CN108756791B - 一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，包括固控系统、分离装置、输送装置和加热装置，废弃泥浆经固控系统固液分离、经输送系统输送至立式螺旋过滤离心机进行分离，加热装置对卧式螺旋沉降离心机进行处理的液相进行加热后再处理。本发明的有益效果是：在不添加任何化学药剂的情况下对废弃油基泥浆进行再次脱油脱水处理，回收废弃泥浆中的液相部分，且处理后液相密度可降至1.0~1.2g/cm3，固相中的含油率较低，处理后液相可完全回用，降低钻井废弃油基泥浆的无害化处理成本；加热装置可对两级卧式螺旋沉降离心机任一入口物料加热，可实现多功能配置，可依据废弃油基泥浆物料特性、处理难易程度选择不同的处理装置。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井过程中污染物的处理技术，特别是一种能够从钻井废弃油基泥浆和含油钻屑中，回收可供钻井工程回用的油基泥浆回用处理装置。
背景技术
钻井油基泥浆主要由液相、固相和化学添加剂组成的多相稳定悬浮液体系，液相以柴油、白油、生物油、矿物油、合成油为基油添加油田化学剂；固相包括膨润土、重晶石粉、破碎的岩屑等。钻井过程中产生的废弃油基泥浆包括固控系统固液分离出的含油钻屑、完井清罐底泥、固井、堵漏返排液等废弃油基泥浆。废弃油基泥浆颗粒分布广，约2μm～2000μm，含油量约15～40% ，成分复杂，处理难度大，回收价值高。
目前，废弃油基泥浆常规方法包括微生物代谢降解法、热解法、焚烧法、化学清洗法等。微生物代谢降解法利用微生物的新陈代谢分解低含油固相油类物质，但微生物的新陈代谢周期通常较长，同时油中芳烃含量较高，具有显著的生物毒性，对微生物的代谢具有显著的抑制作用，微生物新陈代谢是将油类物质代谢分解，不利于油类物质回收资源化利用。热解法利用绝氧热解分离，要保证氧加热到500-1000℃，设备投资大，耗能大。焚烧法通过将其和燃料配合燃烧，实现油基泥浆污染的去除，但其处理成本较高，同时可能带来二次污染。化学清洗法利用乳化溶解分离，破乳回收油相，但处理过程需消耗溶剂水，会产生含有污水，形成二次污染。
公告号为CN103643910B公开了一种废弃油基泥浆中泥浆及柴油基的回收装备，利用过滤-离心沉降耦合工艺回收油基泥浆，分离的底油固相通过浸取-蒸脱设备实现采油机的回收，但是经该技术处理后液相密度较高，约1.3～1.6g/cm3，固相含油率较高，增加了后续固相处理能耗及二次污染，无法满足钻井商提出的钻井液回用密度为1.2g/cm3及以下。
其次是在钻井过程中产生的废弃液的处理难易程度与钻井深度和地质层有关，钻井中期和后期产生的废弃液较钻井前期产生的废弃液难处理，因此单一功能的处理装置难以满足处理的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，包括固控系统、分离装置、输送装置和加热装置，其特征在于：所述分离装置包括立式螺旋过滤离心机、第一级卧式螺旋沉降离心机和第二级卧式螺旋沉降离心机，所述井口返回泥浆经固控系统固液分离出的含油钻屑经过输送装置输送至立式螺旋过滤离心机，立式螺旋过滤离心机液相出口与中转罐隔仓I和中转罐隔仓II连接，中转罐隔仓I的出口与第一级卧式螺旋沉降离心机的入口连接，中转罐隔仓II的出口与第二级卧式螺旋沉降离心机的入口连接，卧式螺旋沉降离心机的液相出口与缓冲罐入口连接，加热装置对中转罐隔仓I和中转罐隔仓II中的物料加热，缓冲罐的出口与系统循环罐入口连接，所述分离装置、输送装置和加热装置与控制系统装置连接，所述控制系统装置安装在罐体侧的防爆控制箱内。
优选的，所述的固控系统包括高架槽、沉砂仓、振动筛、清洁一体机和离心机，所述振动筛、清洁一体机和离心机置于固控罐面，井口返回泥浆经高架槽进入振动筛，所述振动筛由两台或三台组成两联或三联振动筛，所述振动筛、清洁一体机和离心机对井口返回泥浆进行固液分离。
优选的，所述的输送装置包括螺旋输送机I、岩屑上料泵和螺旋输送机II，所述的螺旋输送机I为岩屑上料泵的上料口，所述岩屑上料泵可用螺旋输送机代替。
优选的，所述的中转罐、缓冲罐和系统循环罐上安装有搅拌器、液位控制器、输送泵和照明设备等附件，所述搅拌器、液位控制器、输送泵和照明设备等附件与控制系统装置连接。
优选的，所述的立式螺旋过滤离心机转速可在600~1500r/min范围内变频调速或设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，立式螺旋过滤离心机分离出的固相经螺旋输送机II输送至钻屑箱I，螺旋输送机II上的滤饼输送方式为全密封型。
优选的，所述第一级卧式螺旋沉降离心机转速可在分离因素1000~3200的范围内变频调速，所述第二级卧式螺旋沉降离心机在分离因素为1500~4000范围内实现变频调速。
优选的，所述的中转罐隔仓包括中转罐隔仓I和中转罐隔仓II，所述加热装置可对两级卧式螺旋沉降离心机任一入口物料进行加热。
优选的，所述的卧式螺旋沉降离心机包括第一级卧式螺旋沉降离心机和第二级卧式螺旋沉降离心机，所述的第一级卧式螺旋沉降离心机的固相出口与钻屑箱II连接，所述第二级卧式螺旋沉降离心机的固相出口与钻屑箱III连接。
优选的，所述的立式螺旋过滤离心机、第一级卧式螺旋沉降离心机和第二级卧式螺旋沉降离心机与控制系统装置的防爆变频控制柜连接。
优选的，所述的罐体侧为中转罐体体侧、缓冲罐体体侧或系统循环罐体体侧。
本发明具有以下优点：
1、在不添加任何化学药剂的情况下对废弃油基泥浆进行再次脱油脱水处理，回收废弃泥浆中的液相部分，且处理后液相密度可降至1.0~1.2g/cm3，固相中的含油率较低，处理后液相可完全回用，实现了钻井废弃油基泥浆的无害化处理；
2、加热装置可对两级卧式螺旋沉降离心机任一入口物料加热，可实现多功能配置，可依据废弃油基泥浆物料特性、处理难易程度选择不同的处理装置。
附图说明
图1 为本发明结构的示意图；
图中，1-高架槽，2-振动筛，3-清洁一体机，4-离心机，5-螺旋输送机I，6-岩屑上料泵，7-立式螺旋过滤离心机，8-螺旋输送机II，9-钻屑箱I，10-加热装置，11-中转罐隔仓I，12-钻屑箱II，13-第一级卧式螺旋沉降离心机，14-中转罐隔仓II，15-钻屑箱III，16-第二级卧式螺旋沉降离心机，17-缓冲罐，18-系统循环罐，19-沉砂仓。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定的发明的有益目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对根据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例，此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可有任何合适形式组合：
如图1所示，一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，包括固控系统、分离装置、输送装置和加热装置，其特征在于：所述分离装置包括立式螺旋过滤离心机7、第一级卧式螺旋沉降离心机13和第二级卧式螺旋沉降离心机16，所述井口返回泥浆经固控系统固液分离出的含油钻屑经过输送装置输送至立式螺旋过滤离心机7，立式螺旋过滤离心机7分离出的液相出口与中转罐隔仓I11和中转罐隔仓II14连接，中转罐隔仓I11的出口与第一级卧式螺旋沉降离心机13的入口连接，中转罐隔仓II14的出口与第二级卧式螺旋沉降离心机16的入口连接，卧式螺旋沉降离心机的液相出口与缓冲罐17入口连接，加热装置10对中转罐隔仓I11和中转罐隔仓II14中的物料加热，缓冲罐17的出口与系统循环罐18入口连接，所述分离装置、输送装置和加热装置10与控制系统装置连接，所述控制系统装置安装在罐体侧的防爆控制箱内。
做为可选的实施方式，所述的固控系统包括高架槽1、沉砂仓19、振动筛2、清洁一体机3和离心机4，所述振动筛2、清洁一体机3和离心机4置于固控罐面，井口返回泥浆经高架槽1进入振动筛2，所述振动筛2由两台或三台组成两联或三联振动筛，所述振动筛2、清洁一体机3和离心机4对井口返回泥浆进行固液分离。
做为可选的实施方式，所述的输送装置包括螺旋输送机I5、岩屑上料泵6和螺旋输送机II8，所述的螺旋输送机I5为岩屑上料泵6的上料口，所述岩屑上料泵6可用螺旋输送机代替。
做为可选的实施方式，所述的中转罐、缓冲罐17和系统循环罐18上安装有搅拌器、液位控制器、输送泵和照明设备等附件，所述搅拌器、液位控制器、输送泵和照明设备等附件与控制系统装置连接。
做为可选的实施方式，所述的立式螺旋过滤离心机7转速可在600~1500r/min范围内变频调速或设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，立式螺旋过滤离心机7分离出的固相经螺旋输送机II8输送至钻屑箱I9，螺旋输送机II8上的滤饼输送方式为全密封型。
做为可选的实施方式，所述第一级卧式螺旋沉降离心机13转速可在分离因素1000~3200的范围内变频调速，所述第二级卧式螺旋沉降离心机16在分离因素为1500~4000范围内实现变频调速。
做为可选的实施方式，所述的中转罐隔仓包括中转罐隔仓I11和中转罐隔仓II14，所述加热装置10可对两级卧式螺旋沉降离心机任一入口物料进行加热。
做为可选的实施方式，所述的卧式螺旋沉降离心机包括第一级卧式螺旋沉降离心机13和第二级卧式螺旋沉降离心机16，所述的第一级卧式螺旋沉降离心机13的固相出口与钻屑箱II12连接，所述第二级卧式螺旋沉降离心机16的固相出口与钻屑箱III15连接。
做为可选的实施方式，所述的立式螺旋过滤离心机7、第一级卧式螺旋沉降离心机13和第二级卧式螺旋沉降离心机16与控制系统装置的防爆变频控制柜连接。
做为可选的实施方式，所述的罐体侧为中转罐体体侧、缓冲罐17体体侧或系统循环罐18体体侧。
具体实施例1：钻井废弃油基泥浆回用装置处理钻井前期产生的废弃泥浆
井口返回泥浆经高架槽1依次由振动筛2，清洁一体机3和离心机4进行固液分离，控制系统装置控制螺旋输送机I5将由固控系统分离出的含油钻屑输送至岩屑上料泵6，含油钻屑从岩屑上料泵6的出口泵入立式螺旋过滤离心机7，含油钻屑从立式螺旋过滤离心机7的入口进入，立式螺旋过滤离心机7转速在600~1500r/min范围内变频调速设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，过滤后液相密度为1.5~2.1g/cm3，控制系统装置控制立式螺旋过滤离心机7进行固液分离，过滤后得到的液相经过输送管道输送至中转罐隔仓I11，当中转罐中的液位达到中转罐隔仓中的液位控制器时，控制系统装置控制岩屑上料泵6停止工作，经立式螺旋过滤离心机7分离出的滤饼以全密封型的方式通过螺旋输送机II8输送至钻屑箱I9，控制系统装置控制中转罐隔仓I11中的搅拌器对中转罐隔仓I11中的液相进行搅拌，控制系统装置控制加热装置10对中转罐隔仓I11中的液相进行加热，当温度加热至30~90℃时（由于该温度范围内可有效降低物料粘度50~70%，同时也满足离心机工作的许用温度），控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓I11中的液相输送至第一级卧式螺旋沉降离心机13进行处理，分离后的液相密度为可降至1.0~1.2g/cm3，分离后的固相输送至钻屑箱II12，分离后的液相输送至缓冲罐17，控制系统装置控制输送泵将缓冲罐17中的液相输送至系统循环罐18，当缓冲罐17中的液位达到缓冲罐17中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作；缓冲罐17向系统循环罐18供液，以供再次使用，当系统循环罐18中的液位达到系统循环罐18中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作。
具体实施例2：钻井废弃油基泥浆回用装置处理钻井中期产生的废弃泥浆
井口返回泥浆经高架槽1依次由振动筛2，清洁一体机3和离心机4进行固液分离，控制系统装置控制螺旋输送机I5将由固控系统分离出的含油钻屑输送至岩屑上料泵6或螺旋输送机，含油钻屑从岩屑上料泵6的出口泵入立式螺旋过滤离心机7，含油钻屑从立式螺旋过滤离心机7的入口进入，立式螺旋过滤离心机7转速在600~1500r/min范围内变频调速设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，过滤后液相密度为1.5~2.1g/cm3，控制系统装置控制立式螺旋过滤离心机7进行固液分离，过滤后得到的液相经过输送管道输送至中转罐隔仓I11，当中转罐隔仓I11中的液位达到中转罐隔仓I11中的液位控制器时，控制系统装置控制岩屑上料泵6停止工作，经立式螺旋过滤离心机7分离出的滤饼以全密封型的方式通过螺旋输送机II8输送至钻屑箱I9，控制系统装置控制中转罐隔仓I11中的搅拌器对中转罐隔仓I11中的液相进行搅拌，控制系统装置控制加热装置10对中转罐隔仓I11中的液相进行加热，当温度加热至30~90℃时（由于该温度范围内可有效降低物料粘度50~70%，同时也满足离心机工作的许用温度），控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓II14中的液相输送至第二级卧式螺旋沉降离心机16进行处理，处理后液相密度降至1.0~1.2g/cm3，分离后的固相输送至钻屑箱III15，分离后的液相输送至缓冲罐17，当缓冲罐17中的液位达到缓冲罐17中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作；缓冲罐17向系统循环罐18供液，以供再次使用，当系统循环罐18中的液位达到系统循环罐18中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作。
具体实施例3：钻井废弃油基泥浆回用装置处理钻井后期产生的废弃泥浆
井口返回泥浆经高架槽1依次由振动筛2，清洁一体机3和离心机4进行固液分离，控制系统装置控制螺旋输送机I5将由固控系统分离出的含油钻屑输送至岩屑上料泵6或螺旋输送机，含油钻屑从岩屑上料泵6的出口泵入立式螺旋过滤离心机7，含油钻屑从立式螺旋过滤离心机7的入口进入，立式螺旋过滤离心机7转速在600~1500r/min范围内变频调速设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，过滤后液相密度为1.5~2.1g/cm3，控制系统装置控制立式螺旋过滤离心机7进行固液分离，过滤后得到的液相经过输送管道输送至中转罐隔仓I11，当中转罐隔仓I11中的液位达到中转罐隔仓I11中的液位控制器时，控制系统装置控制岩屑上料泵6停止工作，经立式螺旋过滤离心机7分离出的滤饼以全密封型的方式通过螺旋输送机II8输送至钻屑箱I9，控制系统装置控制中转罐隔仓I11中的搅拌器对中转罐隔仓I11中的液相进行搅拌，控制系统装置控制加热装置10对中转罐隔仓I11中的液相进行加热，当温度加热至30~90℃时（由于该温度范围内可有效降低物料粘度50~70%，同时也满足离心机工作的许用温度），控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓I11中的液相输送至第一级卧式螺旋沉降离心机14进行处理，分离后的液相密度为1.3~1.6g/cm3，分离后的固相输送至钻屑箱II12，分离后的液相输送至中转罐隔仓II14，当中转罐中的液位达到中转罐中的液位控制器时，控制系统装置控制岩屑上料泵6停止工作，控制系统装置控制中转罐隔仓II14中的搅拌器对中转罐隔仓II14中的液相进行搅拌，控制系统装置控制加热装置10对中转罐隔仓II14中的液相进行加热，当温度加热至30~90℃时，控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓II14中的液相输送至第二级卧式螺旋沉降离心机16进行处理，处理后液相密度降至1.0~1.2 g/cm3，分离后的固相输送至钻屑箱III15，分离后的液相输送至缓冲罐17，当缓冲罐17中的液位达到缓冲罐17中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作；缓冲罐17向系统循环罐18供液，以供再次使用，当系统循环罐18中的液位达到系统循环罐18中的液位控制器时，控制系统装置控制输送泵停止工作。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，包括固控系统、分离装置、输送装置和加热装置，其特征在于：所述分离装置包括立式螺旋过滤离心机（7）、第一级卧式螺旋沉降离心机（13）和第二级卧式螺旋沉降离心机（16），井口返回泥浆经固控系统固液分离出的含油钻屑经过输送装置输送至立式螺旋过滤离心机（7），立式螺旋过滤离心机（7）的液相出口与中转罐隔仓I（11）和中转罐隔仓II（14）连接，中转罐隔仓I（11）的出口与第一级卧式螺旋沉降离心机（13）的入口连接，中转罐隔仓II（14）的出口与第二级卧式螺旋沉降离心机（16）的入口连接，卧式螺旋沉降离心机的液相出口与缓冲罐（17）入口连接，加热装置（10）对中转罐隔仓I（11）和中转罐隔仓II（14）中的物料加热，缓冲罐（17）的出口与系统循环罐（18）入口连接，所述分离装置、输送装置和加热装置（10）与控制系统装置连接，控制系统装置安装在罐体侧的防爆控制箱内；
所述的输送装置包括螺旋输送机I（5）、岩屑上料泵（6）和螺旋输送机II（8），所述的螺旋输送机I（5）为岩屑上料泵（6）的上料口；
所述第一级卧式螺旋沉降离心机（13）转速在分离因素1000~3200的范围内变频调速，所述第二级卧式螺旋沉降离心机（16）在分离因素为1500~4000范围内实现变频调速；
所述的第一级卧式螺旋沉降离心机（13）的固相出口与钻屑箱II（12）连接，所述第二级卧式螺旋沉降离心机（16）的固相出口与钻屑箱III（15）连接；
钻井废弃油基泥浆回用装置处理钻井前期产生的废弃泥浆，具体步骤如下：
井口返回泥浆经高架槽（1）依次由振动筛（2），清洁一体机（3）和离心机（4）进行固液分离，控制系统装置控制螺旋输送机I（5）将由固控系统分离出的含油钻屑输送至岩屑上料泵（6），含油钻屑从岩屑上料泵（6）的出口泵入立式螺旋过滤离心机（7），含油钻屑从立式螺旋过滤离心机（7）的入口进入，立式螺旋过滤离心机（7）转速在600~1500r/min范围内变频调速设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，过滤后液相密度为1.5~2.1g/cm3，控制系统装置控制立式螺旋过滤离心机（7）进行固液分离，过滤后得到的液相经过输送管道输送至中转罐隔仓I（11）；
控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓I（11）中的液相输送至第一级卧式螺旋沉降离心机（13）进行处理，分离后的固相输送至钻屑箱II（12），分离后的液相输送至缓冲罐（17），控制系统装置控制输送泵将缓冲罐（17）中的液相输送至系统循环罐（18）；
钻井废弃油基泥浆回用装置处理钻井后期产生的废弃泥浆，具体步骤如下：
井口返回泥浆经高架槽（1）依次由振动筛（2），清洁一体机（3）和离心机（4）进行固液分离，控制系统装置控制螺旋输送机I（5）将由固控系统分离出的含油钻屑输送至岩屑上料泵（6），含油钻屑从岩屑上料泵（6）的出口泵入立式螺旋过滤离心机（7），含油钻屑从立式螺旋过滤离心机（7）的入口进入，立式螺旋过滤离心机（7）转速在600~1500r/min范围内变频调速设置为定转速，滤网规格为0.1~1mm，过滤后液相密度为1.5~2.1g/cm3，控制系统装置控制立式螺旋过滤离心机（7）进行固液分离，过滤后得到的液相经过输送管道输送至中转罐隔仓I（11）；
控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓I（11）中的液相输送至第一级卧式螺旋沉降离心机（13）进行处理，分离后的固相输送至钻屑箱II（12），分离后的液相输送至中转罐隔仓II（14），控制系统装置控制输送泵将中转罐隔仓II（14）中的液相输送至第二级卧式螺旋沉降离心机（16）进行处理；分离后的固相输送至钻屑箱III（15），分离后的液相输送至缓冲罐（17），缓冲罐（17）向系统循环罐（18）供液。
2.根据权利要求1所述的一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，其特征在于：所述的固控系统包括高架槽（1）、沉砂仓（19）、振动筛（2）、清洁一体机（3）和离心机（4），所述振动筛（2）、清洁一体机（3）和离心机（4）置于固控罐面，井口返回泥浆经高架槽（1）进入振动筛（2），所述振动筛（2）由两台或三台组成两联或三联振动筛，所述振动筛（2）、清洁一体机（3）和离心机（4）对井口返回泥浆进行固液分离。
3.根据权利要求1所述的一种钻井废弃油基泥浆回用处理装置，其特征在于：所述的立式螺旋过滤离心机（7）、第一级卧式螺旋沉降离心机（13）和第二级卧式螺旋沉降离心机（16）与控制系统装置的防爆变频控制柜连接。
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