CN206736043U - 一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，改善了现有钻井废弃物处理难以达标及资源浪费的问题。本实用新型包括依次相连的搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机、蒸汽养护棚；其中，所述搅拌反应罐内设有圆盘式搅拌器，且所述搅拌反应罐通过管道与高效压滤机连通；所述搅拌反应机和凝结反应机内均设有搅拌机；所述蒸汽养护棚内设有蒸汽发生器。本实用新型填补了国内目前对钻井废弃物无害化处理技术的空白，减少了钻井废弃物对环境生态的污染，减少了钻井废弃物的资源浪费，遏制了生态环境的破坏，形成了可持续发展的循环理念。

Description

一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的 ***

技术领域

本实用新型属于环境工程领域，具体涉及一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***。

背景技术

石油钻井是油、气勘探开发的重要手段，石油工业中所钻井一般为几百米到几千米深的圆柱形井眼。石油钻井生产具有野外、流动、独立施工的特点。在钻井过程中，需不断循环钻井液以免造成井下事故。钻井液(或钻井流体)俗称泥浆，是钻探油、气井的工作液，是用各种原材料和化学添加剂配制成的一种流体，钻井液通过地面与井下循环，及时把破碎的钻屑带到地面上来，保证钻井过程的连续进行，并保障井下安全，保证油气层及取全取准各项工程地质资料。从井眼返回的钻井液经振动筛过滤，除砂器和除泥器分离出地层钻屑和泥、砂后重新循环使用。分离出的地层钻屑和泥、砂以及少量钻井液流入钻井废液储存坑或罐中。另外，钻井完成后井场上的泥浆槽内的及从井筒排出的钻井液，虽然可以经过性能调整后继续使用，但不能重复使用的常常被排入储存坑或罐中而成为废气钻井液，经分离后的固相即形成钻井废弃物。

钻井废弃物是石油勘探开发钻井过程中遗留下来的最大量的废弃物污染物，主要为由加重材料、黏土、各种化学处理剂、污油、污水及钻屑等组成的多项稳态交替悬浮体系，危害环境的主要成分是盐类、烃类、磺酸盐、各种聚合物，这些因素使得钻井废弃物的成分极为复杂，各项污染指标均严重超标。钻井废弃物堆放在储存坑或罐中，存在引起地表水和地下水污染、危及周围农田土壤和水生生物的生长，对整个生态环境具有不可磨灭的影响。因此，开发一种针对钻井废弃物无害化治理及可持续利用的技术方案迫在眉睫。

目前国内外处理钻井废弃物的工艺主要包括固化处理技术、固液分离填埋技术、回注技术、填埋冷冻技术、坑内密封技术及热解焚烧技术等。当前技术处理基本上都面临处理技术不达标、容易造成二次污染、经济成本过高及能耗高等一系列问题，针对这些问题国内许多专家学者进行了大量研究，但效果目前并不是太理想，其钻井废弃物中的有机物和重金属等污染物并不能做到完全处理达标。所以开发一种完全无害化处理钻井废弃物技术来防止钻井废弃物的污染，对生态环境和经济发展有着至关重要的作用。

实用新型内容

为了改善上述问题，本实用新型的目的在于提供一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，包括依次相连的搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机、蒸汽养护棚；其中，所述搅拌反应罐内设有圆盘式搅拌器，且所述搅拌反应罐通过管道与高效压滤机连通；所述搅拌反应机和凝结反应机内均设有搅拌机；所述蒸汽养护棚内设有蒸汽发生器。

进一步地，还包括分别与搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机相连的加药装置，以及与高效压滤机相连的中水处理器。

再进一步地，所述搅拌反应罐与高效压滤机之间的管道上设有耐磨渣浆泵，高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机依次通过传输带相连。

更进一步地，所述搅拌反应机和凝结反应机内设置的搅拌机为刀叶搅拌机。

另外，所述加药装置包括多个加药罐，且每个加药罐通过计量泵进行控制和计量。

此外，所述搅拌反应罐内设有三个圆盘式搅拌器。

作为一种选择，所述蒸汽养护棚内还设有温度传感器，以及与温度传感器相连的并用于控制蒸汽发生器启/停的控制器。

值得说明的是，本申请中的各装置均可在市面上直接购得。上述凝结反应机包括外壳，以及设置于外壳内的搅拌机和微波反应器，通过微波反应器对通过搅拌机打碎的固体废弃物进行催化凝结。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过将各装置进行合理组合搭配，将无害化和资源化利用相结合，既解决了钻井废弃物的环境污染问题，又实现了资源化的持续利用。

(2)本实用新型将凝结处理和成形处理相结合，使资源化利用得到保证。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1所示，本实用新型包括依次相连的搅拌反应罐1、高效压滤机2、搅拌反应机3、凝结反应机4、切块成型机5、蒸汽养护棚6；其中，所述搅拌反应罐内设有圆盘式搅拌器11，且所述搅拌反应罐通过管道与高效压滤机连通；所述搅拌反应机和凝结反应机内均设有搅拌机12；所述蒸汽养护棚内设有蒸汽发生器。

通过上述装置能够对钻井废弃物进行无害化治理，同时能够实现持续利用，实现资源回收利用。

具体地，所述搅拌反应罐与高效压滤机之间的管道上设有耐磨渣浆泵7，高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机依次通过传输带8相连。采用传输带进行中间物料的传输，能够提高处理效率，而且安装方便，操作简单。

作为一种选择，本实用新型还包括分别与搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机相连的加药装置9，以及与高效压滤机相连的中水处理器10。通过设置中水处理器(中水处理器内设置有搅拌器)，能够对分离出的液相进行处理，实现资源回收利用，或者经过处理之后直接排放，避免水污染。另外，设置加药装置能够方便操作者将相关药物加入到对应的处理装置中从而实现对钻井废弃物的治理，操作十分简单、方便。

所述加药装置包括多个加药罐，且每个加药罐通过计量泵进行控制和计量。通过计量泵进行控制能够准确的加入适量的药剂到对应的处理装置中，而且每个装置均连接有一个以上独立的加药罐，从而避免了加药混乱，实现准确的加药，从而达到最终的无害化治理。

作为一种优选，所述搅拌反应罐内设有三个圆盘式搅拌器。通过均匀分布的三个圆盘式搅拌器，能够是搅拌反应罐内的物质得到充分的搅拌混匀。

另外，所述搅拌反应机和凝结反应机内设置的搅拌机为刀叶搅拌机。采用上述搅拌机，能充分打碎钻井固体废弃物，使药剂与固体废弃物能更好的充分混合，保证固体物无害化处理。在凝结反应机内还设有微波反应器，对固体污染物实现分子级的催化凝结，强化钻井固体废弃物的无害化处理。

为了更好的操作蒸汽养护棚，所述蒸汽养护棚内还设有温度传感器，以及与温度传感器相连的并用于控制蒸汽发生器启/停的控制器。通过设置温度传感器，可以根据钻井固体废弃物的特点控制温升、保温、温降的时间，既保证切块的强度又缩短切块养护的时间，提高生产效率。

本实用新型的操作方法如下：

钻井废弃物集中到搅拌反应罐，在搅拌条件下分别加入破胶剂、分散剂和失水剂进行充分搅拌混合均匀。

将搅拌反应罐处理后的钻井废弃物通过泥浆泵泵入高效压滤机内，进行固液分离。

将分离处理后的钻井废弃物(固相)通过传输带汇入搅拌反应机，在搅拌条件下，加入无害化处理药剂使其完全反应。

将搅拌反应机处理后的钻井废弃物通过传送带汇入凝结反应机，在搅拌条件下，加入凝结处理药剂使其完全反应。

将凝结处理后的钻井废弃物通过传送带汇入切块成型机，依次加入硅酸盐类添加剂、砂石、粉煤灰和钢渣，促进其结构强度。

将成型后的钻井废弃物通过板车拉入蒸汽养护棚，进行养护。

实施例

以本实用新型的方法对某地区产生的压裂返排液进行处理，设计处理量80m³/d，以每天16个小时连续运行，持续运转2个月；

1、钻井废弃物进料指标

表1钻井废弃物进料指标

2、工艺运行参数

钻井废弃物依次进入搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机及蒸汽养护棚；

在搅拌条件下依次投加氧化破胶剂20g/kg、脂肪酸类、脂肪族酰胺类或酯类分散剂中的一种或多种10g/kg、聚合物类失水剂20g/kg，并充分搅拌均匀，反应20分钟。

将搅拌均匀后的钻井废弃物进行固液分离。

将分离出来的固相送入搅拌反应机中，然后投加铝系药剂、胺类处理剂或叔胺类处理剂中的一种或多种80g/kg，并充分搅拌均匀，反应18分钟。

将搅拌反应机处理后的钻井废弃物送入凝结反应机中，在搅拌条件下投加胺类或树脂类凝结处理剂中的一种或两种50g/kg，并充分搅拌均匀，反应30分钟。

将凝结反应机后的钻井废弃物送入切块成型机中，然后依次加入硅酸盐类添加剂42.5R 50g/kg，粒径5㎜的砂石50g/kg、粒径50μm的优质粉煤灰20g/kg和优质钢渣20g/kg，成型5分钟。

将成型处理后的钻井废弃物进行加水养护40h。

3、处理效果

对处理后的钻井废弃物进行浸出反应，表2示出了钻井废弃物处理后的浸出反应：

表2钻井废弃物处理后的浸出效果

4、结论

由以上数据可知本实用新型能够对钻井废弃物进行无害化治理，并能达到资源利用的目的。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，包括依次相连的搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机、蒸汽养护棚；其中，所述搅拌反应罐内设有圆盘式搅拌器，且所述搅拌反应罐通过管道与高效压滤机连通；所述搅拌反应机和凝结反应机内均设有搅拌机；所述蒸汽养护棚内设有蒸汽发生器。

2.根据权利要求1所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，还包括分别与搅拌反应罐、高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机相连的加药装置，以及与高效压滤机相连的中水处理器。

3.根据权利要求2所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，所述搅拌反应罐与高效压滤机之间的管道上设有耐磨渣浆泵，高效压滤机、搅拌反应机、凝结反应机、切块成型机依次通过传输带相连。

4.根据权利要求3所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，所述搅拌反应机和凝结反应机内设置的搅拌机为刀叶搅拌机。

5.根据权利要求4所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，所述加药装置包括多个加药罐，且每个加药罐通过计量泵进行控制和计量。

6.根据权利要求5所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，所述搅拌反应罐内设有三个圆盘式搅拌器。

7.根据权利要求6所述的一种应用于油气田钻井废弃物无害化治理及可持续利用的***，其特征在于，所述蒸汽养护棚内还设有温度传感器，以及与温度传感器相连的并用于控制蒸汽发生器启/停的控制器。