一种地热钻井使用的钻井液循环过滤系统的制作方法

1.本实用新型属于钻井设备施工技术领域，尤其涉及一种地热钻井使用的钻井液循环过滤系统。


背景技术：

2.钻井液是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
3.在钻井施工的过程中，钻井液通常在泥浆池与钻井设施之间循环流动，在循环流动的过程中不断去除泥浆中含有的颗粒物如泥块、碎石等，令钻井液保持相对洁净，满足钻井使用要求。现有的循环过滤系统对回流泥浆的连续处理能力弱，在需要泥浆进行稳定供应的施工场景中，容易导致泥浆供应量不稳定的情况。另一方面，现有的循环过滤系统通常导致泥浆发生大量损失的问题，即大量的泥浆在过滤筛分除杂的过程中从系统内流失，这导致需要向泥浆循环系统中大量补充泥浆，导致项目成本提升。
4.因此，需要对钻井液的循环过滤系统进行结构上的优化设计，提升过滤处理的连续性并提升泥浆回流效率、减少泥浆损失。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、提升泥浆净化处理效率、保证泥浆连续可靠供应且减少泥浆量损失的地热钻井使用的钻井液循环过滤系统。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种地热钻井使用的钻井液循环过滤系统包括在地面开挖的且铺设有防渗材料层的粗滤泥浆池、第一废渣接收池和第二废渣接收池，还包括用于储存泥浆的泥浆罐，在泥浆罐的顶部安装有振动筛分装置和滚筒筛分装置；振动筛分装置包括后部安装有泥浆储箱的筛分底壳，在泥浆储箱的后部底部设有泥浆出口、前部顶部安装有泥浆漏斗，在筛分底壳上方通过弹性组件安装有外侧振动筛，在外侧振动筛的内部安装有内侧振动筛；滚筒筛分装置包括支架组件以及斜置安装在支架组件上的筛分滚筒，在筛分滚筒的外侧安装有带有泥浆接收斗的外箱体，泥浆接收斗将泥浆导向筛分滚筒内，还包括驱动筛分滚筒转动的驱动电机，在筛分滚筒的下方安装有下料筒，下料筒与泥浆罐的内部贯通；粗滤泥浆池通过泥浆提升管道连接至泥浆漏斗且在泥浆提升管道上安装有泥浆提升泵，泥浆出口通过连接管道与泥浆接收斗连接，振动筛的末端位于第一废渣接收池的上方，筛分滚筒的末端位于第二废渣接收池的上方。
7.本实用新型的优点和积极效果是：
8.本实用新型提供了一种结构设计合理的地热钻井使用的钻井液循环过滤系统，与现有的钻井液循环净化系统相比，本实用新型中通过设置粗滤泥浆池，实现了对从钻井设备回流的泥浆进行粗效过滤的处理效果，去除回流泥浆中的大颗粒泥沙，通过设置振动筛分装置，实现了对回流泥浆的中效过滤处理效果，去除回流泥浆中的中等颗粒泥沙，通过设置滚筒筛分装置，实现了对回流泥浆的精效过滤处理效果，这样在泥浆回流的过程中依次经理粗效、中效和精效三级过滤处理，有效去除了泥浆中含有的颗粒物成分，令泥浆得到充分净化。设置粗滤泥浆池显著降低了后续振动筛分装置和滚筒筛分装置的处理负担，振动筛分装置和滚筒筛分装置两者实现了对泥浆的充分回收，有效降低了泥浆在循环过滤处理的过程中发生的损失。
9.通过分别为振动筛分装置和滚筒筛分装置配置废渣接收池，实现了对两者产生颗粒物废渣的接收，有利于对循环过滤产生的废渣进行集中处理。本实用新型的钻井液循环过滤系统提升了泥浆的净化处理效率，保证了泥浆向钻井设备的连续可靠供应，保障了钻井施工工程的稳定运行，提升项目收益。
10.优选地：泥浆罐包括矩形的罐体，在其顶壁上设有回流窗口，滚筒筛分装置的下料筒插装在该回流窗口内。
11.优选地：在泥浆罐的顶壁上安装有搅拌组件和泥浆输出泵，泥浆输出泵的出口上连接有泥浆输出管道，泥浆输出管道从罐体的侧壁穿出。
12.优选地：在泥浆罐的侧壁底部设有排污口，在排污口上安装有排污门。
13.优选地：外侧振动筛包括顶部和前部均敞口、底部安装有下部筛网的外侧筛分框，在外侧筛分框的中部通过筛分支座安装有中部横梁，在中部横梁上安装有振动电机；内侧振动筛包括顶部和前部均敞口、底部安装有上部筛网的内侧筛分框，内侧筛分框的后部采用后部支撑梁与外侧筛分框连接、前部采用前部支撑梁与外侧筛分框连接。
14.优选地：滚筒筛分装置的支架组件包括后部支架以及分别位于两侧的、三角形的侧部支架，在支架组件的后部和前部均安装有支撑座，筛分滚筒的转轴安装在两个支撑座之间，驱动电机和外箱体均安装在支架组件上。
15.优选地：在外箱体的顶部设有窗口，在窗口上安装有可以打开的箱盖。
16.优选地：振动筛分装置采用底座安装在泥浆罐的顶部，振动筛分装置所在的高度大于滚筒筛分装置所在的高度。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是图1中泥浆罐的结构示意图；
19.图3是图1中振动筛分装置的结构示意图；
20.图4是图1中滚筒筛分装置的结构示意图。
21.图中：
22.1、粗滤泥浆池；2、粗滤格栅；3、泥浆提升泵；4、第一废渣接收池；5、泥浆罐；5-1、回流窗口；5-2、排污门；6、底座；7、振动筛分装置；7-1、筛分底壳；7-2、筛分支座；7-3、弹性组件；7-4、后部支撑梁；7-5、泥浆储箱；7-6、泥浆漏斗；7-7、振动电机；7-8、前部支撑梁；7-9、外侧筛分框；7-10、内侧筛分框；7-11、上部筛网；7-12、下部筛网；8、连接管道；9、滚筒筛分
装置；9-1、驱动电机；9-2、后部支架；9-3、支撑座；9-4、外箱体；9-5、泥浆接收斗；9-6、箱盖；9-7、筛分滚筒；9-8、侧部支架；9-9、下料筒；10、搅拌组件；11、泥浆输出泵；12、控制箱；13、泥浆输出管道；14、泥浆提升管道；15、第二废渣接收池。
具体实施方式
23.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
24.请参见图1，本实用新型的地热钻井使用的钻井液循环过滤系统包括在地面开挖的且铺设有防渗材料层的粗滤泥浆池1、第一废渣接收池4和第二废渣接收池15。还包括用于储存泥浆的泥浆罐5，在泥浆罐5的顶部安装有振动筛分装置7和滚筒筛分装置8。
25.其中，粗滤泥浆池1用于对从钻井设备回流的泥浆进行粗效过滤，去除含有的大颗粒泥沙，如图中所示，在粗滤泥浆池1的顶部安装有粗滤格栅2，用于输送回流泥浆的管道端口位于粗滤格栅2的上方，泥浆从管道喷射到粗滤格栅2上，大颗粒的泥沙被截留在上方，定期进行清理。
26.振动筛分装置7用于对泥浆提供振动筛分的中效过滤处理效果，去除泥浆中含有的中等颗粒泥沙，滚筒筛分装置8用于对泥浆提供滚筒筛分的精效过滤处理效果，去除泥浆中含有的小颗粒泥沙。因此，三级过滤处理的方式能够有效去除回流泥浆中含有的颗粒物，令泥浆恢复纯净，满足钻井施工的使用要求。
27.第一废渣接收池4和第二废渣接收池15两者分别用于从振动筛分装置7和滚筒筛分装置8接收过滤截留的颗粒物废渣，有助于对废渣进行集中处理。
28.泥浆罐5用于储存过滤净化后的泥浆，对泥浆提供搅拌以及增压供应等功能。
29.本实施例中，振动筛分装置7采用底座6安装在泥浆罐5的顶部，振动筛分装置7所在的高度大于滚筒筛分装置9所在的高度，这样令两个装置之间存在一定的高度差，从振动筛分装置7排出的泥浆能够自发地向滚筒筛分装置9流动。
30.请参见图2，可以看出：
31.泥浆罐5包括矩形的罐体，整体类似集装箱的形态，在其顶壁上设有回流窗口5-1，来自滚筒筛分装置9的净化后泥浆从回流窗口5-1进入泥浆罐5内。
32.在泥浆罐5的顶壁上安装有搅拌组件10和泥浆输出泵11，泥浆输出泵11的出口上连接有泥浆输出管道13，泥浆输出管道13从罐体的侧壁穿出。搅拌组件10提供搅拌功能，结构上包括搅拌减速电机、搅拌轴以及搅拌叶片，搅拌叶片位于泥浆罐5的内腔底部，通过提供持续的搅拌功能，避免泥浆出现沉降并促进泥浆成分均匀。
33.本实施例中，在泥浆罐5的侧壁底部设有排污口，在排污口上安装有排污门5-2。本设备经过一定时间的使用之后，泥浆会沉降、吸附在泥浆罐5的内壁上，再次投入使用之前需要进行彻底清洁，清洁时向罐体内注入大量的清洁用水，启动搅拌组件10进行持续搅拌，罐体内的水流对罐体的内壁产生持续的冲刷作用，清洁后打开排污门5-2，将内部的污水排出。
34.在泥浆罐5的侧部安装有控制箱12，通过控制箱12控制搅拌组件10的搅拌减速电机以及泥浆输出泵11的起停，通过控制箱12控制振动筛分装置7和滚筒筛分装置8的起停。
35.请参见图3，可以看出：
36.振动筛分装置7包括后部安装有泥浆储箱7-5的筛分底壳7-1，在泥浆储箱7-5的后
部底部设有泥浆出口、前部顶部安装有泥浆漏斗7-6。在筛分底壳7-1上方通过弹性组件7-3安装有外侧振动筛，在外侧振动筛的内部安装有内侧振动筛。工作时，泥浆被送入泥浆漏斗7-6内，之后向下进入内侧振动筛得到一次振动筛分，之后再进入外侧振动筛得到二次振动筛分。
37.本实施例中，外侧振动筛包括顶部和前部均敞口、底部安装有下部筛网7-12的外侧筛分框7-9，在外侧筛分框7-9的中部通过筛分支座7-2安装有中部横梁，在中部横梁上安装有振动电机7-7，振动电机7-7用于提供振动效果，如图中所示，中部横梁设置有前后两个，在每个中部横梁上安装有左右两个振动电机，保证振动效果的平衡性。内侧振动筛包括顶部和前部均敞口、底部安装有上部筛网7-11的内侧筛分框7-10，内侧筛分框7-10的后部采用后部支撑梁7-4与外侧筛分框7-9连接、前部采用前部支撑梁7-8与外侧筛分框7-9连接。
38.上部筛网7-11的筛孔尺寸大于下部筛网7-12的筛孔尺寸，在振动效果的作用下，进入内侧振动筛的泥浆得到一次振动筛分处理，较大粒径的颗粒物被截留，通过内侧振动筛的泥浆之后进入外侧振动筛得到二次振动筛分处理，较小粒径的颗粒物被截留，两级振动筛截留的颗粒物在振动作用下逐渐向前方移动，最终从前部脱离并掉落。过滤净化后的泥浆由底部的筛分底壳7-1接收，横向流动进入泥浆储箱7-5内，之后从泥浆出口排出，向后方的滚筒筛分装置9转移。
39.各弹性组件7-3起到减震缓冲作用，避免振动筛分装置7产生的振动效果过多地传递给下方的泥浆罐5。弹性组件7-3可以为减震弹簧组件或者减震胶墩组件。
40.请参见图4，可以看出：
41.滚筒筛分装置9包括支架组件以及斜置安装在支架组件上的筛分滚筒9-7，在筛分滚筒9-7的外侧安装有带有泥浆接收斗9-5的外箱体9-4，泥浆接收斗9-5将泥浆导向筛分滚筒9-7内，还包括驱动筛分滚筒9-7转动的驱动电机9-1。在筛分滚筒9-7转动的过程中，实现对泥浆的筛分过滤处理。筛分滚筒9-7上的筛孔尺寸小于下部筛网7-12的筛孔尺寸，因此在滚筒筛分装置9内，泥浆得到精效过滤处理，进一步去除小颗粒泥沙。
42.本实施例中，滚筒筛分装置9的支架组件包括后部支架9-2以及分别位于两侧的、三角形的侧部支架9-8，在支架组件的后部和前部均安装有支撑座9-3，筛分滚筒9-7的转轴安装在两个支撑座9-3之间，驱动电机9-1和外箱体9-4均安装在支架组件上。如图中所示，筛分滚筒9-7的转轴与水平面之间存在一定的夹角，这样在筛分滚筒9-7转动时，被截留在内部的颗粒物逐渐向筛分滚筒9-7的前部移动，最终从前部部脱离并掉落。
43.本实施例中，在外箱体9-4的顶部设有窗口，在窗口上安装有可以打开的箱盖9-5。滚筒筛分装置9在工作时箱盖9-5处于关闭状态，避免泥浆被甩出，当需要对滚筒筛分装置9进行清洁时，打开箱盖9-5，采用高压水枪对内部进行清洁。
44.在筛分滚筒9-7的下方安装有下料筒9-9，下料筒9-9与泥浆罐5的内部贯通，具体地，滚筒筛分装置9的下料筒9-9插装在泥浆罐5的回流窗口5-1内。
45.粗滤泥浆池1通过泥浆提升管道14连接至振动筛分装置7的泥浆漏斗7-6且在泥浆提升管道14上安装有泥浆提升泵3，振动筛分装置7的泥浆出口通过连接管道8与滚筒筛分装置9的泥浆接收斗9-5连接，振动筛的末端(包括外侧振动筛和内侧振动筛)位于第一废渣接收池4的上方，筛分滚筒9-7的末端位于第二废渣接收池15的上方，两个筛分装置获取的
泥沙颗粒物分别向两个废渣接收池内掉落，实现汇集以便于集中处理。如图1中所示，在振动筛分装置7内，颗粒物的移动方向平行于泥浆罐5的长度方向，因此第一废渣接收池4设置在泥浆罐5的后部，振动筛分装置7的颗粒物向这个接收池掉落，在滚筒筛分装置9内，颗粒物的移动方向垂直于泥浆罐5的长度方向，因此第二废渣接收池15设置在泥浆罐5的侧部，滚筒筛分装置9的颗粒物向这个接收池掉落。
46.工作过程：
47.钻井设备的回流泥浆送入粗效泥浆池1内得到粗效过滤，大颗粒泥沙被截留；泥浆提升泵3从粗效泥浆池1内提升粗效过滤后的泥浆给振动筛分装置7，在振动筛分装置7内泥浆得到两级振动筛分处理，去除含有的中等颗粒物；振动筛分装置7排出的泥浆经由连接管道8进入滚筒筛分装置9内，经滚筒筛分处理后去除含有的小颗粒泥沙；
48.最终净化后的泥浆存储在泥浆罐5内，搅拌组件10持续产生搅拌作用，避免泥浆沉淀并促进混匀，泥浆输出泵11将泥浆从泥浆输出管道13内泵出，向钻井施工设备循环供应。