CN103758474B - 一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺 - Google Patents

一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于油基泥浆或钻屑处理领域，尤其涉及一种从含油油基钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述处理回收工艺包括高效离心过滤、均质和离心沉降过程，通过工艺参数的优化实现油基泥浆钻井工程产生的含油废物中油基泥浆的高效回收，并达到回用钻井工艺的标准。本发明中的工艺具有油基泥浆回收率高，回收的油基泥浆可直接回用钻井工程，不产生二次污染，工艺简单和操作条件缓和等特点，适用于处理各种油基泥浆钻井工程产生的含油废物。采用本发明中的处理回收工艺处理后，含油废物中油基泥浆资源高效回收，回收率高，污染物含量大大降低，具有显著的经济效益和环境效益。

Description

一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺
技术领域
本发明属于油基泥浆钻井工程产生的油基废物中资源回收和含油废物处理领域，尤其涉及一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺。
背景技术
油基泥浆对于钻井工程，尤其是在盐膏层、水敏性地层的钻井工程中具有显著优势。油基泥浆以柴油、白油、生物油、矿物油、合成油等为基油液添加各种油田化学剂，是目前国际上常用的油基泥浆类型。油基泥浆钻井过程中产生油基泥浆钻井废弃物，主要包括含油钻屑、振动筛漏浆、固井返排混浆、堵漏返排液、完井清罐底泥等。单井产生量约250-500m3范围，含油量约为18~25%，其中（1）废弃油基钻井泥浆中液相主要包括油基、泥浆添加剂；固相物主要包括：如重晶石粉，破碎的岩屑，固相物粒径分布较广，从粒径分布微米级到厘米级。（2） 泥浆罐底泥主要是泥浆罐中残余的部分油基泥浆，其中液相主要包括油基、泥浆添加剂，固相物主要包括：如重晶石粉及超细岩屑、坂土粉，固相物的粒径较小，一般为10um。（3） 固井返排混浆作为钻井过程中产生的与钻井泥浆混合物，其中液相主要包括油基和地层水、泥浆添加剂，固相物主要包括：如重晶石粉、水泥粉以及部分破碎岩屑，固相物的粒径较小，10um到1000um。
油基泥浆钻井废弃物中主要污染物为废油，是国家《危险废弃物名录》中标定的HW08类危险废弃物。长期堆积或填埋会造成地表植被的严重破坏，污染土壤和水源。根据环保要求，废弃的油基泥浆和油基泥浆钻屑等油基泥浆钻井废弃物都要进行后期处理。传统上处理油基泥浆或钻屑方式包括焚烧处理、裂解、填埋处理及微生物降解处理等。焚烧法投入资金大、运行成本高、容易造成二次污染。填埋处理并没有实现污染物的真正无害化，仅仅是将污染物转移到地下，遇到降雨或地下径流，有可能导致污染物的扩散。微生物处理周期长，切对环境条件要求高。
通过将钻井废弃物中的柴油、白油或合成油等油基泥浆进行回收和资源化回用，是目前油气田开发中所需要技术。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种成本低、不带来第二次污染且可回收资源、操作简单的一种油基泥浆钻井废弃物中油基泥浆处理回收工艺。
本发明所述工艺，是在对油基钻井废弃物中固、液两相的比重、粘度以及流变性等特点进行深入分析基础上，开发离心过滤-离心沉降过程耦合工艺技术实现油基泥浆高效回收，并通过工艺优化，实现回收的油基泥浆的性能达到钻井工程回用要求。
解决以上技术问题的本发明中一种油基泥浆钻井废弃物中油基泥浆处理回收工艺，其特征在于：所述处理回收工艺包括离心过滤、均质和离心沉降过程。并通过PLC控制进行工艺优化，使回收的油基泥浆达到回用要求。
本发明中所述处理回收工艺还可包括进料过滤、预筛分过程。废弃油基泥浆收集、转运过程中有可能混入大石块、泥块等异物。较大粒径的石块容易造成进料孔的堵塞，并有可能损坏设备，同时较多的泥土进入离心过滤机后往往导致滤饼层的形成，进料时尽量避免干泥饼的进入。进料段增加了进料筛网，筛网孔径为2~4cm，防止异物进入离心过滤设备，造成堵塞，实现物料的预分离。经过进料筛网预分离后，固相最大粒径为1.8~2cm，中值粒径约为0.5~0.8mm。
所述离心过滤过程中离心过滤设备转速为600~2400r/min，所述离心过滤中离心转速进一步可为600~900r/min。
离心过滤过程中，已泥浆钻井废弃比重大，粘性大，粒径分布广，在较高的转速下离心力较大，有利于液体的过滤。但过高的转速容易将物料磨碎，被磨碎的物料进一步与泥饼混合，形成的滤饼层较为坚硬、干燥，分离效果差；较高的转速导致螺旋出料速率加快，物料在转鼓内的停留时间较短，导致分离效率较差。通过优化离心机转速，形成的滤饼层较为松散，有利于液相的分离。
所述离心过滤中离心过滤设备过滤网孔径0.2~5mm，所述离心过滤中离心过滤设备过滤网孔径进一步可为0.8~4.0mm。
所述离心过滤中物料停留时间为5~30s，所述离心过滤物料停留时间进一步可为6~8s。
所述离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量高，含砂量大，粘度大，固含量约为60~65%，固相最大粒径约为1.5~2.5mm，中值粒径约为0.05~0.1mm，破乳电压ES为420~500mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：（18~25）/（26~50）/（180~240）/(>300)/(>300)/>(300)，达不到油基泥浆回用性能指标，需要输送入缓冲罐中，混合、均质后进一步处理。
所述均质过程即在缓冲罐中设置泥浆固含量检测仪器和泥浆粘度检测仪器，通过将离心过滤制得的粗分离泥浆和后续离心沉降分离合格泥浆混合、均质，使混合物密度、粘度、固含等性质稳定达到进入后端离心沉降设备要求后，再泵入离心沉降设备。
离心沉降系统进料固含为30%~50%，进料泥浆粘度<400s。
所述缓冲罐中的均质过程，通过将离心沉降生产的合格泥浆回流到离心过滤生产的粗分离泥浆中，回流比为1:1~2.5:1。
所述离心沉降过程，粗分离泥浆进入离心沉降设备转鼓后，比液相密度大的固相颗粒在转鼓强大离心力作用下快速沉降到转鼓内壁，通过螺旋输送器把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端的压缩段，在此过程中进一步挤压、脱液，然后经出渣口排出，分离后的合格泥浆则从转鼓大端溢流堰流出。
合格泥浆进入缓冲罐中与又一次离心过滤机过滤的粗泥浆混合处理，处理后的混合泥浆再进入离心沉降设备中进行沉降，其中一部份合格泥浆流回缓冲罐中，一部份达到回收利用标准的泥浆中回收利用。由此，不断循环处理。合格泥浆即为还没有达到回收利用的标准，但又符合回流到缓冲罐中的泥浆。
所述离心沉降中转鼓转速为600~3000r/min，转鼓和推料螺旋差速为<600 r/min。
所述离心沉降中转鼓转速进一步可为900-2600 r/min，转鼓和推料螺旋差速进一步可为<300 r/min。
采用本发明中的处理回收工艺处理后，泥浆回收率可达70%以上，经过两级离心分离后生产的油基中固含量10~20%，最大固相粒径约为50~80um，中值粒径约为10~30 um，破乳电压ES为700~2000mV泥浆粘度100~150s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：(6~10)/(12~40)/(50~80)/ (90~120)/ (130~180) /(240~400)，回收的油基能回收并重新应用于钻井工程。同时分离的固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%，具有显著经济效益。适用于处理废油基泥浆或含油钻屑。本发明所指所指的油基泥浆钻井废物是指以柴油、白油、生物油、矿物油、合成油等为基油液添加各种油田化学剂制备的油基泥浆钻井过程中产生的含油废物。
本发明针对废弃油基泥浆中固相颗粒粒径差距较大，固相物密度差异大的特点，将离心过滤和离心沉降过程耦合，通过离心过滤去除泥浆中0.25~2cm的固相颗粒，通过离心沉降去除泥浆中0.1~1.5mm的固相颗粒，通过工艺参数的控制，确保回收的油基泥浆的性能达到钻井工程回用要求，既能有效分离并回收大量油基泥浆，又有较强的抗磨损和堵塞能力，同时系统运行稳定性可靠性较好。泥浆回收率高，降低了污染物的排放，实现了经济效益和环境效益的统一。
附图说明
图1为本发明中工艺流程操作图
具体实施方法
下面结合附图和实施例进行具体说明
实施例1
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中柴油基泥浆的资源化回收项目，油基钻井废弃物主要包括废弃油基泥浆和含油钻屑，含油量约为20-30%。本实施例中，钻进过程以砂岩为主，钻屑以砂岩颗粒为主，钻屑颗粒粒径较大，约为0.2~10mm，颗粒机械强度较大、硬度较高，可采用较高的转速。采用设计核定处理量为0.5m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。
结合图1，进料段通过增加了进料筛网，筛网孔径为4cm，防止异物进入离心过滤设备，造成堵塞。经过进料筛网后，固相最大粒径为3~4cm，中值粒径约为1.5mm，固相含液量约为18%。
离心过滤过程，采用变频离心过滤设备进行离心过滤，主要通过离心力作用下，通过筛网的拦截，实现大颗粒钻屑和油基泥浆的分离。实施中发现针对油基泥浆粘性较大，固含量高的特点，传统的离心过滤单元的工艺设计思路是利用较小的孔径和形成滤饼层，利用滤饼层的截留，实现固液分离，容易造成滤网的堵塞，分离效果较差，综合优选0.2、0.5、0.8、1.5、2.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为600r/min，离心过滤单元处理效果如表所示，较小的过滤过滤筛网其回收泥浆中固含量较低，泥浆质量较好，但其回收量较小，同时分离的固相物中油含量较高，从泥浆的回收量和回收泥浆的质量综合考虑，过滤效率较高的是2mm孔径滤网。
表1
实施过程中发现，转速是影响离心过滤效率的关键因素，在实施例中实验了不同的转速条件下离心过程的处理效果，结果表明较高的转速离心力较大，有利于液体的过滤，但过高的转速容易将物料磨碎，被磨碎的物料进一步与泥饼混合，有效分离固体颗粒效果差。同时固相颗粒最大粒径由3~4下降为小于1mm，被磨碎的物料进一步与泥饼混合，增大了固相的比表面积，固相颗粒吸附液相的能力上升，导致固相中含油量上升，液相回收率下降，有效分离固体颗粒效果差。同时较高的转速导致螺旋出料速率加快，物料在转鼓内的停留时间较短，其分离效率较差。过快的转速导致滤饼层形成较干，较为坚硬，导致后期分离效率较差，所以较低转速形成的滤饼层较为松散，有利于液相的分离。
实施过程中不同转速条件下，系统的处理效果及系统稳定性如表所示。
表2
本实施例中，综合优化转速和过滤筛网孔径参数结果表明，离心转速为750r/min，过滤网孔径2 mm分离效果比较好，离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为54%，固相中最大粒径约为1.2mm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为420 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：21 /29/231/(>300)/(>300)/>(300)，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆先进入离心沉降设备中进行分离，合格泥浆分回流到缓冲罐中；又一次的粗分离泥浆输入缓冲罐中与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:1，混合均质后，固含为40~42%，进料泥浆粘度，260~280s。缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备处理，一部分泥浆达到回收利用标准回收利用，另一部份泥浆即合格泥浆再回流到缓冲罐粗分离泥浆混合，不断循环。
离心沉降单元中考虑到液相作为油基泥浆，粘性较大，通过改变转鼓的转速，改变分离因子，针对试验中处理的废弃泥浆的物料特性，试验了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。
表3
进一步提高转速，由于液相的粘性较大，颗粒在液相中的分离速率保持不变，而设备运行能耗以及设备的稳定性大大降低，现场实施表明离心沉降设备转速为2400r/min，转鼓和推料螺旋差速为400r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，柴油基的回收率约为70%，回收的合格泥浆其比重为1.4，柴油基中固含量12%，最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为700mV泥浆粘度160s，六速（3、6、100、200、300、600r/min）的测定结果为：16/35/98/168/236/296，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例2
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中柴油基泥浆的资源化回收项目，钻进过程以砂岩为主，钻井废弃物物料特性与实施例1相同，本实施例中，采用设计核定处理量为3m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。
进料段通过增加了进料筛网，筛网孔径为3cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为2.6cm，中值粒径约为1.0mm，固相含液量约为21%。
综合优选0.5、0.8、1.5、2.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，离心转速为1000r/min，不同孔径离心过滤实施效果如表所示，当滤网孔径4mm，工艺关键性指标，处理量达到3.1m3/h，液相回收率达最大值25%，分离固相含油率达6%，虽然液相密度和液相中固含量两个指标较高，但考虑到后续工艺能进一步去除粗分离泥浆中的固相物，因此优选过滤效率较高的是4mm孔径滤网如表4：
表4
实施过程中，离心过滤设备的转速对于处理过程有着重要的影响，在优化的4mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表5所示。
表5
在优化转速600r/min和滤网孔径4mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到3.6m3/h，液相回收率达最大值29%，分离固相含油率达6%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为61%，固相中最大粒径约为2.5cm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为418 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：28 /46/265/(>300)/(>300)/>(300)，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:2，混合均质后，固含为38%，进料泥浆粘度，260s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备，针对试验中处理的废弃泥浆的物料特性，试验了不同的转鼓转速条件下，离心沉降固液分离效果，如表6：
表6
现场实施表明离心沉降设备转速为1200r/min，转鼓和推料螺旋差速为600r/min。实施结果表明经过两级分离后，工艺关键性指标达到较好水平，处理量达到3.6m3/h，液相回收率达最大值69%，分离固相含油率达22%，系统运行平稳，整个系统运行在处理量和泥浆质量达到较好的平衡。回收的合格泥浆其比重为1.12，泥浆中最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为623mV泥浆粘度120s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：10/22/70/114/168 /253，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例3
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中柴油基泥浆的资源化回收项目，本实施例中，钻进过程以泥岩为主，钻屑中主要包含泥岩钻屑，其颗粒机械强度较低，粒径较小，约为0.05~0.1mm，本实施例中，采用设计核定处理量为0.5m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。工艺包括进料过滤、离心过滤、离心沉降过程。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为3cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为2.6cm，中值粒径约为1.0mm，固相含液量约为16%。
实施过程中，针对泥岩的粒径较小，颗粒机械强度较低，离心分离过程过程中容易破碎的特点，在筛网的选择中，优先选择较大孔径的筛网，综合优选0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为1000r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表7。
表7
本实施例中主要针对泥盐的油基钻井岩屑，其粒径较小，颗粒机械强度较低，容易破碎，实施过程中，液相回收率、液相中固体物最大粒径较砂岩偏低，而分离的固相中油含量普遍较砂岩高，工艺实施中优选过滤效率较高的是3mm孔径滤网，其工艺关键性指标，处理量达到0.65m3/h，液相回收率达最大值19%，分离固相含油率达10%。
实施过程中，在优化的3mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表8所示。
表8
在优化转速500r/min和滤网孔径3mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到0.71m3/h，液相回收率达最大值24%，分离固相含油率达10%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为51%，固相中最大粒径约为1.3cm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为436 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：26 /52/232/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:1.4，混合均质后，固含为41%，进料泥浆粘度，220s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表9所示。
表9
针对泥岩层的油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为2000r/min，转鼓和推料螺旋差速为300r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，柴油基的回收率约为68%，回收的合格泥浆其比重为1.21，柴油基中固含量7%，最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为780mV泥浆粘度114s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：9/18/54/102/143 /240，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例4
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中柴油基泥浆的资源化回收项目，钻进过程以泥岩为主，本实施例中，进一步增大系统的处理规模，本实施例中，采用设计核定处理量为2m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为4cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为3.7cm，中值粒径约为1.4mm，固相含液量约为15%。
实施过程中，针对泥岩的粒径较小，颗粒机械强度较低，离心分离过程过程中容易破碎的特点，综合优选1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为800r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表10。
表10
本实施例中过滤效率较高的是4mm孔径滤网，泥岩的油基钻井岩屑，其粒径较小，颗粒机械强度较低，容易破碎，实施过程中，液相回收率、液相中固体物最大粒径较砂岩偏低，而分离的固相中油含量普遍较砂岩高，经过工艺优化处理量达到2.2m3/h，液相回收率达最大值20%，分离固相含油率达10%。
实施过程中，在优化的4mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表11所示。
表11
经过工艺优化，离心转速为600r/min。离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为45%，固相中最大粒径约为3.3mm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为429 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：34 /68/274/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:2.5，混合均质后，固含为30%，进料泥浆粘度，221s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表12所示。
表12
针对泥岩层的油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为2500r/min，转鼓和推料螺旋差速为600r/min，实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，油基泥浆的回收率约为54%，回收的合格泥浆其比重为1.03，柴油基中固含量13%，最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为840mV泥浆粘度88s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为： 6/17/54/98/114 /170，回收泥浆达到回用标准，固相物中石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例5
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中合成基油基泥浆的资源化回收项目，本实施例中，钻进过程以泥岩为主，采用设计核定处理量为2.0m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。工艺包括进料过滤、离心过滤、离心沉降过程。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为3cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为1.8cm，中值粒径约为1.1mm，固相含液量约为19%。
实施过程中，针对泥岩的粒径较小，颗粒机械强度较低，离心分离过程过程中容易破碎，同时合成基油基泥浆粘性较大，固液分离较为困难的特点，在筛网的选择中，优先选择较大孔径的筛网，综合优选1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为700r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表13。
表13
本实施例中主要针对泥盐的油基钻井岩屑，其粒径较小，颗粒机械强度较低，容易破碎，较大孔径其处理量较大，颗粒破碎程度较低，但分离的液相中固含量较高，特别是大颗粒固相含量较高，工艺实施中综合分析含油废物的处理规模和回收的液相的质量，优选过滤效率较高的是3mm孔径滤网，其工艺关键性指标，处理量达到2.2m3/h，液相回收率达最大值15%，液相中固体含量52%，分离固相含油率达9%。
实施过程中，在优化的3mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表14所示。
表14
在优化转速700r/min和滤网孔径3mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到2.2m3/h，液相回收率达最大值15%，分离固相含油率达9%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为52%，固相中最大粒径约为1.8cm，中值粒径约为0.09mm，破乳电压ES为496 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：58 /142/269/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:2，混合均质后，固含为30%，进料泥浆粘度，210s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表15所示。
表15
针对泥岩层的合成基油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为1500r/min，转鼓和推料螺旋差速为300r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，合成基油基的回收率约为52%，回收的合格泥浆其比重为1.22，合成基中固含量9%，最大固相粒径约为65um，中值粒径约为15um，破乳电压ES为768mV泥浆粘度173s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：26/68/122/212/256 /286，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<9%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例6
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中白油基泥浆的资源化回收项目，本实施例中，采用设计核定处理量为1.6m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。工艺包括进料过滤、离心过滤、离心沉降过程。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为4cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为2.6cm，中值粒径约为0.8mm，固相含液量约为20%。
实施过程中，针对泥岩的粒径较小，颗粒机械强度较低，离心分离过程过程中容易破碎，同时白油基泥浆粘性较大，固液分离较为困难的特点，在筛网的选择中，优先选择较大孔径的筛网，综合优选1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为1000r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表16。
表16
实施过程中，综合分析含油废物的处理规模和回收的液相的质量，优选过滤效率较高的是2mm孔径滤网，其工艺关键性指标，处理量达到1.7m3/h，液相回收率达最大值17%，分离固相含油率达13%。
实施过程中，在优化的2mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表17所示。
表17
在优化转速750r/min和滤网孔径2mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到1.7m3/h，液相回收率达最大值17%，分离固相含油率达11%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。
工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为46%，固相中最大粒径约为1.7cm，中值粒径约为0.06mm，破乳电压ES为424 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：55 /131/278/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:1.5，混合均质后，固含为37%，进料泥浆粘度，226s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表18所示。
表18
针对泥岩层的白油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为2000r/min，转鼓和推料螺旋差速为300r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，白油基的回收率约为48%，回收的合格泥浆其比重为1.18，白油基中固含量8%，最大固相粒径约为55um，中值粒径约为12um，破乳电压ES为942mV泥浆粘度164s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：26/54/102/145/211 /284，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例7
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中矿物油油基泥浆的资源化回收项目，本实施例中，钻进过程以泥岩为主，钻屑中主要包含泥岩钻屑，其颗粒机械强度较低，粒径较小，约为0.05~0.1mm，本实施例中，采用设计核定处理量为1.0m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。工艺包括进料过滤、离心过滤、离心沉降过程。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为3cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为2.2cm，中值粒径约为0.8mm，固相含液量约为18%。
实施过程中，针对泥岩的粒径较小，颗粒机械强度较低，离心分离过程过程中容易破碎，同时矿物油基泥浆粘性较大，固液分离较为困难的特点，在筛网的选择中，优先选择较大孔径的筛网，综合优选1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为1000r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表19。
表19
本实施例中主要针对泥盐的油基钻井岩屑，其粒径较小，颗粒机械强度较低，容易破碎，实施过程中，液相回收率、液相中固体物最大粒径较低，而分离的固相中油含量普遍较高，在对不容滤网孔径测试中发现，较大孔径其处理量较大，但分离的液相中固含量较高，特别是大颗粒固相含量较高，工艺实施中综合分析含油废物的处理规模和回收的液相的质量，优选过滤效率较高的是4mm孔径滤网，其工艺关键性指标，处理量达到1.15m3/h，液相回收率达最大值19%，分离固相含油率达10%。
实施过程中，在优化的4mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表20所示。
表20
在优化转速750r/min和滤网孔径4mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到1.32m3/h，液相回收率达最大值20%，分离固相含油率达11%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为46%，固相中最大粒径约为1.8cm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为428 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：48 /122/289/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:1.5，混合均质后，固含为35%，进料泥浆粘度，220s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表21所示。
表21
针对泥岩层的矿物油油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为2000r/min，转鼓和推料螺旋差速为300r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，矿物油油基的回收率约为68%，回收的合格泥浆其比重为1.21，矿物油基中固含量7%，最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为846mV泥浆粘度173s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：18/42/94/166/1202 /284，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。
实施例8
在新疆某油田实施油基钻井废弃物中生物油油基泥浆的资源化回收项目，采用设计核定处理量为1.5m3/h的设备，考察工艺的处理量、处理效果和工艺稳定性。工艺包括进料过滤、离心过滤、离心沉降过程。
进料段设置进料筛网，筛网孔径为2.5cm，经过进料筛网后，固相最大粒径为1.6cm，中值粒径约为0.5mm，固相含液量约为19%。
优选0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mm孔径的滤网进行离心过滤，转速设定为1000r/min。不同孔径条件下，离心过滤设备的运行参数如下表22。
表22
实施过程中，综合分析处理量、液相回收率、液相中固体物最大粒径、分离的固相中油含量等各种因素，工艺实施中优选过滤效率较高的是2.0mm孔径滤网，其工艺关键性指标，处理量达到1.55m3/h，液相回收率达最大值16%，同时分离的液相中密度较小、液相中固含量较低，有利于后续处理过程；分离出的固相含油率达10%。
实施过程中，在优化的2mm滤网条件下，不同转速系统的处理效果及系统稳定性如表23所示。
表23
在优化转速1000r/min和滤网孔径2mm的工艺条件下，工艺关键性指标，处理量达到1.52m3/h，液相回收率达最大值16%，分离固相含油率达10%，系统运行平稳，在处理量和粗分离泥浆的质量两个关键参数中取得较好的平衡。工艺运行其他参数包括离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量约为51%，固相中最大粒径约为1.6cm，中值粒径约为0.08mm，破乳电压ES为478 mV，泥浆粘度>500s，六速（3、6、100、200、300、600 r/min）的测定结果为：38 /141/265/(>300)/(>300)/>(300)，经过离心过滤的粗分离泥浆，达不到泥浆回用的要求，需要进一步进行处理。
粗分离泥浆输送入缓冲罐中，与回流的合格泥浆混合、均质后，达到进入离心沉降设备要求，粗分离泥浆与回流泥浆的比例为1:1.3，混合均质后，固含为39%，进料泥浆粘度，230s。
缓冲罐中均质后的泥浆通过泥浆泵泵入离心沉降设备。实施例优化了不同的转鼓转速条件下，固液分离效果。不同转速条件下，离心沉降设备的处理效果如表24所示。
表24
针对泥岩层的油基泥浆钻井废弃物离心沉降设备转速为2000r/min，转鼓和推料螺旋差速为300r/min。实施结果表明经过两级分离后，油基钻井废弃物中，生物油油基的回收率约为69%，回收的合格泥浆其比重为1.32，生物油油基中固含量8%，最大固相粒径约为50um，中值粒径约为10um，破乳电压ES为868mV泥浆粘度122s，六速（3、6、100、200、300、600r/min）的测定结果为：27/48/84/150/193 /280，回收泥浆达到回用标准，固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%。
经过离心沉降产生的合格泥浆泵入泥浆罐中，部分回用至钻井工程，部分回流至均质罐。
装置通过PLC控制柜进行控制，通过接受离心过滤机、离心沉降设备电流的反馈信号，调节离心过滤机转速，以及离心沉降设备转速及差速，控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜通过接受均质缓冲罐中泥浆检测器的反馈信号自动输送器的输送量和泥浆罐的回流量，实现系统的稳定运行。

Claims (9)

1.一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述回收油基泥浆的工艺包括离心过滤、均质和离心沉降过程，所述均质过程为将离心沉降过程中生产的柴油基泥浆部分回流到缓冲罐中与离心过滤过程中生产的粗分离泥浆混合，回流比为1:1~2.5:1。
2.根据权利要求1所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述回收油基泥浆的工艺还包括进料过滤过程，进料过滤网孔径0.1-4cm。
3.根据权利要求1所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心过滤过程中离心过滤设备转速为500~2400r/min。
4.根据权利要求3所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心过滤设备转速为600~900r/min。
5.根据权利要求1所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心过滤过程中离心过滤设备过滤网孔径0.2~5mm。
6.根据权利要求5所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心过滤过程中离心过滤设备过滤网孔径0.8~4mm。
7.根据权利要求1所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心过滤中物料停留时间为5~30s。
8.根据权利要求2所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心沉降中离心沉降设备转鼓转速为600~3000r/min，转鼓和推料螺旋差速为≤600r/min。
9.根据权利要求8所述的一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆的工艺，其特征在于：所述离心沉降设备转鼓转速为900~2400r/min，转鼓和推料螺旋差速为<300r/min。
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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170223

Address after: Jinjiang District Jinhua Road Chengdu City, Sichuan province 610000 section of No. 8 Building 1 11 unit 27 floor No. 2742

Patentee after: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co Ltd

Address before: No. 8 Road, Xindu Xindu District of Chengdu city of Sichuan Province in 610500

Patentee before: Southwest Petroleum University

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140430

Assignee: Bazhou Xin Rui Environmental Protection Technology Co., Ltd.

Assignor: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co Ltd

Contract record no.: 2018510000051

Denomination of invention: Process for recycling oil base mud from oil base mud well drilling waste

Granted publication date: 20170125

License type: Common License

Record date: 20180919

CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 610000 510, floor 5, unit 1, building 5, No. 8, Liuli Road, Jinjiang District, Chengdu City, Sichuan Province

Patentee after: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

Address before: Jinjiang District Jinhua Road Chengdu City, Sichuan province 610000 section of No. 8 Building 1 11 unit 27 floor No. 2742

Patentee before: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
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Address after: 610021 No. 510, floor 5, unit 1, building 5, No. 8, Liuli Road, Jinjiang District, Chengdu City, Sichuan Province

Patentee after: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

Address before: 610000 510, floor 5, unit 1, building 5, No. 8, Liuli Road, Jinjiang District, Chengdu City, Sichuan Province

Patentee before: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Bazhou Xin Rui Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Assignor: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: 2018510000051

Date of cancellation: 20210201

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140430

Assignee: Bazhou Xin Rui Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Assignor: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021980001267

Denomination of invention: A process for recovering oil-based mud from drilling waste of oil-based mud

Granted publication date: 20170125

License type: Exclusive License

Record date: 20210224

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