CN106082581A - 石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻井废弃泥浆回收处理技术领域，特别涉及一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法。其系统包括设置于钻井设备井口处的正反向螺旋输送器，正反向螺旋输送器通过无轴螺旋输送器连接振动筛，所述的振动筛通过正反向螺旋输送器连接废弃物料区，所述的振动筛通过管路连接泥浆储蓄罐，所述的泥浆储蓄罐通过液下渣浆泵连接卧式离心机，所述的卧式离心机通过所述的正反向螺旋输送器连接所述的废弃物料区，所述的废弃物料区通过传送带连接移动撬装式有机污泥再利用回转窑。本发明的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法，其采用泥浆不落地设备，将废弃泥浆减量化、资源化，此外，还可以实现废弃泥浆、岩屑泥水分离再利用。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井废弃泥浆回收处理技术领域，特别涉及一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法。
背景技术
石油钻井废弃泥浆在我国各大油田钻井工作过程中每时每刻产生，研究表明我国油田一般使用的钻井泥浆，油基泥浆使用较少，主要为水基泥浆，其化学组成使泥浆呈现强碱性，腐蚀性大，运输困难，且石油钻井废弃泥浆中含有油类、有机物以及重金属等有害物质。
在石油钻井过程中，石油钻井废弃泥浆直接落入地面会对土壤、植被和水源带来极大的污染和破坏，为油田后期的可持续发展带来严重影响。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法，其采用泥浆不落地设备，将废弃泥浆减量化、资源化，此外，还可以实现废弃泥浆、岩屑泥水分离再利用。
本发明所采用的技术方案如下：
一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，包括设置于钻井设备井口处的正反向螺旋输送器，正反向螺旋输送器通过无轴螺旋输送器连接振动筛，所述的振动筛通过正反向螺旋输送器连接废弃物料区，所述的振动筛通过管路连接泥浆储蓄罐，所述的泥浆储蓄罐通过液下渣浆泵连接卧式离心机，所述的卧式离心机通过所述的正反向螺旋输送器连接所述的废弃物料区，所述的废弃物料区通过传送带连接移动撬装式有机污泥再利用回转窑。
泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，所述的泥浆缓冲罐内设置有搅拌机，且所述的泥浆缓冲罐通过液下渣浆泵连接振动筛。
泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，所述的泥浆缓冲罐内设置有搅拌机，且所述的泥浆缓冲罐通过正反螺旋输送器与无轴螺旋输送机交接口处的管道进入地罐，地罐内设搅拌机，所述的地罐通过液下渣浆泵将泥浆打入振动筛。
泥浆储蓄罐连接有泥浆反应罐，所述的泥浆反应罐连接有加药罐，所述的泥浆反应罐还通过管道絮凝机构连接板框压滤机，所述的板框压滤机通过传送带连接所述的废弃物料区，并通过废水管路连接一体化污水处理机。
移动撬装式有机污泥再利用回转窑包括倾斜的回转窑窑体，回转窑窑体的上端连接窑头，所述的窑头上方设置传送机构，所述的窑头内部连接燃烧机构，所述的回转窑窑体的下端连接窑尾，所述窑尾下方设置出料口，上方设置废气排放口，所述的废气排放口连接有尾气除尘机构。
一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D、分离后的泥浆通过泥浆泵回用到钻井过程中。
泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，当泥浆量大时，部分泥浆进入泥浆缓冲罐内，泥浆缓冲罐内设搅拌机，泥浆产生量平稳后由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
步骤A中，当泥浆黏度小稀稠时，无法通过无轴螺旋输送机输送至振动筛，泥浆会通过正反螺旋输送机与无轴螺旋输送机交接口处的管道进入地罐，地罐内设搅拌机，由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D1：分离后的泥浆进入泥浆反应罐加入破乳剂后进行破乳，破乳后的泥浆通过管道絮凝后进入板框压滤机压滤，压滤的泥饼通过传送带输送至废弃物料区；
E、压滤的废液进入一体化污水处理机处理。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、泥浆采用不落地形式接收，避免雨季雨水的增加量，减少了石油钻井废弃泥浆的产生，降低了废弃泥浆对环境的污染。
2、实现了泥浆的循环重复利用，减少了生产泥浆的用量，节约了大量的生产水与泥浆配比药剂的使用，降低了石油钻井过程中生产成本。
3、改变了固定式建厂投资的高额费用和分散性污泥不利于远途运输的方式。
4、降低了治污成本费用，控制了二次污染的发生。
5、设备采用移动撬装式，便于移动，节省占地，配套周期短。
6、系统工艺流程优化，布局紧凑，运转效率高，使用成本低。
综上所述，本发明的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法，采用泥浆不落地设备，将废弃泥浆减量化、资源化。改变原有的传统工艺，去除泥浆坑，采用泥浆、岩屑接收分离系统与井队泥浆循环处理设备对接，实现泥浆不落地完全接收，接收的泥浆经过泥浆处理系统处理后，返回到钻井过程中重复利用。此种方式可降低钻井作业成本和治污费用，除此以外，采用不落地封闭处理系统可在雨季施工中避免污水增量，降低污染隐患，保护土壤生态。
此外，本发明的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法实现了废弃泥浆、岩屑泥水分离再利用，泥浆不落地设备实现泥浆固液分离，将泥浆转化为固相、液相两种状态。分离出的液体，经过水处理一体化设备，去除悬浮物、有机物达到生产回用水技术标准；分离出的污泥采用移动撬装式有机污泥再利用回转窑加工焚烧制作成可再利用的建筑轻集料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法的系统设备布局图；
图2为本发明的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统及方法的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如附图1所示，一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，包括设置于井口处的正反向螺旋输送器1，正反向螺旋输送器1通过无轴螺旋输送器2连接振动筛3，所述的振动筛3通过正反向螺旋输送器1连接废弃物料区4，所述的振动筛3通过管路连接泥浆储蓄罐5，所述的泥浆储蓄罐5通过液下渣浆泵连接卧式离心机6，所述的卧式离心机6通过所述的正反向螺旋输送器1连接所述的废弃物料区4，所述的废弃物料区3通过传送带连接移动撬装式有机污泥再利用回转窑。
本实施例中，泥浆储蓄罐5连接有泥浆缓冲罐，所述的泥浆缓冲罐内设置有搅拌机，且所述的泥浆缓冲罐通过液下渣浆泵连接振动筛3。
除此之外，所述的泥浆缓冲罐还通过正反螺旋输送器1与无轴螺旋输送机2交接口处的管道进入地罐7，地罐7内设搅拌机，所述的地罐通过液下渣浆泵将泥浆打入振动筛3。
石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机1接收，泥浆由无轴螺旋输送机2输送至振动筛3；振动筛3将大的岩屑颗粒筛选出来后由正反螺旋输送机1输送至废弃物料区4，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐5，由液下渣浆泵打入卧式离心机6内进行泥水分离，卧式离心机6将大的粗粒泥沙分离出来后由正反螺旋输送机1输送至废弃物料区4；分离后的泥浆通过泥浆泵回用到钻井过程中。
当泥浆量大时，部分泥浆进入泥浆缓冲罐内，泥浆缓冲罐内设搅拌机，泥浆产生量平稳后由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛3进行后续处理；当泥浆黏度小稀稠时，无法通过无轴螺旋输送机2输送至振动筛3，泥浆会通过正反螺旋输送机1与无轴螺旋输送机2交接口处的管道进入地罐7，地罐7内设搅拌机，由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛3进行后续处理。
压滤的泥饼在自然蒸发一段时间后进入移动撬装式有机污泥再利用回转窑进行焚烧。
移动撬装式有机污泥再利用回转窑由造粒系统和回转窑焚烧系统组成，具体工艺流程如下：
污泥通过皮带传送机进入双轴磨粉机将大的块状污泥碾碎，进入污泥烘干搅拌机进一步降低污泥的含水率与加药配比(此时的烘干采用烧制建筑材料过程中产生的烟气)，烘干后的污泥进入污泥造粒机进行造粒，成形后的污泥进入回转窑进行污泥焚烧。回转窑烧制系统主要包括天然气加热系统，副窑的烘干阶段和主窑的烧制阶段，回转窑内停留时间大约为40-60min，烧制完成的高温陶粒(大约500℃)通过耐高温传送机传输至陶粒存放地带，内高温传送机密闭化设计，由鼓风机进行冷却和热量的回送至回转窑内，进行热量的高效利用，降低成形污泥的含水率。
天然气加热系统主要有减压撬，鼓风机(风量大于5500m3/h)，空压机(风量大于50m3/h)和自动点火装置组成，控制系统设有熄火保护和供风失压自锁、燃气超压自锁保护及其燃气总电磁阀连锁控制，确保系统安全。
实施例二：
一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，包括设置于井口处的正反向螺旋输送器1，正反向螺旋输送器1通过无轴螺旋输送器2连接振动筛3，所述的振动筛3通过正反向螺旋输送器1连接废弃物料区4，所述的振动筛3通过管路连接泥浆储蓄罐5，所述的泥浆储蓄罐5通过液下渣浆泵连接卧式离心机6，所述的卧式离心机6通过所述的正反向螺旋输送器1连接所述的废弃物料区4。
泥浆储蓄罐5连接有泥浆反应罐8，所述的泥浆反应罐8连接有加药罐9，所述的泥浆反应罐8还通过管道絮凝机构连接板框压滤机10，所述的板框压滤机10通过传送带连接所述的废弃物料区4，并通过废水管路连接一体化污水处理机11。
本实施例中，钻井结束产生的废弃泥浆经过泥浆不落地处理系统的接收，废弃泥浆通过正反螺旋输送机1接收，泥浆由无轴螺旋输送机2输送至振动筛3；振动筛3将大的岩屑颗粒筛选出来后由正反螺旋输送机1输送至废弃物料区4，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐5，由液下渣浆泵打入卧式离心机6内进行泥水分离，卧式离心机6将大的粗粒泥沙分离出来后由正反螺旋输送机1输送至废弃物料区4；分离后的泥浆进入泥浆反应罐8加入破乳剂后进行破乳，破乳后的泥浆通过管道絮凝后进入板框压滤机10压滤，压滤的泥饼通过传送带输送至废弃物料区4；压滤的废液进入一体化污水处理机11处理。
一体化污水处理机11处理工作原理如下：
压滤废液进入涡凹气浮池前，由加药系统添加破乳剂，进行管道混合；出水进入涡凹气浮池搅拌阶段通过加药系统添加混凝剂、絮凝剂等药剂进行搅拌后进入气浮箱体，在涡凹曝气机曝气作用和自由沉淀下，大量悬浮物和油类以及部分有机物被去除，涡凹气浮池出水进入改进后的两级过滤器。
过滤器采用下进上出的进水方式，首先通过300目滤网进行预过滤，出水进入一级过滤器的滤层，去除污水中微小悬浮物及部分有机物；之后进入二级过滤器滤层过滤，同样滤芯下方加载500目滤网进行预过滤，经过滤网后通过吸附性能较好的吸附材料吸附，进一步去除污水中微小悬浮物、部分COD和色度等，达到净水效果排放。
反冲洗原理：清水通过反冲洗管道，通过控制蝶阀，对两个过滤器分别进行反冲洗，也可以控制开关对两个过滤器同时进行反冲洗，反冲洗之后的污水再次进入气浮池处理。反冲洗的主要部分是滤网部分，滤网密集细小的孔径对大部分悬浮物都有截留作用，只有少部分悬浮物会积累到滤层内，此种方式减轻了对滤芯中滤层的反冲洗压力，可以定期更换两个过滤器中的滤料，进而清洗后再用。
实施例三
一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；当泥浆黏度小稀稠时，无法通过无轴螺旋输送机输送至振动筛，泥浆会通过正反螺旋输送机与无轴螺旋输送机交接口处的管道进入地罐，地罐内设搅拌机，由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，当泥浆量大时，部分泥浆进入泥浆缓冲罐内，泥浆缓冲罐内设搅拌机，泥浆产生量平稳后由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D、分离后的泥浆通过泥浆泵回用到钻井过程中。
实施例四
一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D1：分离后的泥浆进入泥浆反应罐加入破乳剂后进行破乳，破乳后的泥浆通过管道絮凝后进入板框压滤机压滤，压滤的泥饼通过传送带输送至废弃物料区；
E、压滤的废液进入一体化污水处理机处理。
一体化污水处理机处理工作原理如下：
压滤废液进入涡凹气浮池前，由加药系统添加破乳剂，进行管道混合；出水进入涡凹气浮池搅拌阶段通过加药系统添加混凝剂、絮凝剂等药剂进行搅拌后进入气浮箱体，在涡凹曝气机曝气作用和自由沉淀下，大量悬浮物和油类以及部分有机物被去除，涡凹气浮池出水进入改进后的两级过滤器。
过滤器采用下进上出的进水方式，首先通过300目滤网进行预过滤，出水进入一级过滤器的滤层，去除污水中微小悬浮物及部分有机物；之后进入二级过滤器滤层过滤，同样滤芯下方加载500目滤网进行预过滤，经过滤网后通过吸附性能较好的吸附材料吸附，进一步去除污水中微小悬浮物、部分COD和色度等，达到净水效果排放。
反冲洗原理：清水通过反冲洗管道，通过控制蝶阀，对两个过滤器分别进行反冲洗，也可以控制开关对两个过滤器同时进行反冲洗，反冲洗之后的污水再次进入气浮池处理。反冲洗的主要部分是滤网部分，滤网密集细小的孔径对大部分悬浮物都有截留作用，只有少部分悬浮物会积累到滤层内，此种方式减轻了对滤芯中滤层的反冲洗压力，我们可以定期更换两个过滤器中的滤料，进而清洗后再用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，包括设置于钻井设备井口处的正反向螺旋输送器，其特征在于，所述的正反向螺旋输送器通过无轴螺旋输送器连接振动筛，所述的振动筛通过正反向螺旋输送器连接废弃物料区，所述的振动筛通过管路连接泥浆储蓄罐，所述的泥浆储蓄罐通过液下渣浆泵连接卧式离心机，所述的卧式离心机通过所述的正反向螺旋输送器连接所述的废弃物料区，所述的废弃物料区通过传送带连接移动撬装式有机污泥再利用回转窑。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，其特征在于，所述的泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，所述的泥浆缓冲罐内设置有搅拌机，且所述的泥浆缓冲罐通过液下渣浆泵连接振动筛。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，其特征在于，所述的泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，所述的泥浆缓冲罐内设置有搅拌机，且所述的泥浆缓冲罐通过正反螺旋输送器与无轴螺旋输送机交接口处的管道进入地罐，地罐内设搅拌机，所述的地罐通过液下渣浆泵将泥浆打入振动筛。
4.根据权利要求1所述的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，其特征在于，所述的泥浆储蓄罐连接有泥浆反应罐，所述的泥浆反应罐连接有加药罐，所述的泥浆反应罐还通过管道絮凝机构连接板框压滤机，所述的板框压滤机通过传送带连接所述的废弃物料区，并通过废水管路连接一体化污水处理机。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻井废弃泥浆减量化零排放再利用系统，其特征在于，所述的移动撬装式有机污泥再利用回转窑包括倾斜的回转窑窑体，回转窑窑体的上端连接窑头，所述的窑头上方设置传送机构，所述的窑头内部连接燃烧机构，所述的回转窑窑体的下端连接窑尾，所述窑尾下方设置出料口，上方设置废气排放口，所述的废气排放口连接有尾气除尘机构。
6.一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D、分离后的泥浆通过泥浆泵回用到钻井过程中。
7.根据权利要求6所述的一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，其特征在于，所述的泥浆储蓄罐连接有泥浆缓冲罐，当泥浆量大时，部分泥浆进入泥浆缓冲罐内，泥浆缓冲罐内设搅拌机，泥浆产生量平稳后由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
8.根据权利要求6所述的一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，其特征在于，所述的步骤A中，当泥浆黏度小稀稠时，无法通过无轴螺旋输送机输送至振动筛，泥浆会通过正反螺旋输送机与无轴螺旋输送机交接口处的管道进入地罐，地罐内设搅拌机，由液下渣浆泵将泥浆打入振动筛进行后续处理。
9.一种石油钻井废弃泥浆再利用方法，包括以下步骤：
A、石油钻井过程中产生的钻井废弃泥浆通过正反螺旋输送机接收，泥浆由无轴螺旋输送机输送至振动筛；
B、振动筛将大的岩屑颗粒筛选出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区，分离后的泥浆进入泥浆储蓄罐，由液下渣浆泵打入卧式离心机内进行泥水分离；
C、卧式离心机将大的粗粒泥沙分离出来后，由正反螺旋输送机输送至废弃物料区；
D1：分离后的泥浆进入泥浆反应罐加入破乳剂后进行破乳，破乳后的泥浆通过管道絮凝后进入板框压滤机压滤，压滤的泥饼通过传送带输送至废弃物料区；
E、压滤的废液进入一体化污水处理机处理。
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