CN102976571A - 一种回收石油类钻井废弃泥浆的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回收石油类钻井废弃泥浆的方法及装置，该装置包括混合器、沉淀箱、分离箱、油水分离罐、泥浆存储箱等。本发明将通过混合器加药后的泥浆送至沉淀箱，使大部分泥砂在沉淀箱内聚凝和沉淀，并由设置在沉淀箱底部的绞龙收集和排出。位于沉淀箱上部的轻液（油、水和细泥砂混合液）经溢流板进入分离箱进一步固液分离，细泥砂沉积箱底，油层在表层，水层居中。表层的油水混合液经油水收集槽流入油水罐进行油水分离。通过本发明装置处理后的钻井废弃泥浆中基本不含石油类物质，有效减小了对环境的污染和毒害问题。

Description

一种回收石油类钻井废弃泥浆的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种回收方法及装置，尤其涉及一种针对钻井废弃泥浆中石油类物质进行回收的方法及装置。

背景技术

油气钻井废弃泥浆2008年列为国家危废名录（071-02-08），石油类物质是其主要毒性物之一。水基钻井废弃泥浆中的石油类物质的来源有三：泥浆体系中配方组成如润滑剂（煤油）、防塌剂（沥青）等；钻井中卡钻故障处理要用解卡剂（煤油为主）；钻通含油层（原油）等。

石油类物质在土壤中，自然条件下难于降解，能够长期污染土壤和地下水源。油气钻井废弃泥浆如不分离出石油类，采用常规固化掩埋的方式处理，将留下污染隐患。如何能有效回收钻井废弃泥浆中的石油类物质，消除废弃泥浆的毒害物影响，成为急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种回收石油类钻井废弃泥浆的方法，步骤包括：

（1）将待处理泥浆进行pH调整、除重金属等前期处理；

（2）将经过步骤（1）处理的泥浆送至沉淀箱进行絮凝和聚凝处理，使泥砂沉淀在沉淀箱底部，石油类物质浮在沉淀箱液位上部；

（3）将经步骤（2）分离出的石油类物质送至分离箱，经自由沉降使石油类物质和泥砂进一步分离；

（4）将经步骤（3）分离出的石油类物质进行油水分离及回收；

（5）将步骤（2）、（3）、（4）中分离出的泥砂分别收集后集中排出。

所述步骤（2）还包括从沉淀箱中部向沉淀箱内通入气泡，以促进泥浆中的石油类物质上浮。

所述步骤（4）将石油类物质回收，将水循环使用。

本发明的方法还包括步骤：

（6）将集中排出的泥砂进行脱干，然后泵送到固控系统的振动筛进行后续处理。

本发明还提供一种回收石油类钻井废弃泥浆装置，该装置包括沉淀箱、分离箱、油水分离罐等。

沉淀箱包括箱体、箱底和箱顶，其特征在于，所述箱底呈上宽下窄状；箱体一侧开设接口，接入废弃泥浆，另一侧开溢流口；箱底下端设置有绞龙和阀门。

分离箱与沉淀箱连接，包括箱体、至少一箱底，其特征在于，所述箱底呈上宽下窄形状，下端设有阀门；箱体一侧开入口，另一侧开出口，接油水收集槽；所述入口上表面高于所述油水收集槽的下表面。

油水分离罐与分离箱的出口端连接，包括罐体，罐底和罐顶，其特征在于，所述罐底呈上宽下尖状；罐体一侧开孔，以接油水进管，另一侧分别安装位于上部的排油管道阀门，以连接排油管道，和位于下部的排水管道阀门，以连接排水管道；罐底安装排泥阀门。

待处理泥浆在混合器里依次被添加不同的药（反应剂），然后被送至沉淀箱。沉淀箱承接通过混合器加药后的泥浆，大部分泥砂在沉淀箱内聚凝和沉淀，并由设置在沉淀箱底部的绞龙和阀门收集和排出。为促进泥浆中的微油滴上浮，沉淀箱箱体中下部设置有曝气器，与曝气器相连的沉淀箱的箱壁上设有气孔，压缩空气经气孔进入曝气器产生大量微小气泡，微气泡在上升过程中沾附微小油滴上升液面。当位于沉淀箱上部的轻液（油、水和细泥砂混合液）的液位高于溢流隔口的高度时，经溢流隔板进入分离箱。为保证轻液连续不断流，沉淀箱的箱壁上还接有补水进口。

分离箱的作用在于进一步固液分离，细泥砂沉积箱底，油层在表层，水层居中。分离箱的出口端设置有油水收集槽。为方便加工和使用，可将沉淀箱和分离箱制作为一个整体，沉淀箱溢流口的一侧箱壁构成分离箱一侧外壁，该侧箱壁形成所述沉淀箱的溢流板。

为减少溢流进箱的轻液对分离箱内已分层物的扰动，分离箱内靠近沉淀箱的一侧设置有防扰动板，防扰动板的上平面低于溢流板上平面，且与油水收集槽下平面平齐。沉积的泥砂粒度小，采用蝶形阀门控制流量依靠水压排放。表层的油水混合液经油水收集槽流入截面较小的油水罐进行油水分离。

油水分离罐是圆柱罐体圆锥罐底，罐顶有呼吸管高出分离箱液面。罐体上装有排油管道阀门和排水管道阀门，分别进行石油类回收和水循环；罐底有排泥阀，油水进管在罐体中部。为便于操作观察，在排油管道和排水管道上装有视镜。

所述沉淀箱、分离箱和油水分离罐外侧均设置加热管道。

分离出的水供本系统回用，无外排。

为满足除油后的泥浆泵送和脱干的需要，还备有带有搅拌器的泥浆储存箱，与沉淀箱、分离箱和油水分离罐的阀门连接，所述泥浆存储箱其顶部或上部具有一泥浆入口；下部一侧开有出口，通过管道连接泥浆泵；另一侧开有补水进口；箱体底部安装搅拌器。通过管道或传送带收集从沉淀箱、分离箱和油水分离罐阀门排出的粗细泥砂，并通过箱体外侧的泥浆泵输送到固控系统的振动筛进行后续处理。

与现有技术相比，本发明通过将泥浆、油、水分离，确保处理后的泥浆中基本不含有石油类物质，从而有效减小钻井废弃泥浆对环境的污染和毒害问题。

附图说明

图1为本发明的原理图。

其中：

1，2—混合器；      3—沉淀箱；      4—溢流板；    5—防扰动版；

6—分离箱；         7—油水收集槽；  8—呼吸管；    9—油水分离罐；

10—补水进口；      11—絮凝剂；     12—聚凝剂；   13—待处理泥浆；

14—气源；          15—曝气器；     16—绞龙；     17—泥浆储存箱；

18—泥浆泵；        19—泵回管道；   20—补水入口； 21—油水进管；

22—石油回收管道；  23—水循环管道。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不以此为限。

如图1所示，经过前处理（pH调整、除重金属）的待处理泥浆13被泵入混合器1和混合器2，并从中部进入沉淀箱3。

混合器1加入聚凝剂12，聚凝剂可以采用聚合氯化铝或聚合氯化铁，配制溶液浓度3~8wt%，优选5wt%，投加比例为15%左右（按聚凝剂溶液基于所处理的泥浆的重量比计）。

混合器2加入絮凝剂11，絮凝剂可以采用聚丙烯酰胺（分子量800万~1200万）或聚二烯丙基二甲基氯化铵（分子量800万），配制溶液浓度0.2wt%左右，投加比例为5%左右（按聚凝剂溶液基于所处理的泥浆的重量比计）。

废弃泥浆加入聚凝剂12和絮凝剂13进入沉淀箱3后，泥砂开始沉淀于箱体底部。气源14（压缩空气）通入曝气器15，细微油滴被从曝气器15涌出的气泡沾附随轻液上浮。轻液水平达到溢流板4高度后，溢流进入分离箱6。沉淀泥砂被箱底绞龙16收集和推送，可以直接进入掩埋池也可以进泥浆储存箱17调整后由泥浆泵18泵送至脱水设备。

为保证沉淀箱3中轻液能持续流出，在沉淀箱3的箱体上部设置有补水进口10。

含油轻液在分离箱6内进一步固液分离，油水混合液经油水收集槽7和油水进管21从油水分离罐9的中部溢流进入。含油轻液中夹杂的细泥砂沉底，不定时排出，与沉淀箱绞龙12出口汇合。

为减少溢流进箱的轻液对分离箱6内已分层物的扰动，分离箱6内靠近溢流板4的一侧设置有防扰动板5，防扰动板5的上平面低于溢流板4上平面，且与油水收集槽7下平面平齐。

位于分离箱6底的细泥砂含水多，不宜直接填埋或装车集中填埋。通过本发明装置的泥浆储存箱10，泥砂经加水搅拌复浆，由位于泥浆储存箱10外侧的泥浆泵18和泵回管道19泵送至脱水设备（固控系统的振动筛）脱干后形成泥饼。

在泥浆储存箱10的箱体壁上，也设置有补水入口20，确保复浆操作。

油水混合液经油水收集槽7顺着油水进管21从油水分离罐9的中部进入，在油水分离罐9内进行分离，油层在上，水居中，残余的少量泥砂沉积罐底，分离物通过各自管道分别排出，石油类物质由石油回收管道22及相应的阀门回收，水则由水循环管道23输送至沉淀箱3、泥浆储存箱17和本装置外的前处理设备，用于沉淀箱3补水，泥浆储存箱17加水调稀和本装置外的前处理。

为保证油水分离罐9中的压强维持在一稳定范围，油水分离罐9的灌顶设置有呼吸管8。

为适应冬季运行，沉淀箱3、分离箱6和油水分离罐9设置有加热管道，热媒可采用蒸汽或导热油。

本发明也适应废弃油基钻井泥浆的处理、回收。

尽管为说明目的公开了本发明和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种回收石油类钻井废弃泥浆的方法，步骤包括：

（1）将待处理泥浆进行pH调整、除重金属处理；

（2）将经过步骤（1）处理的泥浆进行絮凝和聚凝处理，使泥砂沉淀在沉淀箱底部，石油类物质浮在沉淀箱液位上部；

（3）将经步骤（2）分离出的石油类物质自由沉降，使石油类物质和泥砂进一步分离；

（4）将经步骤（3）分离出的石油类物质进行油水分离，将石油类物质回收，将水循环使用；

（5）将步骤（2）和步骤（3）中分离出的泥砂分别收集后集中排出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）还包括从沉淀箱中部向沉淀箱内通入气泡。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

（6）将集中排出的泥砂进行脱干，然后泵送到固控系统的振动筛进行后续处理。

4.一种回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，包括

一沉淀箱，包括箱体、箱底和箱顶，所述箱底呈上宽下窄状；箱体一侧开设接口，接入废弃泥浆，另一侧开溢流口；箱底下端设置有绞龙和阀门；

一分离箱，与沉淀箱连接，包括箱体、至少一箱底，所述箱底呈上宽下窄形状，下端设有阀门；箱体一侧开入口，另一侧开出口，接油水收集槽；所述入口上表面高于所述油水收集槽的下表面；

一油水分离罐，与分离箱的出口端连接，包括罐体，罐底和罐顶，所述罐底呈上宽下尖状；罐体一侧开孔，以接油水进管，另一侧分别安装位于上部的排油管道阀门，以连接排油管道，和位于下部的排水管道阀门，以连接排水管道；罐底安装排泥阀门。

5.如权利要求4所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，所述沉淀箱的中下部设置有曝气器，所述沉淀箱的箱壁上还设有气孔和补水进口。

6.如权利要求4所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，所述沉淀箱溢流口的一侧箱壁构成分离箱一侧外壁，该侧箱壁形成所述沉淀箱的溢流板。

7.如权利要求4所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，所述分离箱靠近沉淀箱的一侧设置有防扰动板。

8.如权利要求6至7所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，所述防扰动板的上平面低于溢流板上平面，且与油水收集槽下平面平齐。

9.如权利要求4所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，所述沉淀箱、分离箱和油水分离罐外侧均设置加热管道。

10.如权利要求4所述的回收石油类钻井废弃泥浆装置，其特征在于，还包括泥浆存储箱，与沉淀箱、分离箱和油水分离罐的阀门连接，所述泥浆存储箱其顶部或上部具有一泥浆入口；下部一侧开有出口，通过管道连接泥浆泵；另一侧开有补水进口；箱体底部安装搅拌器。