CN107140797A - 油基钻屑分离回收系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油基钻屑分离回收系统和方法，油基钻屑泥浆与水混合物在机械‑水力空化装置中通过机械和水力空化作用，将油从钻屑中进行提取出来；再利用旋流分离器，离心分离；油‑水混合物排出至第二储液箱进行分层排出油相；钻屑‑泥混合物通过第一离心机进行离心分离，排出含油质量分数小于3％的钻屑；泥水混合物排至第二离心机进行离心分离，排出含油泥浆，产生的水送至第三储液箱；第三储液箱上层的轻油通过轻相溢流管溢流到第二储液箱中，下层水体送回到机械‑水力空化装置中作为水力空化的动力循环利用；第二储液箱下层水体气浮装置进行浮选。本发明实现油基和钻屑的分离，油基回收利用，钻屑达标排放，降低含油污泥的处理成本，避免二次污染。

Description

油基钻屑分离回收系统和方法
技术领域
本发明属于油基钻屑分离回收的技术领域，特别是涉及一种油基钻屑分离回收系统和方法。
背景技术
油田(海上或陆上)开采广泛使用油基钻井液，在开采过程中会产生含油污泥，含钻屑、油、泥和部分水，含油量约15-20％。根据中华人民共和国国家标准GB4914-2008，含油超过3％的污泥不能在二级海域排放，含油超过8％的污泥不能在三级海域排放。
含油污泥需要从产地(油井平台或工厂罐区)运输至处理场所，作为一种危险废弃物(《国家危险废物目录》-HW08)，既可能对周边沿线环境造成潜在的危险，还将产生高昂的运输费用。
国内外目前陆上处理含油污泥方式主要有：调质－机械脱水、生物处理、固化处理、焚烧、干化，填埋等，这些技术既消耗资源，又造成二次污染。
由于过去多年宽松的环境法规，不成熟的实验室技术，大量被石油污染的土壤对环境造成严重危害。因此迫切需要一种既能清除污泥中的油，又能同时进行油回收的环境友好型技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种油基钻屑分离回收系统和方法，实现油基和钻屑的分离，油基回收利用，钻屑达标排放，降低含油污泥的处理成本，避免二次污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种油基钻屑分离回收系统，包括料斗、机械-水力空化装置、旋流分离器、气浮装置、第一储液箱、第二储液箱、第三储液箱、第一离心机、第四储液箱、第二离心机，所述料斗对应机械-水力空化装置的进料口设置，所述机械-水力空化装置的出液口与旋流分离器的进料口连通，所述旋流分离器的上部出液口与第二储液箱连通，所述第二储液箱上部设有出油口、下部出料口与气浮装置的进料口连通，所述气浮装置上部的出液口与第二储液箱连通、下部的出液口与第三储液箱连通，所述旋流分离器的下部出液口与第一储液箱连通，所述第一储液箱的出液口与第一离心机连接，所述第一离心机的泥水出口与第四储液箱连通，所述第四储液箱的出液口与第二离心机连接，所述第二离心机的出水口与第三储液箱连通，所述第三储液箱上部通过轻相溢流管与第二储液箱连通，所述第三储液箱下部出水口通过管路将出水送回机械-水力空化装置作为水力空化的动力进行循环。
作为本发明一种优选的实施方式，所述料斗上设有补充水水管。
作为对上述实施方式的进一步改进，所述第二离心机的出水口通过管路同时与第三储液箱和补充水水管连通。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述第三储液箱的底部设有排水管。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述机械-水力空化装置包括机械空化反应器和水力空化反应器。
作为本发明另一种优选的实施方式，该油基钻屑分离回收系统中单元设备安装在移动式集装箱内。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是提供一种利用上述的油基钻屑分离回收系统的方法，包括以下步骤：
(1)油基钻屑泥浆与补充水混合的混合物通过料斗进入到机械-水力空化装置中；
(2)所述混合物在机械-水力空化装置中依次通过机械空化作用和水力空化作用，对油从钻屑中进行提取；
(3)钻屑-泥-油-水混合物输送至旋流分离器，离心分离，油-水混合物通过旋流分离器上部出液口排出至第二储液箱，钻屑-泥混合物通过旋流分离器下部出液口排出至第一储液箱；
(4)第一储液箱中的钻屑-泥混合物输送至第一离心机进行离心分离，排出含油质量分数小于3％的钻屑，泥水混合物输送至第四储液箱；
(5)第四储液箱中的泥水混合物输送至第二离心机进行离心分离，排出含油泥浆，离心产生的水输送至第三储液箱；
(6)第三储液箱上层的轻油通过轻相溢流管溢流到第二储液箱中，下层水体通过管路送回到机械-水力空化装置中作为水力空化的动力循环利用；
(7)第二储液箱中的油水混合物分层，上层油基通过出油口排出，下层水体通过第二储液箱下部的出液口输送至气浮装置；
(8)气浮装置进行浮选并将上层浮油通过上部的出液口输送至第二储液箱，下层的水通过下部的出液口输送至第三储液箱。
作为本发明一种优选的实施方式，所述步骤(5)中排出的含油泥浆和步骤(7)中排出的油基回收利用。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述步骤(5)中离心产生的水一部分作为补充水与步骤(1)中的油基钻屑泥浆混合。
有益效果
第一，对油基钻屑泥浆的处理量可达到3000公斤/小时；
第二，通过将系统中的各设备安装到移动式集装箱内，从而能够提供移动式处理系统，降低运输和物流成本；
第三，整个处理过程无需化学品添加，水内循环，无需或者少量的外源水补充，油基与含油污泥回收利用，具有降低处理费用的特点；
第四，钻屑中的含油量降低至小于3％，达到二级海域和三级海域的排放标准，可直接排放。
本发明实现了油基和钻屑的分离，油基回收利用，钻屑达标排放，降低含油污泥的处理成本，避免了二次污染，具有处理量大、可移动、处理费用低、环境友好的特点。
附图说明
图1为本发明系统的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示的一种油基钻屑分离回收系统，包括料斗1、机械-水力空化装置2、旋流分离器3、气浮装置4、第一储液箱5、第二储液箱6、第三储液箱7、第一离心机8、第四储液箱9、第二离心机10。
料斗1上设有补充水水管，料斗1对应机械-水力空化装置2的进料口设置，机械-水力空化装置2包括机械空化反应器和水力空化反应器。机械-水力空化装置2的出液口与旋流分离器3的进料口连通，旋流分离器3的上部出液口与第二储液箱6连通，旋流分离器3的下部出液口与第一储液箱5连通。
第一储液箱5的出液口与第一离心机8连接，第一离心机8的泥水出口与第四储液箱9连通。第四储液箱9的出液口与第二离心机10连接，第二离心机10的出水口同时与第三储液箱7和补充水水管连通。
第二储液箱6上部设有出油口、下部出料口与气浮装置4的进料口连通，气浮装置4上部的出液口与第二储液箱6连通，下部的出液口与第三储液箱7连通。第三储液箱7上部通过轻相溢流管与第二储液箱6连通，第三储液箱7下部出水口通过管路将出水送回机械-水力空化装置2作为水力空化的动力进行循环，第三储液箱7的底部设有排水管，用于排出系统中多余的水。
该油基钻屑分离回收系统中的单元设备安装在20英尺的移动式集装箱内，提供移动式的解决方案。
下面提供一种利用该油基钻屑分离回收系统的方法，包括以下步骤：
(1)油基钻屑泥浆与补充水混合的混合物通过料斗1进入到机械-水力空化装置2中。
(2)上述混合物在机械-水力空化装置2中，在机械空化和水力空化的作用下，水在局部瞬间汽化和破裂(水力空化过程)，空化的强烈冲击波，打破了碳氢化合物(油)和固体间的结合力，使油从钻屑中提取出来。
(3)钻屑-泥-油-水混合物输送至旋流分离器3，离心分离，油-水混合物通过旋流分离器3上部出液口排出至第二储液箱6，钻屑-泥混合物通过旋流分离器3下部出液口排出至第一储液箱5，达到部分固液初分离的目的。
(4)第一储液箱5中的钻屑-泥混合物输送至第一离心机8进行离心分离，排出含油质量分数小于3％的钻屑，可直接排向二级海域和三级海域，泥水混合物输送至第四储液箱9。
(5)第四储液箱9中的泥水混合物输送至第二离心机10进行离心分离，排出含油泥浆进行回收利用，离心产生的水部分输送至第三储液箱7，另一部分作为补充水用于步骤(1)中与油基钻屑泥浆混合。
(6)第三储液箱7上层的轻油通过轻相溢流管溢流到第二储液箱6中，下层水体通过管路送回到机械-水力空化装置2中作为水力空化的动力循环利用。
(7)第二储液箱6中的油水混合物分层，上层油基通过出油口排出，下层水体通过第二储液箱6下部的出液口输送至气浮装置4。
(8)气浮装置4进行浮选并将上层浮油通过上部的出液口输送至第二储液箱6，下层的水通过下部的出液口输送至第三储液箱7。
该基钻屑分离回收系统和方法实现了油基和钻屑的分离，油基回收利用，钻屑达标排放，降低含油污泥的处理成本，避免了二次污染，具有处理量大、可移动、处理费用低、环境友好的特点。

Claims (9)

1.一种油基钻屑分离回收系统，包括料斗(1)、机械-水力空化装置(2)、旋流分离器(3)、气浮装置(4)、第一储液箱(5)、第二储液箱(6)、第三储液箱(7)、第一离心机(8)、第四储液箱(9)、第二离心机(10)，其特征在于：所述料斗(1)对应机械-水力空化装置(2)的进料口设置，所述机械-水力空化装置(2)的出液口与旋流分离器(3)的进料口连通，所述旋流分离器(3)的上部出液口与第二储液箱(6)连通，所述第二储液箱(6)上部设有出油口、下部出料口与气浮装置(4)的进料口连通，所述气浮装置(4)上部的出液口与第二储液箱(6)连通、下部的出液口与第三储液箱(7)连通，所述旋流分离器(3)的下部出液口与第一储液箱(5)连通，所述第一储液箱(5)的出液口与第一离心机(8)连接，所述第一离心机(8)的泥水出口与第四储液箱(9)连通，所述第四储液箱(9)的出液口与第二离心机(10)连接，所述第二离心机(10)的出水口与第三储液箱(7)连通，所述第三储液箱(7)上部通过轻相溢流管与第二储液箱(6)连通，所述第三储液箱(7)下部出水口通过管路将出水送回机械-水力空化装置(2)作为水力空化的动力进行循环。
2.根据权利要求1所述的一种油基钻屑分离回收系统，其特征在于：所述料斗(1)上设有补充水水管。
3.根据权利要求2所述的一种油基钻屑分离回收系统，其特征在于：所述第二离心机(10)的出水口通过管路同时与第三储液箱(7)和补充水水管连通。
4.根据权利要求1所述的一种油基钻屑分离回收系统，其特征在于：所述第三储液箱(7)的底部设有排水管。
5.根据权利要求1所述的一种油基钻屑分离回收系统，其特征在于：所述机械-水力空化装置(2)包括机械空化反应器和水力空化反应器。
6.根据权利要求1所述的一种油基钻屑分离回收系统，其特征在于：该油基钻屑分离回收系统中单元设备安装在移动式集装箱内。
7.一种利用权利要求1所述的油基钻屑分离回收系统的方法，包括以下步骤：
(1)油基钻屑泥浆与补充水混合的混合物通过料斗(1)进入到机械-水力空化装置(2)中；
(2)所述混合物在机械-水力空化装置(2)中依次通过机械空化作用和水力空化作用，对油从钻屑中进行提取；
(3)钻屑-泥-油-水混合物输送至旋流分离器(3)，离心分离，油-水混合物通过旋流分离器(3)上部出液口排出至第二储液箱(6)，钻屑-泥混合物通过旋流分离器(3)下部出液口排出至第一储液箱(5)；
(4)第一储液箱(5)中的钻屑-泥混合物输送至第一离心机(8)进行离心分离，排出含油质量分数小于3％的钻屑，泥水混合物输送至第四储液箱(9)；
(5)第四储液箱(9)中的泥水混合物输送至第二离心机(10)进行离心分离，排出含油泥浆，离心产生的水输送至第三储液箱(7)；
(6)第三储液箱(7)上层的轻油通过轻相溢流管溢流到第二储液箱(6)中，下层水体通过管路送回到机械-水力空化装置(2)中作为水力空化的动力循环利用；
(7)第二储液箱(6)中的油水混合物分层，上层油基通过出油口排出，下层水体通过第二储液箱(6)下部的出液口输送至气浮装置(4)；
(8)气浮装置(4)进行浮选并将上层浮油通过上部的出液口输送至第二储液箱(6)，下层的水通过下部的出液口输送至第三储液箱(7)。
8.根据权利要求7所述的一种油基钻屑分离回收方法，其特征在于：所述步骤(5)中排出的含油泥浆和步骤(7)中排出的油基回收利用。
9.根据权利要求7所述的一种油基钻屑分离回收方法，其特征在于：所述步骤(5)中离心产生的水一部分作为补充水与步骤(1)中的油基钻屑泥浆混合。
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