CN107235617A - 油气田含油泥浆岩屑处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田含油泥浆岩屑处理方法及设备。稀释含油泥浆岩屑成泥浆水，从泥浆水中分离出油，回收分离出的油，获得沉淀下来的泥浆岩屑及分离出油和泥浆岩屑后的污水，对沉淀下来的泥浆岩屑进行脱水处理，脱出的水为污水，固化已脱水的泥浆岩屑以能资源化利用，处理油泥水分离步骤及脱水步骤的污水至排放标准或能资源化利用，能回收油，泥浆岩屑能资源化，水也能资源化，变废为宝，具有极大的社会经济意义，避免环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在油气田的设备，尤其涉及一种油气田含油泥浆岩屑处理方法及设备。
背景技术
在油气田(油田+气田)钻井过程中需要使用泥浆来固化井壁和润滑钻头，该泥浆分为含油泥浆和不含油泥浆。不含油泥浆已在油田能得到较为完善的处理。含油泥浆在钻井中能起到润滑钻头的作用，该含油泥浆和钻井岩屑在钻井作业完毕后，废弃前必须进行处理。传统工艺是往泥浆中添加混凝剂，然后通过压滤机将油沉淀和混凝至固体污泥内，该污泥固化加大了资源化利用的难度，增加了处理成本，且造成了污染。
发明内容
本发明提供了油气田含油泥浆岩屑处理方法及设备，其克服了背景技术中含油泥浆岩屑处理的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：
油气田含油泥浆岩屑处理方法，包括：
(1)、稀释步骤，往含油泥浆岩屑中加水以稀释含油泥浆岩屑成泥浆水；
(2)、油泥水分离步骤，从泥浆水中分离出油，回收分离出的油，并获得沉淀下来的泥浆岩屑及分离出油和泥浆岩屑后的污水；
(3)、脱水步骤，对沉淀下来的泥浆岩屑进行脱水处理，脱出的水为污水；
(4)、固化步骤，固化已脱水的泥浆岩屑以能资源化利用；
(5)、污水处理步骤，处理油泥水分离步骤及脱水步骤的污水至排放标准或能资源化利用。
一实施例之中：将该污水处理步骤处理后的水加入稀释步骤中的含油泥浆岩屑以稀释含油泥浆岩屑。
一实施例之中：该稀释步骤中，还包括搅拌泥浆水步骤。
一实施例之中：该油泥水分离步骤包括：
(21)、加热泥浆水；
(22)、泥浆水流入分离塔，分离塔内的电气浮装置产生的微气泡带动油上升到污水液面，污水液面的油被微气泡撇入设在分离塔上开口周围的导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉淀至分离塔底部，污水被送至污水处理步骤进行处理。
一实施例之中：该污水处理步骤输出的水和在稀释步骤后往分离塔方向流入的泥浆水进行热交换以预热泥浆水。
一实施例之中：该脱水步骤包括：
(31)、离心脱水步骤，采用离心方式脱水，脱出的水为污水被送至污水处理步骤进行处理；
(32)、混凝加药步骤，往脱水后的泥浆岩屑中加入混凝药；
(33)、物化沉淀澄清步骤，往加入混凝药后的泥浆岩屑中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使其物化沉淀实现澄清；
该固化步骤包括：
(41)、污泥浓缩步骤，浓缩(33)物化沉淀澄清步骤沉淀的泥浆岩屑；
(42)、污泥压滤步骤，采用压滤机压滤浓缩后的泥浆岩屑成泥饼。
一实施例之中：该污水处理步骤包括：
(51)、电絮凝步骤，污水被送入电絮凝容器，该电絮凝容器内设有第一电极组，第一电极组获得电能，污水中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；
(52)、电催化氧化步骤，产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化；
(53)、物化沉淀澄清步骤，往污水内加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使污水物化沉淀实现澄清。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：
油气田含油泥浆岩屑处理设备，其特征在于：包括：
稀释装置，包括一稀释容器、一接通稀释容器的泥浆岩屑输出输入装置、一接通稀释容器以添加新水的进水装置和一装接在稀释容器的搅拌装置，用于稀释含油泥浆岩屑成泥浆水；
油泥水分离装置，包括分离塔、导油槽和电气浮装置，该导油槽固设在分离塔上开口周围，该分离塔设有分离进水口、设在分离塔底部的排泥口和分离出水口，该电气浮装置设在分离塔内以能产生微气泡，该分离进水口接通稀释容器，该电气浮装置产生的微气泡带动泥浆水中的油上升至水面，水面的油被微气泡撇入导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉降至分离塔底层并被送至脱水装置的离心机；
脱水装置，包括一连接油泥水分离装置的排泥口的离心机、一连接离心机的混凝加药装置和一连接混凝加药装置的第一物化沉淀澄清装置；
固化装置，包括一连接第一物化沉淀澄清装置的污泥浓缩地和一连接污泥浓缩地的污泥压滤机；
污水处理装置，连接分离塔和离心机。
一实施例之中：该污水处理装置包括：
电絮凝装置，包括电絮凝容器和设在电絮凝容器内的第二电极组，电絮凝容器接通分离塔和离心机，第二电极组获得电能，液中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；
第二物化沉淀澄清装置，连接电絮凝容器；
电催化氧化装置，包括处理容器和设在处理容器内的电催化氧化装置，该处理容器接通第二物化沉淀澄清装置，该电催化氧化装置产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化。
一实施例之中：第一物化沉淀澄清装置，包括第一澄清容器和第一加药装置，该第一澄清容器连接混凝加药装置，该第一加药装置连接第一澄清容器以能往第一澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种；
第二物化沉淀澄清装置，包括第二澄清容器和第二加药装置，该第二澄清容器接通电絮凝容器，该第二加药装置连接第二澄清容器以能往第二澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
稀释含油泥浆岩屑成泥浆水，从泥浆水中分离出油，回收分离出的油，获得沉淀下来的泥浆岩屑及分离出油和泥浆岩屑后的污水，对沉淀下来的泥浆岩屑进行脱水处理，脱出的水为污水，固化已脱水的泥浆岩屑以能资源化利用，处理油泥水分离步骤及脱水步骤的污水至排放标准或能资源化利用，能回收油，泥浆岩屑能资源化，水也能资源化，变废为宝，具有极大的社会经济意义，避免环境污染。
先加热泥浆水再实现油泥水分离，分离效果好，提高油回收率，提高分离效率。
该脱水步骤包括离心脱水步骤、混凝加药步骤、物化沉淀澄清步骤、污泥浓缩步骤、污泥压滤步骤，能实现泥浆岩屑无害化资源化，水无害化资源化。
污水处理步骤包括电絮凝步骤、电催化氧化步骤、物化沉淀澄清步骤，能处理污水至无害化，达到排放标准，成本低，避免环境污染。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是油气田含油泥浆岩屑处理方法的示意图。
图2是油气田含油泥浆岩屑处理设备的示意图。
具体实施方式
请查阅图1，油气田含油泥浆岩屑处理方法，包括：
(1)、稀释步骤，往含油泥浆岩屑中加水以稀释含油泥浆岩屑成泥浆水，并搅拌泥浆水至充分搅拌，以使之均匀和顺利输送至下段工序。其中：稀释倍数视泥浆稠度而定一般为2至10倍，即质量比为2-10倍。
(2)、油泥水分离步骤，从泥浆水中分离出油，回收分离出的油，并获得沉淀下来的泥浆岩屑及分离出油和泥浆岩屑后的污水；
(3)、脱水步骤，对沉淀下来的泥浆岩屑进行脱水处理，脱出的水为污水；
(4)、固化步骤，固化已脱水的泥浆岩屑以能资源化利用；
(5)、污水处理步骤，处理油泥水分离步骤及脱水步骤的污水至排放标准或能资源化利用，可将部分处理后的水加入稀释步骤中的含油泥浆岩屑以稀释含油泥浆岩屑，一方面，实现部分水回收利用，又减少水外排量，环保，另一方面，该处水带有部分热量，减少油泥水分离前的加热能量。
一具体实施方式之中：该油泥水分离步骤包括：
(21)、加热泥浆水，最好，该加热包括预热和加热两步骤，该预热步骤如为：该污水处理步骤输出的水和在稀释步骤后往分离塔方向流入的泥浆水进行热交换以预热泥浆水，以降低能耗，降低成本；该加热步骤为加热已预热的泥浆水；最好将泥浆水加热至60-95度。
(22)、泥浆水流入分离塔，分离塔内的电气浮装置产生的微气泡带动油上升到污水液面，污水液面的油被微气泡撇入设在分离塔上开口周围的导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉淀至分离塔底部，污水被送至污水处理步骤进行处理。
一具体实施方式之中：该脱水步骤包括：
(31)、离心脱水步骤，采用离心方式脱水，脱出的水为污水被送至污水处理步骤进行处理；
(32)、混凝加药步骤，往脱水后的泥浆岩屑中加入混凝药；
(33)、物化沉淀澄清步骤，往加入混凝药后的泥浆岩屑中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使其物化沉淀实现澄清，该絮凝剂如氢氧化铁；
该固化步骤包括：
(41)、污泥浓缩步骤，浓缩(33)物化沉淀澄清步骤沉淀的泥浆岩屑，浓缩池污泥静置后分离出的上层水为污水，被送至污水处理步骤进行处理，分离出上层水即实现浓缩；
(42)、污泥压滤步骤，采用压滤机压滤浓缩后的泥浆岩屑成泥饼，压滤产生的压滤水为污水，被送至污水处理步骤进行处理。
一具体实施方式之中：该污水处理步骤包括：
(51)、电絮凝步骤，污水被送入电絮凝容器，该电絮凝容器内设有第一电极组，第一电极组获得电能，污水中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；
(52)、电催化氧化步骤，产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化；
(53)、物化沉淀澄清步骤，往污水内加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使污水物化沉淀实现澄清，该絮凝剂如氢氧化铁。
请查阅图2，油气田含油泥浆岩屑处理设备，包括稀释装置10、油泥水分离装置20、
稀释装置10，包括一稀释容器、一接通稀释容器用以送入泥浆岩屑的泥浆岩屑输出输入装置、一接通稀释容器以添加新水的进水装置和一装接在稀释容器的搅拌装置，进水装置加水以稀释含油泥浆岩屑成泥浆水；
油泥水分离装置20，包括分离塔、导油槽和电气浮装置，该导油槽固设在分离塔上开口周围，该分离塔设有分离进水口、设在分离塔底部的排泥口和分离出水口，该电气浮装置设在分离塔内以能产生微气泡，该分离进水口接通稀释容器，该电气浮装置产生的微气泡带动泥浆水中的油上升至水面，水面的油被微气泡撇入导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉降至分离塔底层并被送至脱水装置的离心机；
脱水装置30，包括一连接油泥水分离装置的排泥口的离心机31、一连接离心机的混凝加药装置32和一连接混凝加药装置的第一物化沉淀澄清装置33；
固化装置40，包括一连接第一物化沉淀澄清装置的污泥浓缩地41和一连接污泥浓缩地的污泥压滤机42；
污水处理装置50，连接分离塔和离心机。
一具体实施方式中：该污水处理装置50包括：
电絮凝装置51，包括电絮凝容器和设在电絮凝容器内的第二电极组，电絮凝容器接通分离塔和离心机，第二电极组获得电能，液中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；该电絮凝装置的结构可参照本申请人在先申请的《用于污水处理的电絮凝装置及方法》。
第二物化沉淀澄清装置52，连接电絮凝容器；
电催化氧化装置53，包括处理容器和设在处理容器内的电催化氧化装置，该处理容器接通第二物化沉淀澄清装置，该电催化氧化装置产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化。
该第一物化沉淀澄清装置，包括第一澄清容器和第一加药装置，该第一澄清容器连接混凝加药装置，该第一加药装置连接第一澄清容器以能往第一澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，以实现沉淀澄清；根据需要，还包括一设在第一澄清容器内的第三搅拌装置，通过第三搅拌装置实现搅拌。该第二物化沉淀澄清装置，包括第二澄清容器和第二加药装置，该第二澄清容器接通电絮凝容器，该第二加药装置连接第二澄清容器以能往第二澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，以实现沉淀澄清。根据需要，还包括一设在第二澄清容器内的第二搅拌装置，通过第一搅拌装置实现搅拌。
该油泥水分离装置20具体结构如：包括分离塔、导油槽、电气浮装置和存油装置，该导油槽固设在分离塔上开口周围，该分离塔设有分离进水口和分离出水口，该电气浮装置设在分离塔内以能产生微气泡，该泥浆水通过分离进水口流入分离塔，该电气浮装置产生的微气泡带着混合在泥浆水内的微细油株升浮到液面，液面的油被微气泡撇入导油槽内以处理回收，该分离出水口接通稀释容器。具体结构中：该导油槽固设在分离塔上开口周围以包围分离塔上开口。本实施例之中：该导油槽如包括一固接在分离塔塔身周围的环壁和一由环壁外周缘向上延伸的外周壁，该分离塔塔身、环壁、外周壁间构成导油槽，且外周壁上端口位于分离塔的塔身上端口之上。导入导油槽的油所带出的水份由电泵将水抽排到下一工段(污水处理装置内)待处理。该分离进水口可为设在分离塔器壁的中部，也可为包括进液管，进液管至上往下插入分离塔内的液体内，进液管下端口位于塔内的液体的液面之下。根据需要，还可包括通风装置，通风装置设在分离塔顶部以加速气体排出。其中：导油槽接通存油装置，油进入导油槽并流到设在设备外的存油装置(如桶、罐、槽、地管等)。根据需要，该分离塔底部设置成锥形沉降面，以便于沉淀，以便收集沉淀下来的泥浆岩屑。所述电气浮装置，包括微气泡电性发生装置和助浮空气微泡发生器。
该电催化氧化装置具体结构如：包括处理容器和设在处理容器内的电催化氧化装置，该处理容器接通第二澄清容器出水口，该电催化氧化装置产生电催化氧化反应，以产生.OH羟基自由基(.OH离子)，.OH羟基自由基破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化，以将污水通过电催化氧化反应降解至要求的指标，以能直接外排或加入稀释容器。根据需要，还可包括排气通风器，该排气通风器设在处理容器顶部，以实现通风，排出反应过程中产生的气体。根据需要，还可包括排出表层浮油的排油管道，该排油管道接通处理容器，对应污水液面，以排出浮于液面的浮油。根据需要，可设置一组或多组串联布置，使液体依序经过多组电催化氧化装置。
该电絮凝装置内的第一电极组包括二采用不溶性金属材料制成的电极篮，该电极篮开设有网眼，该二电极篮分别能导电连接电源正负极，该电极篮用于放置能电解为电极离子的电极颗粒；其中：所述电极篮获得电能，电极颗粒电解为电极离子。
根据需要，处理容器和稀释容器之间设有输送管道及连接输送管道的水泵，用于将处理容器处理后的水输送到稀释容器。
还可包括电控系统，控制连接油泥水分离装置20、离心机31、混凝加药装置32、第一物化沉淀澄清装置33、污泥压滤机42、电絮凝装置51、第二物化沉淀澄清装置52和电催化氧化装置53，用于实现泥浆水在各工艺装置间的停留，反应时间、抽排、通风等工作的自动控制。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：包括：
(1)、稀释步骤，往含油泥浆岩屑中加水以稀释含油泥浆岩屑成泥浆水；
(2)、油泥水分离步骤，从泥浆水中分离出油，回收分离出的油，并获得沉淀下来的泥浆岩屑及分离出油和泥浆岩屑后的污水；
(3)、脱水步骤，对沉淀下来的泥浆岩屑进行脱水处理，脱出的水为污水；
(4)、固化步骤，固化已脱水的泥浆岩屑以能资源化利用；
(5)、污水处理步骤，处理油泥水分离步骤及脱水步骤的污水至排放标准或能资源化利用。
2.根据权利要求1所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：将该污水处理步骤处理后的水加入稀释步骤中的含油泥浆岩屑以稀释含油泥浆岩屑。
3.根据权利要求1所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：该稀释步骤中，还包括搅拌泥浆水步骤。
4.根据权利要求1所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：该油泥水分离步骤包括：
(21)、加热泥浆水；
(22)、泥浆水流入分离塔，分离塔内的电气浮装置产生的微气泡带动油上升到污水液面，污水液面的油被微气泡撇入设在分离塔上开口周围的导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉淀至分离塔底部，污水被送至污水处理步骤进行处理。
5.根据权利要求4所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：该污水处理步骤输出的水和在稀释步骤后往分离塔方向流入的泥浆水进行热交换以预热泥浆水。
6.根据权利要求1所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：
该脱水步骤包括：
(31)、离心脱水步骤，采用离心方式脱水，脱出的水为污水被送至污水处理步骤进行处理；
(32)、混凝加药步骤，往脱水后的泥浆岩屑中加入混凝药；
(33)、物化沉淀澄清步骤，往加入混凝药后的泥浆岩屑中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使其物化沉淀实现澄清；
该固化步骤包括：
(41)、污泥浓缩步骤，浓缩(33)物化沉淀澄清步骤沉淀的泥浆岩屑；
(42)、污泥压滤步骤，采用压滤机压滤浓缩后的泥浆岩屑成泥饼。
7.根据权利要求1所述的油气田含油泥浆岩屑处理方法，其特征在于：该污水处理步骤包括：
(51)、电絮凝步骤，污水被送入电絮凝容器，该电絮凝容器内设有第一电极组，第一电极组获得电能，污水中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；
(52)、电催化氧化步骤，产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化；
(53)、物化沉淀澄清步骤，往污水内加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种，使污水物化沉淀实现澄清。
8.油气田含油泥浆岩屑处理设备，其特征在于：包括：
稀释装置，包括一稀释容器、一接通稀释容器的泥浆岩屑输出输入装置、一接通稀释容器以添加新水的进水装置和一装接在稀释容器的搅拌装置，用于稀释含油泥浆岩屑成泥浆水；
油泥水分离装置，包括分离塔、导油槽和电气浮装置，该导油槽固设在分离塔上开口周围，该分离塔设有分离进水口、设在分离塔底部的排泥口和分离出水口，该电气浮装置设在分离塔内以能产生微气泡，该分离进水口接通稀释容器，该电气浮装置产生的微气泡带动泥浆水中的油上升至水面，水面的油被微气泡撇入导油槽内以处理回收，泥浆岩屑沉降至分离塔底层并被送至脱水装置的离心机；
脱水装置，包括一连接油泥水分离装置的排泥口的离心机、一连接离心机的混凝加药装置和一连接混凝加药装置的第一物化沉淀澄清装置；
固化装置，包括一连接第一物化沉淀澄清装置的污泥浓缩地和一连接污泥浓缩地的污泥压滤机；
污水处理装置，连接分离塔和离心机。
9.根据权利要求8所述的油气田含油泥浆岩屑处理设备，其特征在于：该污水处理装置包括：
电絮凝装置，包括电絮凝容器和设在电絮凝容器内的第二电极组，电絮凝容器接通分离塔和离心机，第二电极组获得电能，液中电解析出.OH离子，并获得电极离子，既使污水产生降解氧化反应，又使.OH离子和电极离子化合成絮凝剂，絮凝剂与污水发生絮凝反应而将污水中有害物质絮凝成絮，进而沉淀以备处理；
第二物化沉淀澄清装置，连接电絮凝容器；
电催化氧化装置，包括处理容器和设在处理容器内的电催化氧化装置，该处理容器接通第二物化沉淀澄清装置，该电催化氧化装置产生电催化氧化反应，以产生.OH离子，.OH离子破坏和打断污水中有害物的大分子结构而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而实现无害化。
10.根据权利要求9所述的油气田含油泥浆岩屑处理设备，其特征在于：
第一物化沉淀澄清装置，包括第一澄清容器和第一加药装置，该第一澄清容器连接混凝加药装置，该第一加药装置连接第一澄清容器以能往第一澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种；
第二物化沉淀澄清装置，包括第二澄清容器和第二加药装置，该第二澄清容器接通电絮凝容器，该第二加药装置连接第二澄清容器以能往第二澄清容器中加入絮凝剂和混凝剂中的至少一种。
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