本實用新型涉及鉆井輔助技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備。

背景技術(shù)：

鉆井液是用于鉆井的一種循環(huán)流體，是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液具有攜帶和懸浮井筒中的巖屑、平衡地層壓力、冷卻潤滑鉆頭和鉆具、保護井壁和油氣層以及提高鉆井速度等功能，在鉆井過程中具有非常重要的作用。

鉆井廢液(泥漿)是一種多相穩(wěn)定膠態(tài)懸浮體系,含有多種無機鹽、有機處理劑、聚合物、表面活性劑等物質(zhì)，其中所含油類、鹽類、鉆井液添加劑以及一些可溶性的重金屬離子污染土壤、水體，影響動植物生長，危害人類健康，需要及時對鉆井廢液進行處理。常規(guī)的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)僅僅依靠鉆井平臺循環(huán)系統(tǒng)自身的振動篩，除砂器，除泥器以及離心機將從井眼中循環(huán)出來的鉆井液進行處理。具體地，自井口返出的帶有大量巖屑(有害固相)的鉆井液，通過井口高架縱橫鉆井液槽(帶有一定坡度)在重力作用下流到第一級凈化設(shè)備-振動篩的入口，經(jīng)過振動篩的篩分將較大的有害固相顆粒篩出并排走。當(dāng)鉆井液出現(xiàn)氣浸時，通過振動篩得到凈化的鉆井液凈化罐的沉砂罐內(nèi)，利用除氣器真空泵的抽吸作用，在真空罐內(nèi)造成負壓，鉆井液在大氣壓的作用下進入除氣器內(nèi)進行分離，分理出的氣體排往井架頂部放空，除氣后的鉆井液在排空腔轉(zhuǎn)子的驅(qū)動下排進鉆井液2號罐中。在鉆井液不含氣體的情況下，可以將除氣器作為大功率的鉆井液攪拌器使用，保持凈化罐內(nèi)的鉆井液不沉淀。通過振動篩得到凈化的鉆井液進入鉆井液罐的沉砂罐內(nèi)，利用除砂砂泵將鉆井液加壓進入第二級凈化設(shè)備-聯(lián)合清潔器的除砂器內(nèi)，利用旋流原理進行再次分離，將分離中點d50≥70的有害固相清除。除砂后的鉆井液經(jīng)過除砂器的溢流管線排進鉆井液3號罐中。根據(jù)鉆井液凈化系統(tǒng)的總體要求，除砂器的處理量達到正常鉆井液循環(huán)量的125％以上，使得在凈化罐內(nèi)的鉆井液能夠得到充分的反復(fù)凈化，減少鉆井液的含沙量。通過除砂器得到凈化的鉆井液利用除泥砂泵將鉆井液加壓進入第三級凈化設(shè)備-聯(lián)合清潔器的除泥器內(nèi)，利用旋流原理進行再次分離，將分離中點d50＝36um以上的有害固相清除。除泥后的鉆井液經(jīng)過除泥器的溢流管線排進鉆井液4號罐中。除砂器和除泥器排出的底流中含有一定的鉆井液，二者的底流會合后進入聯(lián)合清潔器的振動篩內(nèi)進行再次篩分，鉆井液回收進鉆井液罐，砂泥排出。經(jīng)過三級凈化的鉆井液中仍含有大量的有害固相，當(dāng)鉆井液為非加重狀態(tài)時，利用兩臺離心機并聯(lián)使用，將鉆井液中的大于5um的有害固相進行清除，處理后的鉆井液排進鉆井液凈化罐的第五倉中。

傳統(tǒng)的鉆井巖無害化處理及資源化利用工藝只能夠在鉆井平臺上述實現(xiàn)泥漿的簡單過濾和固液分離，處理能力較低，且處理產(chǎn)生的固相成分在井場中集中堆放，占用井場空間，且無法實現(xiàn)固相成分的再利用。

因此，提供一種鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備，以期具有較強的固化處理能力，提高資源利用化程度和環(huán)保性能，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備，以期具有較強的固化處理能力，提高資源利用化程度和環(huán)保性能。

為解決上述技術(shù)問題，

本實用新型提供一種鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備，包括：

取料單元：在巖屑儲存池內(nèi)提取預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑，每次提取出的預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑為一個體積單元；

破碎單元：通過第一傳輸單元與所述取料單元相連通，并將所述取料單元中取出的待處理巖屑破碎成粉末狀顆粒；

固化單元：通過第二傳輸單元與所述破碎單元相連接，將預(yù)設(shè)體積份數(shù)的固化劑、水泥和石子分別加入呈粉末狀的待處理巖屑，并拌和均勻成預(yù)設(shè)配備的混合物；

成型單元：通過第三傳輸單元與所述固化單元相連接，并將所述固化單元中形成的混合物壓制成預(yù)設(shè)體積的砌塊。

進一步地，還包括篩分單元，所述篩分單元將待處理巖屑破碎形成的粉末狀顆粒進行篩分，得到小于或者等于預(yù)設(shè)顆粒值的粉末物料。

進一步地，還包括養(yǎng)護單元，所述養(yǎng)護單元將砌塊進行蒸汽養(yǎng)護。

進一步地，所述第一傳輸單元、所述第二傳輸單元和所述第三傳輸單元均為皮帶輸送機。

進一步地，所述破碎單元和所述篩分單元集成為破碎篩分裝置，所述破碎篩分裝置包括料斗、與所述料斗的出料口通過絞龍相連通的滾筒篩、與所述滾筒篩的細料出料口連通的第一傳送帶，和與所述滾筒篩的粗料出料口連通的第二傳送帶；

所述第一傳送帶的出料端與破碎機的下端儲料倉相連通，所述第二傳送帶的出料端與所述破碎機的進料口相連通；

所述料斗包括斗體、彈簧和振動板，所述彈簧沿進料方向布置于所述斗體與所述振動板之間。

進一步地，所述養(yǎng)護單元包括蒸汽發(fā)生器和可折疊式養(yǎng)護棚，所述蒸汽發(fā)生器的進水口經(jīng)過進水管路與水源相連通，其出汽口通過出汽管路接入所述可折疊式養(yǎng)護棚，在成型單元中制成的砌塊在所述可折疊式養(yǎng)護棚中接受蒸汽養(yǎng)護。

實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備，包括：

取料單元：在巖屑儲存池內(nèi)提取預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑，每次提取出的預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑為一個體積單元；

破碎單元：通過第一傳輸單元與所述取料單元相連通，并將所述取料單元中取出的待處理巖屑破碎成粉末狀顆粒；

固化單元：通過第二傳輸單元與所述破碎單元相連接，將預(yù)設(shè)體積份數(shù)的固化劑、水泥和石子分別加入呈粉末狀的待處理巖屑，并拌和均勻成預(yù)設(shè)配備的混合物；

成型單元：通過第三傳輸單元與所述固化單元相連接，并將所述固化單元中形成的混合物壓制成預(yù)設(shè)體積的砌塊。

這樣，經(jīng)固液分離后的固相成分在上述設(shè)備下，經(jīng)過與預(yù)定配比的固化劑等原料的作用形成混合物，并通過壓制形成砌塊，實現(xiàn)了固相泥漿到建材的轉(zhuǎn)變，具有較強的固化處理能力，提高了資源利用化程度和環(huán)保性能。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用工藝一種具體實施方式的流程圖；

圖2為本實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為圖2所示設(shè)備中養(yǎng)護單元一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖2所示設(shè)備中破碎篩分裝置一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的核心是提供一種鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備，以期具有較強的固化處理能力，提高資源利用化程度和環(huán)保性能。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用工藝一種具體實施方式的流程圖。

在一種具體實施方式中，本實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用工藝包括以下步驟：

取料步驟S1：在巖屑儲存池內(nèi)提取預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑，每次提取出的預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑為一個體積單元；具體地，采用可移動式“橇裝化”設(shè)備，到各井場上對分布于其中的巖屑進行資源化利用處理，不需拉運巖屑，不需建設(shè)站場，每處理完成一個井場后就再進入下一個井場處理。

破碎步驟S2：將取料步驟中取出的待處理巖屑破碎成粉末狀顆粒；由于待處理巖屑存在干濕程度不同、粒徑大小不同的問題，通過破碎將干化的巖屑處理成粉狀，破碎時間和破碎程度應(yīng)根據(jù)原料的干濕程度、粒徑規(guī)格以及破碎后粒徑要求等要求確定。

固化步驟S3：將預(yù)設(shè)體積份數(shù)的固化劑、水泥和石子分別加入呈粉末狀的待處理巖屑，并拌和均勻成混合物；所述混合物的配比為：待處理巖屑占比65％-75％、所述固化劑占比10％-15％、所述水泥占比15％-20％、所述石子占比2％-3％；由于巖洞巖屑中含有大量坂土成分，利用常規(guī)制磚原料及配比難以有效產(chǎn)生強度，為此需添加專用的固化劑才能解決這一問題，同時也解決了環(huán)保指標(biāo)問題。

成型步驟S4：將所述固化步驟中形成的混合物壓制成預(yù)設(shè)體積的砌塊。

這樣，經(jīng)固液分離后的固相成分在上述工藝下，經(jīng)過與預(yù)定配比的固化劑等原料的作用形成混合物，并通過壓制形成砌塊，實現(xiàn)了固相泥漿到建材的轉(zhuǎn)變，具有較強的固化處理能力，提高了資源利用化程度和環(huán)保性能。

為提高顆粒均勻性，還可以在所述破碎步驟與所述固化步驟之間還包括篩分步驟S2-1，所述篩分步驟為將待處理巖屑破碎形成的粉末狀顆粒進行篩分，得到小于或者等于預(yù)設(shè)顆粒值的粉末物料。

具體地，在固化步驟中，所述混合物的配比為：待處理巖屑占比70％、所述固化劑占比13％、所述水泥占比15％、所述石子占比2％。經(jīng)試驗證明，該配比的混合物制成的標(biāo)準(zhǔn)磚和沿路石強度和硬度較高，能夠更好地滿足使用需要。

進一步地，在成型步驟之后還可以包括養(yǎng)護步驟S5：將在成型步驟中形成的砌塊進行蒸汽養(yǎng)護，經(jīng)養(yǎng)護后的標(biāo)準(zhǔn)磚和沿路石再行轉(zhuǎn)運出廠，結(jié)構(gòu)性能更加穩(wěn)定。

從使用角度來講，井場遺存巖屑經(jīng)處理后，其環(huán)保指標(biāo)和強度指標(biāo)均達到要求，可替代紅土鋪設(shè)井場和井場道路。巖屑與紅土按1:1配比施工，鋪設(shè)的路面優(yōu)點明顯：結(jié)合了固化和粘土的優(yōu)點，既有剛性(下雨不起泥)，又有粘性(干燥不起土)，該項資源化利用已通過中國環(huán)境科學(xué)研究院的風(fēng)險評估，可以鋪路應(yīng)用。經(jīng)評估其耐壓強度指標(biāo)大于3.5MPa，即承載40噸工程車，處理規(guī)模：100方/天。制成的免燒磚和路沿石具體為標(biāo)準(zhǔn)磚規(guī)格為240mm×115mm×53mm，路沿石：規(guī)格為400mm×200mm×200mm和600mm×200mm×200mm。可根據(jù)用戶要求調(diào)整模具尺寸；抗壓強度指標(biāo)：大于15MPa，根據(jù)投入成本，可以達到不同強度要求。

除了上述鉆井巖無害化處理及資源化利用工藝，本實用新型還提供一種與該工藝配套使用的鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備。

如圖2所示，在一種具體實施方式中，本實用新型所提供的鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備包括：

取料單元1：在巖屑儲存池內(nèi)提取預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑，每次提取出的預(yù)設(shè)體積的待處理巖屑為一個體積單元；具體地，采用可移動式“橇裝化”設(shè)備，到各井場上對分布于其中的巖屑進行資源化利用處理，不需拉運巖屑，不需建設(shè)站場，每處理完成一個井場后就再進入下一個井場處理。

破碎單元2：將取料單元1中取出的待處理巖屑破碎成粉末狀顆粒；由于待處理巖屑存在干濕程度不同、粒徑大小不同的問題，通過破碎將干化的巖屑處理成粉狀，破碎時間和破碎程度應(yīng)根據(jù)原料的干濕程度、粒徑規(guī)格以及破碎后粒徑要求等要求確定。

固化單元3：將預(yù)設(shè)體積份數(shù)的固化劑、水泥和石子分別加入呈粉末狀的待處理巖屑，并拌和均勻成混合物；所述混合物的配比為：待處理巖屑占比65％-75％、所述固化劑占比10％-15％、所述水泥占比15％-20％、所述石子占比2％-3％；由于巖洞巖屑中含有大量坂土成分，利用常規(guī)制磚原料及配比難以有效產(chǎn)生強度，為此需添加專用的固化劑才能解決這一問題，同時也解決了環(huán)保指標(biāo)問題。

成型單元4：將所述固化單元3中形成的混合物壓制成預(yù)設(shè)體積的砌塊。

這樣，經(jīng)固液分離后的固相成分在上述設(shè)備下，經(jīng)過與預(yù)定配比的固化劑等原料的作用形成混合物，并通過壓制形成砌塊，實現(xiàn)了固相泥漿到建材的轉(zhuǎn)變，具有較強的固化處理能力，提高了資源利用化程度和環(huán)保性能。

為提高顆粒均勻性，該鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備還包括養(yǎng)護單元6，所述養(yǎng)護單元6將砌塊進行蒸汽養(yǎng)護。

具體地，如圖3所示，該養(yǎng)護單元6包括蒸汽發(fā)生器11和可折疊式養(yǎng)護棚12，所述蒸汽發(fā)生器11的進水口通過進水管路與水源相連通，其出汽口通過出汽管路13接入所述可折疊式養(yǎng)護棚12，在成型單元4中制成的砌塊在所述可折疊式養(yǎng)護棚12中接受蒸汽養(yǎng)護。在養(yǎng)護過程中，水源中的水通過進水管路經(jīng)進水口進入蒸汽發(fā)生器11，蒸汽發(fā)生器11產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)出汽口通過出汽管路13接入可折疊式養(yǎng)護棚12，并實現(xiàn)養(yǎng)護棚12中砌塊的蒸汽養(yǎng)護；這樣，通過蒸汽發(fā)生器11產(chǎn)生的蒸汽進行蒸汽養(yǎng)護，相比于傳統(tǒng)的鍋爐養(yǎng)護方式結(jié)構(gòu)更為簡單，轉(zhuǎn)場方便，養(yǎng)護效果較好，且成本較低；同時，養(yǎng)護棚12的設(shè)置能夠擋住水蒸氣，避免水蒸氣散失，提高了養(yǎng)護效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本；該養(yǎng)護棚12為可折疊式結(jié)構(gòu)，便于收納。

上述出汽管路13可以設(shè)置多條，通過預(yù)定要求在棚內(nèi)實現(xiàn)管線布置，出汽管路13上設(shè)置多個蒸汽噴出口，各蒸汽噴出口均朝向標(biāo)準(zhǔn)磚或沿路石。圖3中，養(yǎng)護棚12內(nèi)管線上箭頭方向為蒸汽噴出方向，養(yǎng)護棚12內(nèi)除管線位置其他為砌塊擺放區(qū)域。

具體地，上述第一傳輸單元、所述第二傳輸單元和所述第三傳輸單元可以均為皮帶輸送機，亦可以為滾筒式輸送機等。

為了提高物料的顆粒均勻性和細密性，該鉆井巖無害化處理及資源化利用設(shè)備還包括篩分單元5，所述篩分單元5將待處理巖屑破碎形成的粉末狀顆粒進行篩分，得到小于或者等于預(yù)設(shè)顆粒值的粉末物料。

進一步地，為了提高結(jié)構(gòu)合理性，實現(xiàn)單元集成化，所述破碎單元2和所述篩分單元5集成為破碎篩分裝置，如圖4所示，所述破碎篩分裝置包括料斗101、與所述料斗101的出料口通過絞龍102相連通的滾筒篩103、與所述滾筒篩103的細料出料口連通的第一傳送帶104，和與所述滾筒篩103的粗料出料口連通的第二傳送帶105；其中，所述第一傳送帶104的出料端與破碎機106的下端儲料倉相連通，所述第二傳送帶105的出料端與所述破碎機106的進料口相連通；所述料斗101包括斗體1011、彈簧1012和振動板1013，所述彈簧1012沿進料方向布置于所述斗體1011與所述振動板1013之間。

在工作過程中，物料通過彈簧1012抖動均勻進入料斗101，而后通過料斗101下方的絞龍102推入滾筒篩103，在滾筒篩103內(nèi)的篩板作用下篩分為顆粒大小滿足要求的細料和顆粒較大的粗料，細料通過篩板上的篩眼并落入細料出料口下方的第一傳送帶104上，在第一傳送帶104的帶動下直接進入破碎機106的下端儲料倉中，粗料留在篩板上并經(jīng)粗料出料口落入第二傳送帶105，在第二傳送帶105的帶動下進入破碎機106，經(jīng)破碎機106的進一步破碎后形成較小顆粒物料，并進入下端儲料倉與之前進入的細料匯合，從而保證了物料的規(guī)格滿足使用要求。

需要指出的是，文中所述“第一、第二、第三”等序數(shù)詞，是為了區(qū)分相同名稱的不同結(jié)構(gòu)，僅為了描述方便，不表示某種順序，更不應(yīng)理解為任何限定。

本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。