CN110318696B - 一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 - Google Patents
一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110318696B CN110318696B CN201910555205.9A CN201910555205A CN110318696B CN 110318696 B CN110318696 B CN 110318696B CN 201910555205 A CN201910555205 A CN 201910555205A CN 110318696 B CN110318696 B CN 110318696B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waste
- water
- drilling fluid
- treatment
- stirring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 28
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims description 14
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium chloride Substances Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 13
- 229940050906 magnesium chloride hexahydrate Drugs 0.000 claims description 13
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 13
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 9
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 9
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 9
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 2
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 claims 2
- 239000002349 well water Substances 0.000 claims 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- IQYKECCCHDLEPX-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;magnesium Chemical compound [Mg].ClOCl IQYKECCCHDLEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000011272 standard treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/008—Sludge treatment by fixation or solidification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/01—Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水基废弃钻井液无害化处理工艺，包括稀释中和、破胶反应、离心分离、氧化处理、固化处理5个步骤，处理后的废弃钻井液废水和固化物的浸出液的pH值、色度、COD、等主要指标均可达到GB8978‑1996《污水综合排放标准》二级标准；处理后的废液可以二次利用，如井场配浆用水、井场洒水、回流市政排污管道等。
Description
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种水基废弃钻井液无害化处理工艺。
背景技术
在钻井作业完成之后，大部分钻井液通常都要被废弃掉，成为钻井作业中数量最多、环境影响最大的污染源。其中油田钻井产生的废弃钻井液为主要污染源，水井等其他钻井次之。油田的废弃钻井液，固相、液相组合而成的有害物质成分复杂，废液量大，使得其处理技术存在工艺相对复杂，处理剂成本昂贵，处理设备庞大等问题。水井水基废弃钻井液，其主要成分是无机盐、碱、性能添加剂等，仍具有不同程度的毒性，对环境可造成直接和潜在的损害。其相比油田油基废弃钻井液，具有低毒、量少等特性。
但是目前，水井产生的废弃钻井液几乎不作处理，全部就地掩埋，或者通过运输，排放到沟渠等无用空地，最终形成固废或者危险废弃堆积物，受到地表雨水的浸润淋漓影响，汇集成渗滤液，渗透到地下含水层及其它存储空间中，其中的有毒有害成分对环境、土壤、河流及地下水造成了很大的污染。在水井领域，缺少废弃钻井液无害化处理配方研究应用实例。
随着国家对环境保护的日益重视和人们环保意识的不断提高，油田企业所面临的环保压力越来越大。油基废弃钻井液处理技术研究与应用在国内油田钻井中已得到广泛研究和大规模应用，目前，国内油田对油基废弃钻井液处理设备体积大、高成本高能耗、处理能力偏大、处理流程复杂、后期维护成本高等缺点。而水井水基废弃钻井液产量小，废弃钻井液成分简单，油田传统处理方法和设备并不适合处理水井水基废弃钻井液，因此研究一种水基废弃钻井液的无害化处理技术是及有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种处理效果好、避免污染环境的水基废弃钻井液无害化处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种水基废弃钻井液无害化处理工艺，包括下列处理步骤：
（1）稀释中和：将待处理的废弃钻井液泵入到破胶反应罐中，向破胶反应罐中加入水和pH调节剂，进行稀释中和；
（2）破胶反应：向步骤（1）所得的液料中加入破胶剂MgCl2和AlCl3并搅拌均匀，然后静置反应；在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值至中性，然后静置沉降；
所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物，添加量为步骤（1）中所得液料重量的1%-2%，加入后的搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后静置反应的时间为12-24h；静置沉降的时间24-48h；
（3）离心分离：将步骤（2）所得的液料泵入离心机进行离心分离，分离所得的废渣进入固化处理步骤，分离所得的废液进入氧化处理步骤；
（4）氧化处理：步骤（3）离心机分离出的废液进入氧化反应沉降罐，向废液中加入稀硫酸调整pH 值为5，然后加入浓度为30%的H2O2溶液，再加入浓度为10%的催化剂FeSO4·7H2O 溶液，在搅拌机转速为50-100r/min的条件下搅拌10-30min，搅拌均匀后静置氧化，静置反应的时间12-24h，在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值为7；静置沉降所得的泥浆进入固化处理步骤，沉降出水达标排放或回用；
（5）固化处理：将步骤（3）所得的废渣和步骤（4）所得的泥浆置于废浆池中，加入固化剂进行固化处理后达标填埋。
优选的，步骤（1）中所述pH调节剂是石灰乳Ca(OH)2，将废液的pH值调节至6-10。
优选的，步骤（2）所述破胶剂中MgCl2和AlCl3的比例1:0.5-1。
优选的，步骤（3）中所述离心机的进液流量为10 m3/h，转速控制在1800-2200r/min。
优选的，步骤（3）中当经过离心机处理后，排出的水呈深色或浑浊状态时，在离心机的进口管路中加入破胶剂，加入量为步骤（2）中所得液料重量的1%-2%；所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物。
优选的，步骤（4）中所述H2O2加入的量为：每升废液中加入30g；所述FeSO4·7H2O溶液加入的量为：每升废液中加入600mg，所述FeSO4·7H2O 溶液的pH值为5。
优选的，步骤（5）中所述固化剂为粉煤灰、氧化镁和六水合氯化镁，加入量为：每100 g钻井废弃固相加入氧化镁36g、六水合氯化镁16g、粉煤灰35g。
优选的，步骤（5）中所述固化剂的加入顺序为：先依次加入粉煤灰、氧化镁，混合搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，再加入六水合氯化镁水溶液搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，将混合料压实成型，晾干或烘干，得到最终的固化废弃物。
上述水基废弃钻井液无害化处理工艺采用如下装置：该装置包括废弃钻井液池、破胶反应罐、氧化反应沉降罐、废浆池和加料机构；在所述废弃钻井液池和破胶反应罐之间设有总进料泵，用于将废弃钻井液输送到所述破胶反应罐内；在所述破胶反应罐和氧化反应沉降罐之间设有离心进料泵和离心机，所述离心进料泵用于将破胶反应罐内的液料输送到离心机内，所述离心机的出液口通过管道连通至所述氧化反应沉降罐，所述离心机的废渣出口连通至所述废浆池；所述氧化反应沉降罐的出液口连接有外排输水泵，用于将处理后的清水达标排放或回用；所述氧化反应沉降罐的泥浆出口连通至所述废浆池；所述加料机构包括多组配液储液罐，每个配液储液罐对应连接一个药剂进料泵，至少一组加药机构对应连通至所述破胶反应罐，至少一组加药机构对应连通至所述氧化反应沉降罐。
进一步的，所述加料机构还包括清水罐，以及与所述清水罐对应连接的清水泵，所述清水泵通过管道分别连通至所述破胶反应罐、氧化反应沉降罐以及各个配液储液罐。
本发明的有益效果在于：
（1）通过加入MgCl2和AlCl3的混合物破胶剂，可以快速实现废弃钻井液破胶反应，实现最大化的固液分层，去除废弃钻井液中的大部分悬浮物和胶体污染物，色度指标由原来的100下降至50，低于允许排放标准80；同时，COD也有大幅度降低，指标由原来的15100下降至3500；其中，对于膨润土钻井液体系，通过加入MgCl2和AlCl3的混合物破胶剂，处理后的色度和COD可以直接达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二级标准，无需再进行后续其他处理工艺。
（2）在pH 值为5的条件下，加入H2O2和FeSO4·7H2O的混合氧化剂，可以大量去除废弃钻井液中溶解的有机物，COD去除率可达92.79%，可以达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二级标准，且该混合氧化剂性能稳定，配制简单，容易操作，具有较好的应用性。
（3）由氧化镁、六水合氯化镁、粉煤灰组成的混合固化剂，与单一的固化剂相比，具有优良的固化成型效果，其中，六水合氯化镁和氧化镁组成的氯氧镁固化材料是一种气硬性材料，具有很高的强度，因此经氯氧镁复合固化体系固化后的材料抗压强度较高；粉煤灰具有类水泥的性质，可参与胶结，对废弃钻井液中的固体物质实现最大化的包裹和固结。其处理后的固体废弃物可达到“可固结成型，表面较硬，有一定的强度，手指难将其压碎”的效果，同时浸出液的色度、COD、pH值均符合GB8978-1996《污水综合排放标准》二级标准。
（4）该处理工艺处理流程简单，可操作性强，处理效果好，可以广泛适用于水基废弃钻井液处理。
（5）采用本发明水基废弃钻井液无害化处理工艺处理后的废液可以二次利用，如井场配浆用水、井场洒水、回流市政排污管道等；固结后的固体废弃物可以就地填埋，对周围环境无不良影响，最终实现废弃钻井液的无害化处理。
附图说明
图1是本发明水基废弃钻井液无害化处理工艺采用的装置示意图；
图中标号：1废弃钻井液池，2破胶反应罐，3氧化反应沉降罐，4废浆池，5总进料泵，6离心进料泵，7离心机，8外排输水泵，9配液储液罐，10药剂进料泵，11清水罐，12清水泵。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种水基废弃钻井液无害化处理工艺，包括下列处理步骤：
（1）稀释中和：将待处理的废弃钻井液泵入到破胶反应罐中，向破胶反应罐中加入水和pH调节剂，进行稀释中和；所述pH调节剂是石灰乳Ca(OH)2，将废液的pH值调节至6-10。
（2）破胶反应：向步骤（1）所得的液料中加入破胶剂MgCl2和AlCl3并搅拌均匀，然后静置反应；在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值至中性，然后静置沉降；
所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物，添加量为步骤（1）中所得液料重量的1%-2%，加入后的搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后静置反应的时间为12-24h；静置沉降的时间24-48h；其中，破胶剂中MgCl2和AlCl3的比例1:0.5-1。
（3）离心分离：将步骤（2）所得的液料泵入离心机进行离心分离，分离所得的废渣进入固化处理步骤，分离所得的废液进入氧化处理步骤；所述离心机的进液流量为10 m3/h，转速控制在1800-2200r/min。
经过离心机处理后，排出的水呈深色或浑浊状态时，在离心机的进口管路中加入破胶剂，加入量为步骤（2）中所得液料重量的1%-2%；所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物。
（4）氧化处理：步骤（3）离心机分离出的废液进入氧化反应沉降罐，向废液中加入稀硫酸调整pH 值为5，然后加入浓度为30%的H2O2溶液，再加入浓度为10%的催化剂FeSO4·7H2O 溶液，在搅拌机转速为50-100r/min的条件下搅拌10-30min，搅拌均匀后静置氧化，静置反应的时间12-24h，在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值为7；静置沉降所得的泥浆进入固化处理步骤，沉降出水达标排放或回用。其中，H2O2加入的量为：每升废液中加入30g；FeSO4·7H2O 溶液加入的量为：每升废液中加入600mg，所述FeSO4·7H2O 溶液的pH值为5。
在氧化脱稳实验过程中，影响效果的主要因素包括: Fe2+浓度、H2O2 浓度、pH值。为确定上述因素对废弃钻井液氧化的影响大小，筛选出最佳工艺条件，设计三因素三水平正交实验表进行实验，以 COD 值表氧化征脱稳效果。极差分析表明，影响钻井液稳定性的因素依次为: Fe2+浓度、H2O2 浓度、pH值。最优脱稳反应条件为，Fe2+为600mg/L，H2O2为30g/L， pH 值为5。
氧化脱稳因素水平试验结果见下表1。氧化脱稳正交试验结果见下表2。
（5）固化处理：将步骤（3）所得的废渣和步骤（4）所得的泥浆置于废浆池中，加入固化剂进行固化处理后达标填埋。
所述固化剂为粉煤灰、氧化镁和六水合氯化镁，加入量为：每100 g钻井废弃固相加入氧化镁36g、六水合氯化镁16g、粉煤灰35g。所述固化剂的加入顺序为：先依次加入粉煤灰、氧化镁，混合搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，再加入六水合氯化镁水溶液搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，将混合料压实成型，晾干或烘干，得到最终的固化废弃物。
由氧化镁、六水合氯化镁、粉煤灰等组份组成的固化剂具有优良的固化成型效果，其中，六水合氯化镁对钻井废弃固相固化强度的影响最大，其次为氧化镁。由两者组成的氯氧镁固化材料是一种气硬性材料，其主要水化产物是5Mg(OH)2 MgCl2 8H2O（518相，也称5相）、3Mg(OH)2 MgCl2 8H2O（318相，也称3相）、碳氯氧镁相和Mg(OH)2，这些材料具有很高的强度，因此经氯氧镁复合固化体系固化后的材料抗压强度较高；粉煤灰具有一定的惰性，但是其潜在的水化物质决定了在一定条件下可以水化，参与胶结，具有类水泥的性质。粉煤灰主要是通过填充作用改善氯氧镁材料在养护过程中膨胀和翘曲，同时，利用粉煤灰的低温水化活性，提高浆体的和易性，缓解钻井泥浆中膨润土颗粒对水泥颗粒絮凝成团的破坏作用。
本发明处理工艺采用的水基废弃钻井液无害化处理装置，参见图1，包括废弃钻井液池1、破胶反应罐2、氧化反应沉降罐3、废浆池4和加料机构；在废弃钻井液池1和破胶反应罐2之间设有总进料泵5，用于将废弃钻井液输送到破胶反应罐2内。
在破胶反应罐2和氧化反应沉降罐3之间设有离心进料泵6和离心机7，离心进料泵6用于将破胶反应罐2内的液料输送到离心机7内，离心机7的出液口通过管道连通至氧化反应沉降罐3，离心机7的废渣出口连通至废浆池4；氧化反应沉降罐3的出液口连接有外排输水泵8，用于将处理后的清水达标排放或回用；氧化反应沉降罐3的泥浆出口连通至废浆池4。
加料机构包括多组配液储液罐9，每个配液储液罐9对应连接一个药剂进料泵10，至少一组加药机构对应连通至破胶反应罐2，至少一组加药机构对应连通至氧化反应沉降罐3；加料机构还包括清水罐11，以及与清水罐11对应连接的清水泵12，清水泵12通过管道分别连通至破胶反应罐2、氧化反应沉降罐3以及各个配液储液罐9。本实施例中，配液储液罐9为四组，连通至破胶反应罐2的加药机构为两组，连通至氧化反应沉降罐3的加药机构为两组。
其中，破胶反应罐为带机械搅拌功能的破胶反应罐，用于稀释、中和反应、破胶反应，有效容积15m3左右。总进料泵用于从泥浆池抽取废弃钻井液进入破胶反应罐，排量50m3/h左右。氧化反应沉降罐为带机械搅拌功能的氧化反应沉降罐，用于氧化、沉降，有效容积10 m33左右。离心机用于破胶反应后浆料的固液分离，保障出水悬浮物达标，处理能力为50m3/h，转速为1800~2400r/min，可用两台离心机轮换工作。离心进料泵用于破胶反应罐出料、离心机喂料，排量30 m3/h左右。外排输水泵用于泵出达标处理后的废水，排量30 m3/h左右。清水泵用于提供稀释用水和氧化剂、pH调节剂溶液配液用水，排量20 m3/h左右。药剂进料泵用于药剂溶液的加料泵，包括破胶剂、絮凝剂、氧化剂、pH调节药剂等，排量5 m3/h左右。药剂配液储液罐用于固体药剂的配液储液、液体药剂的储液。固体药剂的配液储液罐应带搅拌装置，有效容积500L左右。
通过在河南区域内5眼水井取样，获得了具有代表性和普遍性的水基废弃钻井液。按照上述试验步骤和处理剂配方，进行了试验处理，处理后的废弃钻井液废水和固化物的浸出液的pH值、色度、COD、等主要指标均可达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二级标准，即PH值：6-9；色度（稀释倍数）：80倍；化学需氧量（COD）：150 mg/L。处理后的废液可以二次利用，如井场配浆用水、井场洒水、回流市政排污管道等。试验水质分析结果见下表3。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。
Claims (3)
1.一种水井水基废弃钻井液无害化处理工艺，其特征在于，包括下列处理步骤：
（1）稀释中和：将待处理的废弃钻井液泵入到破胶反应罐中，向破胶反应罐中加入水和pH调节剂，进行稀释中和；
（2）破胶反应：向步骤（1）所得的液料中加入破胶剂并搅拌均匀，然后静置反应；在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值至中性，然后静置沉降；
所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物，添加量为步骤（1）中所得液料重量的1%-2%，加入后的搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后静置反应的时间为12-24h；静置沉降的时间24-48h；所述破胶剂中MgCl2和AlCl3的比例1:0.5-1；
（3）离心分离：将步骤（2）所得的液料泵入离心机进行离心分离，分离所得的废渣进入固化处理步骤，分离所得的废液进入氧化处理步骤；
当经过离心机处理后，排出的水呈深色或浑浊状态时，在离心机的进口管路中加入破胶剂，加入量为步骤（2）中所得液料重量的1%-2%；所述破胶剂为MgCl2和AlCl3的混合物；
（4）氧化处理：步骤（3）离心机分离出的废液进入氧化反应沉降罐，向废液中加入稀硫酸调整pH 值为5，然后加入浓度为30%的H2O2溶液，再加入浓度为10%的催化剂FeSO4·7H2O溶液，在搅拌机转速为50-100r/min的条件下搅拌10-30min，搅拌均匀后静置氧化，静置反应的时间12-24h，在终止反应后加入石灰乳调节出水pH 值为7；静置沉降所得的泥浆进入固化处理步骤，沉降出水达标排放或回用；
其中所述H2O2溶液加入的量为：每升废液中加入30g；所述FeSO4·7H2O 溶液加入的量为：每升废液中加入600mg，所述FeSO4·7H2O 溶液的pH值为5；
（5）固化处理：将步骤（3）所得的废渣和步骤（4）所得的泥浆置于废浆池中，加入固化剂进行固化处理后达标填埋；
所述固化剂为粉煤灰、氧化镁和六水合氯化镁，加入量为：每100 g钻井废弃固相加入氧化镁36g、六水合氯化镁16g、粉煤灰35g；所述固化剂的加入顺序为：先依次加入粉煤灰、氧化镁，混合搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，再加入六水合氯化镁水溶液搅拌，搅拌时间为10-30min，搅拌机转速为50-100r/min，搅拌均匀后，将混合料压实成型，晾干或烘干，得到最终的固化废弃物。
2.根据权利要求1所述的水井水基废弃钻井液无害化处理工艺，其特征在于，步骤（1）中所述pH调节剂是石灰乳Ca(OH)2，将废液的pH值调节至6-10。
3.根据权利要求1所述的水井水基废弃钻井液无害化处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所述离心机的进液流量为10 m3/h，转速控制在1800-2200r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910555205.9A CN110318696B (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910555205.9A CN110318696B (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110318696A CN110318696A (zh) | 2019-10-11 |
| CN110318696B true CN110318696B (zh) | 2021-10-26 |
Family
ID=68120188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910555205.9A Active CN110318696B (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110318696B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112983318B (zh) * | 2019-12-17 | 2023-05-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于钻井废弃物的处理装置及处理方法 |
| CN111520090A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 中国环境科学研究院 | 一种天然气钻井浅层废弃物的处理方法及应用 |
| CN111980606A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 大庆市翔泰石油机械设备制造有限公司 | 一种钻井液重复利用的方法 |
| CN112661472A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-16 | 鄂尔多斯市固邦环保科技有限公司 | 一种用于水基钻屑填埋的固化稳定材料及水基钻屑的固化方法 |
| CN113605849A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-05 | 成都理工大学 | 两步法无害资源化处理水基钻井废弃物的工艺 |
| CN114057320A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-18 | 鄂尔多斯市昊鑫瑞源科净工程有限公司 | 废弃泥浆破胶处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102139971A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-08-03 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井废液深度处理方法与工艺 |
| CN102180641A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-14 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井废弃物高强度固化处理方法与工艺 |
| US9233863B2 (en) * | 2011-04-13 | 2016-01-12 | Molycorp Minerals, Llc | Rare earth removal of hydrated and hydroxyl species |
| CN108316873A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 水基钻井废弃物无害化处理装置及方法和用途 |
-
2019
- 2019-06-25 CN CN201910555205.9A patent/CN110318696B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102139971A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-08-03 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井废液深度处理方法与工艺 |
| CN102180641A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-14 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井废弃物高强度固化处理方法与工艺 |
| US9233863B2 (en) * | 2011-04-13 | 2016-01-12 | Molycorp Minerals, Llc | Rare earth removal of hydrated and hydroxyl species |
| CN108316873A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 水基钻井废弃物无害化处理装置及方法和用途 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 钻井废弃物无害化处理技术研究与应用;段晓东;《西部探矿工程》;20161231(第11期);第106-108，111页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110318696A (zh) | 2019-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110318696B (zh) | 一种水基废弃钻井液无害化处理工艺 | |
| CN105107824B (zh) | 一种油气田钻井废弃物无害化处理方法 | |
| CN101475290B (zh) | 一种压裂返排液回收处理工艺 | |
| CN102718341A (zh) | 一种离心式不落地废弃钻井液无害化处理技术 | |
| CN108821528A (zh) | 一种油田含油泥砂的微生物处理工艺及处理*** | |
| CN102320699B (zh) | 一种钻井废液脱稳混凝处理方法 | |
| CN103739137A (zh) | 油田污油的无害化处理回收方法及装置 | |
| CN107585972A (zh) | 油脂加工废水处理工艺及装置 | |
| CN101376071B (zh) | 河、湖底泥的泥水分离工艺 | |
| CN102329021B (zh) | 一种高富营养化水深度净化处理方法及其处理装置 | |
| CN101531424A (zh) | 污水净化回用工艺及其设备 | |
| CN105293822B (zh) | 煤化工行业污水处理基础工艺 | |
| CN101053799A (zh) | 处理含油泥砂的破乳剂的制备及其处理方法 | |
| CN206590995U (zh) | 一种油田采出水的处理装置 | |
| CN103524015B (zh) | 一种泥浆固化剂及其制备方法 | |
| CN104773880A (zh) | 钻井污水处理工艺及设备 | |
| CN112125496A (zh) | 一种泥浆淤泥脱水固化处理的生产工艺 | |
| CN208594184U (zh) | 一种油泥砂微生物处理*** | |
| CN103351065B (zh) | 混合型铸造废砂湿法再生的废水处理方法 | |
| CN106396066A (zh) | 海上油田含聚污水管道混合器处理工艺用净水剂及其应用 | |
| CN108328888A (zh) | 一种利用粉煤灰对污泥处理的方法 | |
| CN102531117A (zh) | 一种复合无机净水剂及其制备方法 | |
| KR100912596B1 (ko) | 터널 오탁수 처리장치 및 처리방법 | |
| CN201666145U (zh) | 钻井废弃泥浆陶瓷分离装置 | |
| CN105293821A (zh) | 泛化工行业污水处理基础工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |