CN202390268U - 井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，所述系统包括絮凝剂加药箱，以及通过管道依次串联连接的调节池，旋流反应器，斜管沉淀池和过滤器，所述絮凝剂加药箱的絮凝剂出口同时连接所述调节池和旋流反应器，所述调节池上还设有原水进入口。本实用新型针对井下定向钻机循环水首先进行混合絮凝沉淀处理，通过加入絮凝剂，对废水中的污染物和悬浮物进行初步处理，从而减少了水质中的悬浮颗粒多对后续处理的影响，而后续过滤器又将对水质中的悬浮粒子进行进一步的去除，使得水质达到了回用的标准。

Description

井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，能够使得高浓度的悬浮物质达到井下定向钻机工作过程中所产生的矿井水实现就地回用，属于污水处理领域。 

背景技术

我国大多数煤矿的一大特征为瓦斯含量高，随着煤矿集团对高瓦斯矿井高效技术发展建设步伐的加快，对瓦斯抽放量和抽放率提出了更高的要求，这就使得具有抽放范围广、抽放时间长的长钻孔钻机得以广泛利用。 

井下定向钻机(螺杆钻机)是以螺杆马达为井底动力的钻机，井下开采用液压替代电力做动力，其中液压介质包括石油基液压油、合成液压油、油水乳化液、天然水(纯水)四类。介质水主要有两个作用即作为液压介质，向螺杆马达传递动力，又作为冲渣液，带走钻机切削下的煤屑、岩屑。 

但水中存在的颗粒物数量远远超过了螺杆钻机对水中颗粒物的限值，pH值、总碱度、含盐量均较高可能会在钻杆内壁形成水垢，影响钻机系统的寿命。目前井下定向钻机工作过程中所产生的矿井水未能实现循环使用，经过一次使用后就需从井下抽吸外排，水源以每台钻机12m³/h水量消耗，此外，井下定向钻机工作时所需要的天然水来自于矿井上，如果废水在矿下不能进行就地处理，其废水将重新运回矿井上，在这个过程中所需要的动力以及日耗水量对于水力资源不富裕的煤矿产生巨大经济压力。随着生产的继续，消耗有增无减，如无水源补充，甚至会导致井下定向钻机因缺水而无法正常工作。 

目前煤矿所面对的问题，井下定向钻机循环水介质井下就地回用的研究迫在眉睫，如果能实现解决井下就地处理回用介质水，将一举解决上述现状问题，并带来可观的社会经济价值。 

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其可解决井下定向钻机工作过程中所产生的矿井水的就地处理技术，使处理后的水质达到循环利用的标准。 

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现： 

一种井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，所述系统包括絮凝剂加药箱，以及通过管道依次串联连接的调节池，旋流反应器，斜管沉淀池和过滤器，所述絮凝剂加药箱的絮凝剂出口同时连接所述调节池和旋流反应器，所述调节池上还设有原水进入口。 

在优选的实施方式中，所述系统还包括阻垢剂加药箱，所述阻垢剂加药箱连接着所述过滤器。 

在优选的实施方式中，所述过滤器包括自清洗过滤器和高分子膜过滤器，所述自清洗过滤器的前端连接所述斜管沉淀池，所述自清洗过滤器的后端连接所述高分子膜过滤器，所述阻垢剂加药箱连接在所述高分子膜过滤器上。 

在优选的实施方式中，所述过滤器还包括第一中间水箱和第二中间水箱，所述第一中间水箱连接在所述自清洗过滤器的前端，所述第二中间水箱连接在所述高分子膜过滤器的前端。 

在优选的实施方式中，所述第一中间水箱与所述自清洗过滤器之间的管道上设有第一高压泵，所述第二中间水箱与所述高分子膜过滤器之间的管道上设有第二高压泵。 

在优选的实施方式中，所述自清洗过滤器的两端还设有直通管道，所述自清洗过滤器的前端设有换向阀；所述高分子膜过滤器的一端连接有气泵。 

在优选的实施方式中，所述调节池的一侧上端设有过滤网，所述调节池与所述旋流反应器之间的管道的一端伸入所述过滤网内，另一端通过离心泵连接在所述旋流反应器的下部。 

在优选的实施方式中，所述系统还包括排污管道，所述排污管道的一端连接在所述调节池内且位于所述过滤网外，所述斜管沉淀池的底部及所述旋流反应器的底部也连通所述排污管道，所述排污管道上连接污泥排放泵。 

在优选的实施方式中，所述絮凝剂加药箱与所述调节池之间的管道上设有絮凝剂计量泵，所述过滤器与所述阻垢剂加药箱之间的管道上设有阻垢剂计量泵。 

本实用新型的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统的特点和优点是：其解决了现有技术的千米砖机循环水就地回用的问题，从而可以减轻煤矿对于用水的经济问题，同时也节省了大量的水资源具有良好的环境价值。在技术方面，针对井下定向钻机循环水首先进行混合絮凝沉淀处理，通过加入絮凝剂，对废水中的污染物和悬浮物进行初步处理，从而减少了水质中的悬浮颗粒多对后续处理的影响，而后续过滤器又将对水质中的悬浮粒子进行进一步的去除，使得水质达到了回用的标准。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本实用新型的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统的装置与流程示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

参见图1所示，本实用新型实施例提出的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其包括絮凝剂加药箱1，以及通过管道依次串联连接的调节池2，旋流反应器3，斜管沉淀池4和过滤器，所述絮凝剂加药箱1的絮凝剂出口同时连接所述调节池2和旋流反应器3，从而可使絮凝剂加药箱1中的絮凝剂分别进入所述调节池2和旋流反应器3，所述调节池2上还设有原水进入口2a。 

本实施例的处理系统的使用过程如下： 

原水首先从原水进入口2a进入调节池2，同时进入调节池1的还有来自絮凝剂加药箱1的絮凝剂，絮凝剂与原水混合后发生絮凝反应，其作用原理是，通过絮凝剂来吸附原水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使絮凝结垢增大变粗，最后形成沉淀。在调节池2沉淀下来的污泥可定期排出，而调节池2的上清液则进入到旋流反应器3，与之同时进入旋流反应器3的还有来自絮凝剂加药箱1的絮凝剂，絮凝剂在旋流反应器3中进行进一步的絮凝沉淀反应，从而进一步去除原水中的悬浮粒子。来自旋流反应器3的混合液在斜管沉淀池4中将絮凝后的大颗粒物质进行沉淀，以实现泥水分离，混合液从斜管沉淀池流入到过滤器，以去除原水中的悬浮颗粒，经过滤器过滤后的液体可进行循环利用。 

本实施例的系统可广泛应用于井下定向钻机循环水的处理，在使用时可针对各矿井下定向钻机循环水水质，选择与之对应效果明显的絮凝剂，并根据当地的原水水质确定絮凝剂的浓度。 

本实施例中，采用该物化系统处理井下定向钻机工作过程中所产生的矿井水，能够充分发挥物理工艺和化学工艺各自的优势。由于针对要处理的矿井水进行了数次絮凝试验所得絮凝剂对矿井水中悬浮颗粒具有良好的絮凝作用，工艺前段的调节池及旋流反应器将去除90％以上的悬浮颗粒，这就降低的后续处理工艺的负荷。过滤器设置在最后工艺段可以有效地降低出水的浊度及悬浮颗粒的浓度，如此就地矿井水处理系统将物理方法与化学方法完美结合，保证了系统的深度去除悬浮颗粒的效率，使处理水质达到井下定向钻机循环水的标准。 

根据本实用新型的一个实施方式，所述系统还包括阻垢剂加药箱5，所述阻垢剂加药箱5连接着所述过滤器。阻垢剂加药箱5中的阻垢剂进入过滤器，防止循环水结垢。 

根据本实用新型的一个实施方式，所述调节池2的一侧上端设有过滤网2b，所述调节池2与所述旋流反应器3之间的管道的一端伸入所述过滤网2b内，另一端通过离心泵2c连接在所述旋流反应器3的下部。在调节池2中絮凝剂与原水混合发生絮凝反应，絮凝结垢增大变粗而形成沉淀，沉淀下来的污泥可定期排出。未沉淀的混合液可进入过滤网2b中，并经由离心泵2c进入旋流反应器3中。 

所述系统还包括排污管道8，所述排污管道8的一端连接在所述调节池2内且位于所述过滤网外，所述斜管沉淀池4的底部及所述旋流反应器3的底部也连通所述排污管道，所述排污管道8上连接污泥排放泵。具体是，在调节池2上设有污泥排放口，排污管道8的一端可连接于污泥排放口处，如此调节池2，旋流反应器3和斜管沉淀池4内的污泥最终都流向污泥管道8，在污泥管道8上连接有污泥排放泵8a，污泥排放泵8a将污泥管道8内的污泥定期排出。 

根据本实用新型的一个实施方式，所述过滤器包括自清洗过滤器6和高分子膜过滤器7，所述自清洗过滤器6的前端连接所述斜管沉淀池4，所述自清洗过滤器6的后端连接所述高分子膜过滤器7，所述阻垢剂加药箱5连接在所述高分子膜过滤器7上。其中，自清洗过滤器6可为过滤精度为50微米的自清洗过滤器6，用于过滤原水中粒径大于50微米的悬浮颗粒；高分子膜过滤器7可为过滤精度为30微米的高分子膜过滤器7，用于过滤原水中粒径大于30微米的悬浮颗粒。本实施例中，所述自清洗过滤器6和高分子膜过滤器7设置在系统的最后工艺段的位置，采用物理方法，可以有效地降低出水的浊度及悬浮颗粒物的浓度。 

进一步而言，所述过滤器还包括第一中间水箱6a和第二中间水箱7a，所述第一中间水箱6a连接在所述自清洗过滤器6的前端，所述第二中间水箱7a连接在所述高分子膜 过滤器7a的前端。更进一步，所述第一中间水箱6a与所述自清洗过滤器6之间的管道上设有第一高压泵6b，所述第二中间水箱7a与所述高分子膜过滤器7之间的管道上设有第二高压泵7b。 

本实施例中，所述第一中间水箱6a设置在自清洗过滤器6的前端，从斜管沉淀池4出来的混合液流入到第一中间水箱6a，并可经由第一高压泵6b进入自清洗过滤器6，如此可保证在自清洗过滤器6中的水流稳定，可提高自清洗过滤器6的使用寿命。经自清洗过滤器6过滤的混合液流入第二中间水箱7a，并可经由第二高压泵7b进入高分子膜过滤器7，如此保证在高分子膜过滤器7中的水流稳定，可提高高分子膜过滤器7的使用寿命。 

所述自清洗过滤器6的两端还设有直通管道6c，所述自清洗过滤器6的前端设有换向阀。换向阀可控制从第一中间水箱6a出来的混合液是从自清洗过滤器6通过，还是从直通管道6c通过。当自清洗过滤器6需要更换等原因而不能工作时，可控制混合液直接从直通管道6c中通过。所述高分子膜过滤器7的一端连接有气泵7c，气泵7c可反冲洗高分子膜过滤器，将高分子膜上附着的悬浮颗粒之类的物质冲去。 

根据本实用新型的一个实施方式，所述絮凝剂加药箱1与所述调节池2之间的管道上设有絮凝剂计量泵1a，絮凝剂计量泵1a可自动控制进入调节池2和旋流反应器3内的絮凝剂的量，进而控制调节池2和旋流反应器3内的絮凝剂浓度。所述过滤器与所述阻垢剂加药箱5之间的管道上设有阻垢剂计量泵5a，进一步是，高分子膜过滤器7与阻垢剂加药箱5之间的管道上设有阻垢剂计量泵5a，阻垢剂计量泵5a可自动控制进入高分子膜过滤器7的阻垢剂的量，进而控制高分子膜过滤器7的阻垢剂的浓度。 

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。 

Claims (9)

1.一种井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述系统包括絮凝剂加药箱，以及通过管道依次串联连接的调节池，旋流反应器，斜管沉淀池和过滤器，所述絮凝剂加药箱的絮凝剂出口同时连接所述调节池和旋流反应器，所述调节池上还设有原水进入口。

2.根据权利要求1所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述系统还包括阻垢剂加药箱，所述阻垢剂加药箱连接着所述过滤器。

3.根据权利要求2所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述过滤器包括自清洗过滤器和高分子膜过滤器，所述自清洗过滤器的前端连接所述斜管沉淀池，所述自清洗过滤器的后端连接所述高分子膜过滤器，所述阻垢剂加药箱连接在所述高分子膜过滤器上。

4.根据权利要求3所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述过滤器还包括第一中间水箱和第二中间水箱，所述第一中间水箱连接在所述自清洗过滤器的前端，所述第二中间水箱连接在所述高分子膜过滤器的前端。

5.根据权利要求4所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述第一中间水箱与所述自清洗过滤器之间的管道上设有第一高压泵，所述第二中间水箱与所述高分子膜过滤器之间的管道上设有第二高压泵。

6.根据权利要求5所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述自清洗过滤器的两端还设有直通管道，所述自清洗过滤器的前端设有换向阀；所述高分子膜过滤器的一端连接有气泵。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述调节池的一侧上端设有过滤网，所述调节池与所述旋流反应器之间的管道的一端伸入所述过滤网内，另一端通过离心泵连接在所述旋流反应器的下部。

8.根据权利要求7所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述系统还包括排污管道，所述排污管道的一端连接在所述调节池内且位于所述过滤网外，所述斜管沉淀池的底部及所述旋流反应器的底部也连通所述排污管道，所述排污管道上连接污泥排放泵。

9.根据权利要求2所述的井下定向钻机介质循环水就地回用处理系统，其特征在于，所述絮凝剂加药箱与所述调节池之间的管道上设有絮凝剂计量泵，所述过滤器与所述阻 垢剂加药箱之间的管道上设有阻垢剂计量泵。 

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