CN104695881B - 钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统 - Google Patents
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- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
Abstract
本发明公开了一种钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，本发明包括两个收集罐仓、多级固液分离模块、深处理模块和输送系统，多级固液分离模块包括离心机、液相中转仓、低目干燥器和高目干燥器，高目干燥器筛孔目数高于低目干燥器，离心机的液相出口接液相中转仓，深处理模块包括水处理再生机和液相回收槽,水处理再生机的液相出口接液相回收槽，低目干燥器的进料口接第一收集罐仓，高目干燥器的进料口接低目干燥器的液相出口和第二收集罐仓。本发明可大大减少固化药剂的使用，从而从根本上减少有害固相的排放；另一方面大大提高处理后液相的回用率，从而从根本上实现废弃泥浆的减量化。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统。
背景技术
在石油天然气勘探开发钻井过程中，钻井设施中的振动筛、除砂器、陈泥器和离心机都会产生泥浆，这些废弃泥浆是由固相、液相和化学处理剂三部分组成，其中含有大量的粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多项胶体悬浮体系，如果不加以处理，必将会对自然环境造成不可估量的危害。
目前国内对废钻井液的处理方式有三种：直接排放、大循环池沉淀及固化处理。
（1）直接排放法
有些废钻井液可以直接排放到环境中去，但是这仅限于低毒或无毒钻井液，或者易生物降解的钻井液废弃物，该方法不适合有害成分比较高的油基钻井液及聚合物类钻井液。
（2）大循环池沉淀法
废钻井液在大循环池内通过自然沉降法分离，上部清夜达到环保标准后就地排放，余下的固体经自然干燥在循环池内就地填埋，但必须保持上部土层1米到1.5米的厚度。经石油环境研究委员会对填埋后的钻井液废弃物通过中子探针、测渗计等仪器对填埋区域地表水及辐射土壤进行跟踪监测，发现该方法对地表水及辐射区土壤有很大影响，必须慎用。
（3）固化处理钻井液的方法
固化法是指向废钻井液中加入固化剂，使其转化为土壤或胶结强度很大的固体，就地填埋或用于建筑材料等，该方法能够消除钻井液中重金属离子与有机物对土壤、水质及生态环境的影响与危害。对于含水量较高的废钻井液，结合固液分离法，可以取得较好的效果。固化法目前是最常用的处理钻井废弃泥浆的方法。
这几种方式都不能重复利用，并且对周边环境造成潜在的影响，增加了环境风险与成本压力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明包括两个收集罐仓、多级固液分离模块、深处理模块和输送系统，多级固液分离模块包括离心机、液相中转仓、低目干燥器和高目干燥器，高目干燥器筛孔目数高于低目干燥器，离心机的液相出口接液相中转仓，深处理模块包括水处理再生机和液相回收槽, 水处理再生机的液相出口接液相回收槽，低目干燥器的进料口接第一收集罐仓，高目干燥器的进料口接低目干燥器的液相出口和第二收集罐仓，高目干燥器的液相出口接离心机的进料口，水处理再生机的进料口接液相中转仓，水处理再生机、离心机、低目干燥器和高目干燥器的固相出口接输送系统。
为了使第一收集罐仓对第二收集罐仓的容量进行补偿，进一步减少占地面积，所述的第一收集罐仓和第二收集罐仓是通过一个仓体分割形成，在仓体内设有溢流隔板，溢流隔板低于仓体的仓壁，溢流隔板的两侧分别为第一收集罐仓和第二收集罐仓，第二收集罐仓的容积小于第一收集罐仓。第一收集罐仓用于收集密度大的废弃泥浆，第二收集罐仓用于收集密度小的废弃泥浆，在第一收集罐仓和第二收集罐仓接收废弃泥浆的液量相当的情况下，由于第二收集罐仓容积小于第一收集罐仓的容积，第二收集罐仓收集到的井队固有除砂器、除泥器等设备所排放的废弃泥浆过多的情况下，只能溢流到第一收集罐仓，第一收集罐仓收集到的井队固有振动筛所排放的废弃泥浆，不会溢流到第二收集罐仓。从而能保证密度大的废弃泥浆能通过低目干燥器和高目干燥器处理，保证固液分离效果。
为了便于收集井队固有设备产生的泥浆，所述的第一收集罐仓上设有与第一收集罐仓连通的固定式接收槽，第二收集罐仓上设有与第二收集罐仓连通的可调式接收槽，第二收集罐仓上固定有横向的导轨，可调式接收槽滑动设置在导轨上。
为了在井队固有设备的泥浆产量较大时应急，还包括有应急组合储罐和液位自动补偿控制器，第一收集罐仓内设置有第一输送泵，应急组合储罐内设有第二输送泵，第一输送泵出口分别通过带有电动阀门的管线连接应急组合储罐和低目干燥器的进料口，第二输送泵的出口通过管线连接低目干燥器的进料口，第一收集罐仓内设有液位检测装置，液位检测装置、第一输送泵、第二输送泵和电动阀门均与液位自动补偿控制器连接，液位自动补偿控制器用于接收液位检测装置的信号控制第一输送泵、第二输送泵和电动阀门的启闭。当第一收集罐仓内的液位达到一定高度时，液位自动补偿控制器会自动启动第一输送泵和相应的电动阀门将液相打入应急组合储罐，当第一收集罐仓内液位降低到一定值时，液位自动补偿控制器会启动第二输送泵，将应急组合储罐内的液相直接打到低目干燥器的进料口。当第一收集罐仓内的液位处于前述两种液位之间时，液位自动补偿控制器控制将第一收集罐仓内的液相直接打入低目干燥器。
为了防止固相沉淀和便于输送泥浆，所述的第一收集罐仓、第二收集罐仓和应急组合储罐内均设有搅拌器，第二收集罐内设置有泵，泵的出口通过管线接高目干燥器的进料口。
所述的低目干燥器和高目干燥器均为离心筛，离心筛的液相出口设有筛孔，低目干燥器的筛孔目数为50-160目，高目干燥器的筛孔目数为160-230目，水处理再生机为叠螺机。
为了更好的输送固相，所述的输送系统包括依次连接的第一螺旋输送机、第二螺旋输送机和第三螺旋输送机，水处理再生机的固相出口接第一螺旋输送机，离心机、低目干燥器和高目干燥器的固相出口接第二螺旋输送机，第一螺旋输送机和第二螺旋输送机平置，第三螺旋输送机倾斜设置，第三螺旋输送机的出料口位于第三螺旋输送机上端的下侧。第三螺旋输送机的设置方式可使得输送系统送出的固相易于被运输车辆或其它装置接收。
为了操作方便，所述的第一收集罐仓、第二收集罐仓、多级固液分离模块和深处理模块旁设置有连接成一体的平台。
本发明的有益效果是：本发明能够科学有效地对钻井钻进过程中的废弃泥浆进行分类分治，实现了随钻随固化的创新模式，填补了该方面的国内空白。本发明实现了危险废弃物处理的减量化、无害化和资源化，消除了污染源，有利于保护井场周边环境的土壤及地下水资源。本发明对钻井废弃泥浆进行多级固液分离后，固相可以由运输车辆运输出井场，进行后续处理，液相可以回注到钻井泥浆系统中进行重复利用，以减少有害物质的排放。本发明一方面通过分类分治的处理方式，可大大减少固化药剂的使用，从而从根本上减少有害固相的排放；另一方面在处理过程中由于不添加固化药剂的情况下实现固液分离这样可大大提高处理后液相的回用率，从而从根本上实现废弃泥浆的减量化。
附图说明
图1 是本发明的结构流程图；
图中：1、第一收集罐仓，2、固定式接收槽，3、搅拌器，4、泵，5、第二收集罐仓，6、可调式接收槽，7、平台，8、第一螺旋输送机，9、离心机，10、多级固液分离模块，11、液相中转仓，12、高目干燥器，13、低目干燥器，14、水处理再生机，15、深处理模块，16、第二螺旋输送机，17、第三螺旋输送机，18、液相回收槽，19、应急组合储罐。
具体实施方式
如图1所示的一种具体实施例，它包括第一收集罐仓1、第二收集罐仓5、多级固液分离模块10、深处理模块15和输送系统。
第一收集罐仓1和第二收集罐仓5是通过一个仓体分割形成，在仓体内设有溢流隔板，溢流隔板低于仓体的仓壁，溢流隔板的两侧分别为第一收集罐仓1和第二收集罐仓5，第二收集罐仓5的容积小于第一收集罐仓1。
第一收集罐仓1上设有与第一收集罐仓1连通的固定式接收槽2，第二收集罐仓5上设置有与第二收集罐仓5连通的可调式接收槽6，第二收集罐仓5上固定有横向的导轨，可调式接收槽6滑动设置在导轨上，从而可以调节可调式接收槽6的位置。第一收集罐仓1和第二收集罐仓5内均设有搅拌器3和泵4。
多级固液分离模块10包括离心机9、液相中转仓11、高目干燥器12和低目干燥器13，离心机9的液相出口接液相中转仓11。
深处理模块包括水处理再生机14和液相回收槽18, 水处理再生机14的液相出口接液相回收槽18。液相回收槽18内设有泵，可将液相回收槽18内的水泵出回用。水处理再生机即为污泥脱水机，污泥脱水机可采用叠螺机。
还包括有应急组合储罐19和液位自动补偿控制器，第一收集罐仓1内设置有第一输送泵，即泵4，应急组合储罐19内设有第二输送泵，第一输送泵出口分别通过带有电动阀门的管线连接应急组合储罐19和低目干燥器13的进料口，第二输送泵的出口通过管线连接低目干燥器13的进料口，第一收集罐仓1内设置有液位检测装置，液位检测装置、第一输送泵、第二输送泵和电动阀门均与液位自动补偿控制器连接，液位自动补偿控制器用于接收液位检测装置的信号和控制第一输送泵、第二输送泵和电动阀门的启闭。
低目干燥器13的进料口通过泵4接第一收集罐仓1，高目干燥器12的进料口接低目干燥器13的液相出口和第二收集罐仓5，高目干燥器12的液相出口接离心机9的进料口。
液相中转仓11通过泵接水处理再生机14的进料口。
输送系统包括依次连接的第一螺旋输送机8、第二螺旋输送机16和第三螺旋输送机17，井队固有离心机的固相出口和水处理再生机14的固相出口接第一螺旋输送机8，离心机9、高目干燥器12和低目干燥器13的固相出口接第二螺旋输送机16，第一螺旋输送机8和第二螺旋输送机16平置，第三螺旋输送机17倾斜设置，第三螺旋输送机17的出料口位于第三螺旋输送机17上端的下侧。
第一收集罐仓1、第二收集罐仓5、多级固液分离模块10和深处理模块15旁设置有连接成一体的平台7。
干燥器为离心筛，在液相出口设有筛孔，低目和高目是用于限定筛孔的大小。高目干燥器筛孔目数高于低目干燥器，低目干燥器的筛孔目数最好为50-160目，高目干燥器的筛孔目数最好为160-230目。
本专利中各分离设备分离出的密度较大的称为固相，密度较小的称为液相，本专利中所称的固相并不是绝对的固相，液相也不是绝对的液相，比如说水处理再生机14分离出固相也可能是混浊液。
基本流程及说明（如图所示）：
本装置在运行过程中主要能实现以下几个基本流程：
① 液相流程：井队固有振动筛、除砂器、除泥器等设备排放出的钻井废弃泥浆→固定式接收槽2→第一收集罐仓1→低目干燥器13→高目干燥器12（同时第二收集罐仓5→高目干燥器12）→离心机9→液相中转仓11→水处理再生机14→液相回收槽18→回用
②液相流程：井队固有振动筛、除砂器、除泥器等设备排放出的钻井废弃泥浆→可调式接收槽6→第二收集罐仓5→高目干燥器12→离心机9→液相中转仓11→水处理再生机14→液相回收槽18→回用
③ 液相应急流程：第一收集罐仓1（当第二收集罐仓5中的液相到达一定液位高度，会通过第一收集罐仓1与第二收集罐仓5之间的溢流隔板溢流到第一收集罐仓1）→应急组合储罐19→第一收集罐仓1→低目干燥器13→高目干燥器12（同时第二收集罐仓5→高目干燥器12）→离心机9→液相中转仓11→水处理再生机14→液相回收槽18→回用
④固相流程：井队固有离心机排放出的固相钻井废弃泥浆和水处理再生机14分离出的固相钻井废弃泥浆→第一螺旋输送机8→第二螺旋输送机16（第二螺旋输送机16中同时落入高目干燥器12、低目干燥器13和离心机9分离出的固相）→第三螺旋输送机17→指定地点堆放或由车辆直接运输处井场到指定地点。
Claims (7)
1.一种钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：包括两个收集罐仓、多级固液分离模块、深处理模块和输送系统，多级固液分离模块包括离心机、液相中转仓、低目干燥器和高目干燥器，高目干燥器筛孔目数高于低目干燥器，离心机的液相出口接液相中转仓，深处理模块包括水处理再生机和液相回收槽, 水处理再生机的液相出口接液相回收槽，低目干燥器的进料口接第一收集罐仓，高目干燥器的进料口接低目干燥器的液相出口和第二收集罐仓，高目干燥器的液相出口接离心机的进料口，水处理再生机的进料口接液相中转仓，水处理再生机、离心机、低目干燥器和高目干燥器的固相出口接输送系统，还包括有应急组合储罐和液位自动补偿控制器，第一收集罐仓内设置有第一输送泵，应急组合储罐内设有第二输送泵，第一输送泵出口分别通过带有电动阀门的管线连接应急组合储罐和低目干燥器的进料口，第二输送泵的出口通过管线连接低目干燥器的进料口，第一收集罐仓内设有液位检测装置，液位检测装置、第一输送泵、第二输送泵和电动阀门均与液位自动补偿控制器连接，液位自动补偿控制器用于接收液位检测装置的信号控制第一输送泵、第二输送泵和电动阀门的启闭。
2.根据权利要求1所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的第一收集罐仓和第二收集罐仓是通过一个仓体分割形成，在仓体内设有溢流隔板，溢流隔板低于仓体的仓壁，溢流隔板的两侧分别为第一收集罐仓和第二收集罐仓，第二收集罐仓的容积小于第一收集罐仓。
3.根据权利要求2所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的第一收集罐仓上设有与第一收集罐仓连通的固定式接收槽，第二收集罐仓上设有与第二收集罐仓连通的可调式接收槽，第二收集罐仓上固定有横向的导轨，可调式接收槽滑动设置在导轨上。
4.根据权利要求2所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的第一收集罐仓、第二收集罐仓和应急组合储罐内均设有搅拌器，第二收集罐内设置有泵，泵的出口通过管线接高目干燥器的进料口。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的低目干燥器和高目干燥器均为离心筛，离心筛的液相出口设有筛孔，低目干燥器的筛孔目数为50-160目，高目干燥器的筛孔目数为160-230目，水处理再生机为叠螺机。
6.根据权利要求5所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的输送系统包括依次连接的第一螺旋输送机、第二螺旋输送机和第三螺旋输送机，水处理再生机的固相出口接第一螺旋输送机，离心机、低目干燥器和高目干燥器的固相出口接第二螺旋输送机，第一螺旋输送机和第二螺旋输送机平置，第三螺旋输送机倾斜设置，第三螺旋输送机的出料口位于第三螺旋输送机上端的下侧。
7.根据权利要求5所述的钻井废弃泥浆随钻随治一体化处理系统，其特征在于：所述的第一收集罐仓、第二收集罐仓、多级固液分离模块和深处理模块旁设置有连接成一体的平台。
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