和钻井液回流池的侧壁之间形成连通的加热腔，岩屑池和钻井液回流池的侧壁下端均开有与加热腔相连通的预热口。

作为本发明的进一步改进，加注药品位和加重位上均设有铁网，立式泵坐于加重位处的铁网上方、并通过管路与钻井液回流池内部相连通。

作为本发明的进一步改进，分隔板下方的钻井液回流池侧壁上固定有工字形管，工字形管的进口端穿过钻井液回流池侧壁、并置于钻井液回流池外部，工字形管底部设有多个喷水口。

作为本发明的进一步改进，加重位处的分隔板上设有贯穿板体的石粉进料管，石粉进料管的下端置于钻井液回流池内，所述石粉进料管上设有旁通的钻井液进液管。

作为本发明的进一步改进，圆井外表面包裹有气囊，气囊顶端置于孔ⅰ内、且顶端设有气口。

作为本发明的进一步改进，气囊顶端设有围檐，所述围檐充满孔ⅰ与圆井之间的间隙。

作为本发明的进一步改进，圆井与井口内壁之间的间隙处通过速凝剂、或水泥、或隔水套管相固定。

作为本发明的进一步改进，钻井液回流池内侧壁的上端设有一个以上的液面报警仪。

本发明的钻井液节能净化环保系统，结构设计合理、便于使用，钻井液隔离收集装置能收集并利用钻井过程中所产生的散落钻井液、大鼠洞与小鼠洞循环时所产生的的钻井液、以及对封井器上泥浆伞内的钻井液进行回收，防止钻井液与土壤接触。表层井口装置能够对出井的钻井液进行除砂处理，防止大量细砂进入泥浆罐内。岩屑池和钻井液回流池为置于地面上的槽体，能够防止钻井液直接与土壤接触，避免对土壤环境造成污染，便于对钻井液进行回收利用，减少资源的浪费，能够在第一时间对钻井液进行处理，保证钻井沙样及时性和准确性、配合地质录井工作有效进行；立式泵能够将钻井液回流池内处理后的钻井液输入至泥浆罐，实现了钻井液不落地循环使用，并且能够及时通过振动筛将钻井岩石碎屑等杂质与钻井液分离，有效阻止钻井岩石碎屑进入泥浆罐体，能够极大程度避免进行泥浆罐掏罐作业，降低施工人员进入受限空间作业的风险；并且在北方冬天使用时能够及时对岩屑池和钻井液回流池内进行加热，防止施工时出现冻结的情况。

附图说明

图1是本发明井口节能净化装置和振动筛的结构示意图；

图2是本发明钻井液隔离收集装置和表层井口装置连接的结构示意图；

图3是本发明钻井液隔离收集装置的结构示意图；

图4是本发明钻井液隔离收集装置的俯视图；

图5是本发明表层井口装置的结构示意图

图6是本发明圆井、气囊和接头的结构示意图；

图7是本发明井口节能净化装置的结构示意图；

图8是本发明岩屑池、钻井液回流池和工字形管的结构示意图；

图9是本发明井口节能净化装置的俯视图；

图10是本发明石粉接口、泥浆接口、石粉进管和泥浆进管的结构示意图。

具体实施方式

本发明的钻井液节能净化环保系统包括钻井液隔离收集装置1、表层井口装置2和井口节能净化装置3，所述钻井液隔离收集装置1为顶端开口的槽体、其底部坐于地面上，钻井液隔离收集装置1的槽底上开有贯穿槽底的孔ⅰ4、孔ⅱ5和孔ⅲ6，孔ⅰ4、孔ⅱ5和孔ⅲ6分别与位于地面内的井口、大鼠洞26和小鼠洞27相对应，根据不同钻机型号的施工方式以及施工工期的不同，可以使用不同材质和形状的钻井液隔离收集装置1，钻井液隔离收集装置1能收集并利用钻井过程中所产生的散落钻井液、大鼠洞26与小鼠洞27循环时所产生的的钻井液、以及对封井器上泥浆伞内的钻井液进行回收。

所述表层井口装置2包括圆井7和简易井口装置8，圆井7置于孔ⅰ4下方的井口内，圆井7与井口内壁及钻井液隔离收集装置1相对固定、其顶端通过接头9与孔ⅰ4上方的简易井口装置8相连通；圆井7外表面包裹有气囊23，气囊23顶端置于孔ⅰ4内、且顶端设有气口；通过气口对气囊23内部进行充气，充满气的气囊23能够填充圆井7与井口之间的间隙、能够对圆井7起到保护和支撑的作用，并且防止圆井7与土地直接接触造成圆井7的损耗，使用完成后通过气口将气囊23内的气放出，即可将气囊23取出并重复利用。所述气囊23顶端设有围檐25，所述围檐25充满孔ⅰ4与圆井7内壁之间的间隙，能够防止钻井液从孔ⅰ4与圆井7之间的间隙处流出、对土地环境造成污染；圆井7与井口内壁之间的间隙处可通过垒实的方法相固定，也可通过填充速凝剂、水泥等物体进行固定，以及通过从地表打入与圆井7和井口内壁相对应尺寸的隔水套管、并使其与钻井液隔离收集装置1相连接、将圆井7与井口内壁相固定。底部固定在孔ⅰ4环周的钻井液隔离收集装置1内壁上。所述简易井口装置8能够对出井的钻井液进行除砂处理，防止大量细砂进入泥浆罐导致罐内钻井液含砂量高，简易井口装置8上端出口端通过管路与井口节能净化装置3相连。

所述井口节能净化装置3包括岩屑池10和钻井液回流池11，岩屑池10和钻井液回流池11均为顶端开口的槽体。在岩屑池10的一端固定有钻井液回流池11、且岩屑池10的高度大于钻井液回流池11的高度，在岩屑池10与钻井液回流池11相连、且高于钻井液回流池11的上端侧壁处设有一个以上的钻井液回流口12，钻井液回流口12处设有挡板，钻井液回流口12通过钻井液回流管13与钻井液回流池11内部连通，钻井液回流池11内侧壁的上端设有一个以上的液面报警仪30，当钻井液回流池11内液面超过预设的安全页面时，液面报警仪30会发出警报提醒工作人员及时进行处理。岩屑池10底部内壁的环周处均固定有倾斜的导流板18，导流板18底边与岩屑池10底部内壁固定、上边与岩屑池10四边侧壁的下端相固定；在钻井液回流池11的一端及前后两侧壁分别固定有倾斜的导流板18，导流板18的底边与钻井液回流池11底部内壁固定、上边与钻井液回流池11的侧壁下端相固定。导流板18分别与岩屑池10和钻井液回流池11的侧壁之间形成连通的加热腔，岩屑池10和钻井液回流池11的侧壁下端均开有与加热腔相连通的预热口19，预热口19通过与外部加热装置连通，蒸汽经预热口19进入加热腔内，在冬天能够及时对岩屑池10和钻井液回流池11内部进行加热。所述钻井液回流池11顶端开口处设有分隔板28，分隔板28上并列开有加注药品位14、振动筛安装位15和加重位16，振动筛安装位15上方设有与其相对的振动筛17，简易井口装置8出口端连通有管路，其管路的另一端置于振动筛17上方。加重位16处的分隔板28上设有贯穿板体的石粉进料管21，石粉进料管21的下端置于钻井液回流池11内，石粉进料管21上设有旁通的钻井液进液管22。石粉进料管21与外部石粉罐连通，通过石粉进料管21向钻井液回流池11内吹入石粉，同时经钻井液进液管22向钻井液回流池11内加入干净的钻井液，使石粉与干净的钻井液在石粉进料管21下端混合后，进入钻井液回流池11内，能够加快钻井液回流池11内的钻井液与石粉混合。所述加注药品位14和加重位16上均设有铁网29，工人们能够站在铁网29上进行操作，立式泵24坐于加重位16处的铁网29上方，立式泵24一端通过管路与钻井液回流池11内部相连通，立式泵24的输出端通过管路与泥浆罐连通。分隔板28下方的钻井液回流池11侧壁上固定有工字形管20，工字形管20的进口端穿过钻井液回流池11侧壁、并置于钻井液回流池11外部，与外部液压泵连接，工字形管20底部设有多个喷水口，通过向钻井液回流池11内进行喷水，进而对钻井液进行搅拌，能够使钻井液与药剂快速均匀地混合。

当钻机搬迁安装完成后，开始安装本系统，对井口及大鼠洞26和小鼠洞27进行提前预挖，孔ⅰ4、孔ⅱ5和孔ⅲ6分别与位于地面内的井口、大鼠洞26和小鼠洞27相对应，圆井7置于井口内，并通过气口对气囊23内部进行充气，使气囊23充满圆井7与井口之间的间隙，圆井7顶端通过接头9与孔ⅰ4上方的简易井口装置8相连通。钻井液通过圆井7和简易井口装置8流至振动筛17上，能够使钻井液通过振动筛17上的筛孔、落入振动筛17下方的钻井液回流池11内，岩屑等杂质顺着振动筛进入岩屑池10内，导流板18能够对钻井液和岩屑等杂质起到导流的作用，防止岩屑等杂质堆积在角落，并且能够加固岩屑池10和钻井液回流池11的强度。当钻井液回流池11内积攒了一定的钻井液后，通过加注药品位14和石粉进料管21向钻井液回流池11内加入石粉等所需药剂，同时通过工字形管20对钻井液内喷水进行搅拌，使钻井液与石粉等药剂快速均匀混合。当钻井液回流池11内的钻井液处理完成后，打开立式泵24将钻井液回流池11内的钻井液泵入泥浆罐内。钻井液回流池11内设有清洁管道，当钻井液离开钻井液回流池11后，可以通过清洁管道喷水对钻井液回流池11内部进行清理。当出现停电或是振动筛发生故障，导致大量钻井液沿着振动筛17进入岩屑池10内时，打开钻井液回流口12处的挡板，使岩屑池10内的钻井液通过钻井液回流管13进入钻井液回流池11内。在冬天北方进行使用本系统时，外部加热装置通过管路与预热口19连通，使加热后的蒸汽通过预热口19进入岩屑池10和钻井液回流池11与导流板18之间的加热腔，对岩屑池10和钻井液回流池11内部进行加热，防止岩屑池10和钻井液回流池11内部被冻住而无法进行处理。