CN107812457B - 一种利用海水配置泥浆液的装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用海水配置泥浆液的装置，包括设置于船舶上的：预处理***，与海水连通，设置有多级过滤装置和活性炭过滤装置；反渗透***，与预处理***液体连通；蒸馏罐，其与反渗透***连通，顶部设置有蒸汽管；冷凝罐，通过第四管道与蒸馏罐顶部的蒸汽管气体连通；泥浆搅拌装置，其与冷凝罐液体连通，配置泥浆液；第四管道包括顺次连接的第一锥形部、混合部和第二锥形部，第一锥形部的直径大的一端与蒸馏罐的蒸汽管的一端连通，第二锥形部的直径大的一端与冷凝罐的进水口连通。依照本发明制备的泥浆液性能优异，对钻孔具有防塌、润滑等作用，较低了钻头在其中的摩擦阻力，有效提高钻探效率10％以上。

Description

一种利用海水配置泥浆液的装置以及方法
技术领域
本发明属于海上勘探设备技术领域，涉及一种利用海水配置泥浆液的装置以及方法。
背景技术
我国的沿海地区地处海洋环境，在进行海上工程地址钻探作业时，对砂砾、风化岩等地层需采用泥浆护壁。大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求很高，因其相对于普通的小直径灌注桩而言，泥浆的循环和使用的时间更长，排渣的能力更大，且沉淀废渣的时间又不能太长，因此，对泥浆性能的要求就更为苛刻。配置泥浆时只有使用淡水才能达到最佳的性能。然而，在海上淡水供应十分困难，因此，如果能够因地制宜采用海水直接配置泥浆，即可节约大量淡水资源，又可有效降低勘探成本。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种利用海水配置泥浆液的装置。
本发明再有一个目的是提供一种利用海水配置泥浆液的方法。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种利用海水配置泥浆液的装置，包括设置于船舶上的：
预处理***，其通过第一管道与海水连通，所述预处理***内设置有多级过滤装置和活性炭过滤装置；
反渗透***，其通过第二管道与所述预处理***液体连通；
太阳能发电装置，其包括设置于船舶上的太阳能光伏板和与所述太阳能光伏板连接的蓄电池；
蒸馏罐，其通过第三管道与所述反渗透***连通，所述蒸馏罐呈筒状，所述蒸馏罐安装有多个加热器，所述加热器与所述蓄电池连接，所述蒸馏罐的顶部设置有蒸汽管；
冷凝罐，其相对设置的两侧上各自分别设置有进水口和出水口，所述进水口位于所述冷凝罐的上部，所述出水口位于所述冷凝罐的下部，所述进水口通过第四管道与所述蒸馏罐顶部的蒸汽管气体连通，所述冷凝罐为筒式冷凝器，所述冷凝罐内设置有冷凝列管，所述冷凝罐的内壁上与冷凝列管内液体流向相反的方向上交错设置有多个折流板；
泥浆搅拌装置，其通过第五管道与所述冷凝罐液体连通，且利用所述冷凝罐内的水配置泥浆液；
其中，所述第四管道包括顺次连接的一第一锥形部、混合部和第二锥形部，所述第一锥形部的直径大的一端与所述蒸馏罐的蒸汽管的一端连通，所述第二锥形部的直径大的一端与所述冷凝罐的进水口连通。
优选的是，所述的利用海水配置泥浆液的装置中，所述多级过滤装置内各自分别设置有孔径为2目、10目和50目的过滤膜，所述活性炭过滤装置位于包含10目过滤膜的过滤装置与包含50目过滤膜的过滤装置之间。
优选的是，所述的利用海水配置泥浆液的装置中，所述加热器为红外线加热器。
优选的是，所述的利用海水配置泥浆液的装置中，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道内均设置有单向阀，以限制水流由各自的进水口向出水口流动的方向。
优选的是，所述的利用海水配置泥浆液的装置中，所述混合部为圆柱形，其直径与所述第一锥形部直径大的一端及第二锥形部直径小的一端均相同，所述第二锥形部直径大的一端的长度大于所述第一锥形部直径大的一端的长度。
一种利用海水配置泥浆液的方法，包括如下步骤：
步骤一、将海水依次通过所述的预处理***、反渗透***、蒸馏罐和冷凝罐，最终通过第五管道流入泥浆搅拌装置中；
步骤二、将配置泥浆液用的组分加入到所述泥浆搅拌装置中，混合得到海水配置泥浆液。
优选的是，所述的利用海水配置泥浆液的方法中，所述步骤一中，海水流入所述预处理***的流速为10～20m3/h。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明的装置首先采用预处理***除去海水中的各种固体杂质，并部分除菌，利用活性炭吸附有害物质，然后再进入反渗透***，除去Ca2+、Mg2+等离子，然后再通过蒸馏使得水更加纯净，且蒸馏罐采用太阳能供给能源，节约环保，再通过冷凝罐回收水分，最后用于配置泥浆液。依照本发明制备的泥浆液性能优异，对钻孔具有防塌、润滑等作用，较低了钻头在其中的摩擦阻力，有效提高钻探效率10％以上。同时，依照本发明制备的水，还能够作为生活用水使用，满足船员需求。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的利用海水配置泥浆液的装置的结构示意图；
图2为本发明的所述第四管道的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种利用海水配置泥浆液的装置，包括设置于船舶上的：
预处理***1，其通过第一管道与海水连通，所述预处理***内设置有多级过滤装置和活性炭过滤装置；
反渗透***2，其通过第二管道与所述预处理***液体连通；
太阳能发电装置，其包括设置于船舶上的太阳能光伏板和与所述太阳能光伏板连接的蓄电池；
蒸馏罐3，其通过第三管道与所述反渗透***连通，所述蒸馏罐呈筒状，所述蒸馏罐安装有多个加热器，所述加热器与所述蓄电池连接，所述蒸馏罐的顶部设置有蒸汽管；
冷凝罐4，其相对设置的两侧上各自分别设置有进水口和出水口，所述进水口位于所述冷凝罐的上部，所述出水口位于所述冷凝罐的下部，所述进水口通过第四管道与所述蒸馏罐顶部的蒸汽管气体连通，所述冷凝罐为筒式冷凝器，所述冷凝罐内设置有冷凝列管，所述冷凝罐的内壁上与冷凝列管内液体流向相反的方向上交错设置有多个折流板；
泥浆搅拌装置5，其通过第五管道与所述冷凝罐液体连通，且利用所述冷凝罐内的水配置泥浆液；
其中，如图2所示，所述第四管道6包括顺次连接的一第一锥形部601、混合部602和第二锥形部603，所述第一锥形部的直径大的一端与所述蒸馏罐的蒸汽管的一端连通，所述第二锥形部的直径大的一端与所述冷凝罐的进水口连通。以能够快速收集蒸馏液体并于第二锥形部处形成喷射，快速进行冷凝。
本发明的装置首先采用预处理***除去海水中的各种固体杂质，并部分除菌，利用活性炭吸附有害物质，然后再进入反渗透***，除去Ca2+、Mg2+等离子，然后再通过蒸馏使得水更加纯净，且蒸馏罐采用太阳能供给能源，节约环保，再通过冷凝罐回收水分，最后用于配置泥浆液。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该利用海水配置泥浆液的装置中，所述多级过滤装置内各自分别设置有孔径为2目、10目和50目的过滤膜，所述活性炭过滤装置位于包含10目过滤膜的过滤装置与包含50目过滤膜的过滤装置之间。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该利用海水配置泥浆液的装置中，所述加热器为红外线加热器。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该利用海水配置泥浆液的装置中，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道内均设置有单向阀，以限制水流由各自的进水口向出水口流动的方向。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该利用海水配置泥浆液的装置中，所述混合部为圆柱形，其直径与所述第一锥形部直径大的一端及第二锥形部直径小的一端均相同，所述第二锥形部直径大的一端的长度大于所述第一锥形部直径大的一端的长度。
本发明还提供一种利用海水配置泥浆液的方法，包括如下步骤：
步骤一、将海水依次通过所述的预处理***、反渗透***、蒸馏罐和冷凝罐，最终通过第五管道流入泥浆搅拌装置中；
步骤二、将配置泥浆液用的组分加入到所述泥浆搅拌装置中，混合得到海水配置泥浆液。
在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该利用海水配置泥浆液的方法中，所述步骤一中，海水流入所述预处理***的流速为10～20m3/h。
依照本发明制备的泥浆液性能优异，对钻孔具有防塌、润滑等作用，较低了钻头在其中的摩擦阻力，有效提高钻探效率10％以上。同时，依照本发明制备的水，还能够作为生活用水使用，满足船员需求。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种利用海水配置泥浆液的装置，其特征在于，包括设置于船舶上的：
预处理***，其通过第一管道与海水连通，所述预处理***内设置有多级过滤装置和活性炭过滤装置，所述多级过滤装置内各自分别设置有孔径为2目、10目和50目的过滤膜，所述活性炭过滤装置位于包含10目过滤膜的过滤装置与包含50目过滤膜的过滤装置之间；
反渗透***，其通过第二管道与所述预处理***液体连通；
太阳能发电装置，其包括设置于船舶上的太阳能光伏板和与所述太阳能光伏板连接的蓄电池；
蒸馏罐，其通过第三管道与所述预处理***连通，所述蒸馏罐呈筒状，所述蒸馏罐安装有多个加热器，所述加热器与所述蓄电池连接，所述蒸馏罐的顶部设置有蒸汽管；
冷凝罐，其相对设置的两侧上各自分别设置有进水口和出水口，所述进水口位于所述冷凝罐的上部，所述出水口位于所述冷凝罐的下部，所述进水口通过第四管道与所述蒸馏罐顶部的蒸汽管气体连通，所述冷凝罐为筒式冷凝器，所述冷凝罐内设置有冷凝列管，所述冷凝罐的内壁上与冷凝列管内液体流向相反的方向上交错设置有多个折流板；
泥浆搅拌装置，其通过第五管道与所述冷凝罐液体连通，且利用所述冷凝罐内的水配置泥浆液；
其中，所述第四管道包括顺次连接的一第一锥形部、混合部和第二锥形部，所述第一锥形部的直径大的一端与所述蒸馏罐的蒸汽管的一端连通，所述第二锥形部的直径大的一端与所述冷凝罐的进水口连通；
所述混合部为圆柱形，其直径与所述第一锥形部直径小的一端及第二锥形部直径小的一端均相同，所述第二锥形部直径大的一端的长度大于所述第一锥形部直径大的一端的长度；
所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道内均设置有单向阀，以限制水流由各自的进水口向出水口流动的方向。
2.如权利要求1所述的利用海水配置泥浆液的装置，其特征在于，所述加热器为红外线加热器。
3.一种采用如权利要求1、2中任一项所述的利用海水配置泥浆液的装置配置泥浆液的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将海水依次通过预处理***、反渗透***、蒸馏罐和冷凝罐，最终通过第五管道流入泥浆搅拌装置中，海水流入所述预处理***的流速为10~20m3/h；
步骤二、将配置泥浆液用的组分加入到所述泥浆搅拌装置中，混合得到海水配置泥浆液。
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