CN109455901A - 一种泥浆固液分离的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥浆固液分离的工艺方法，包括以下步骤，第一步，收集钻孔桩废弃泥浆并净化处理；第二步，进行酸化破胶脱稳反应；第三步，对第二步处理后的泥浆进行絮凝处理和助滤处理；第四步，用压滤机进行固液分离使废泥浆的固相与液相分离。本发明利用有机物泥浆固液分离方法，解决钻井废泥浆因胶体体系稳定性，难以有效地进行固液分离从而对环境产生危害的问题，简化分离设备及流程，并使废泥浆快速实现固液分离。

Description

一种泥浆固液分离的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种泥浆固液分离的工艺方法，属于开采钻探钻井泥浆处理技术领域。
背景技术
在石油与天然气的开采及钻探过程中，会产生大量的钻井废泥浆。钻井废泥浆的成分比较复杂，主要是由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及岩屑等组成的多相悬浮物。由于钻井过程使用的泥浆中加入有多种化学物质，如合成高分子化合物、重金属离子处理剂等，钻井泥浆中的污染有害物质严重超标，威胁人们的生存环境。钻井废泥浆的处理技术，主要包括简单处理排放、注入安全地层或井的环形空间、集中处理、回填、坑内密封、土地耕作、固化、固液分离、焚烧、微生物处理等方，其中，钻井废泥浆固液分离处理技术应用最为广泛。
固液分离技术就是先将钻井废泥浆进行液固液分离，之后对分离液进行进一步处理，使之达标后排放，固相可进行掩埋或采取其它方法再作进一步的处理，所以固液分离技术的突破是钻井废泥浆无害化处理的关键。钻井废泥浆固液分离是在化学混凝-催化氧化法基础上，结合机械方法发展起来的先进处理方法。其原理是通过对废泥浆进行脱稳、絮凝、分离，然后对分离液进行二次絮凝→脱色→沉降→过滤，液相达到排放标准外排。但是由于在石油天然气开采钻探过程中使用的水基体系泥浆多为难以分离的粘稠泥浆，配制泥浆所用的膨润土本身具有很强的水化能力，且泥浆中加入了大量的各种护胶剂，使泥浆中有表面活性的固体比普通污泥高得多，泥浆脱稳难度大，原始泥浆不能直接过滤脱水，难以实现直接固液分离，泥浆自然干结过程缓慢。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种泥浆固液分离的工艺方法，利用有机物泥浆固液分离方法，解决钻井废泥浆因胶体体系稳定性，难以有效地进行固液分离从而对环境产生危害的问题，简化分离设备及流程，并使废泥浆快速实现固液分离。
为实现上述目的，本发明一种泥浆固液分离的工艺方法，包括以下步骤：
第一步，收集钻孔桩废弃泥浆并净化处理，加入水将水基体系钻井废泥浆的密度调整为不大于1.20g/cm3；利用自然沉淀和/或在收集泥浆的泥浆泵进口处设置钢丝网和/或除砂机除砂，要求净化后的泥浆不能含有粒径大于20mm硬质固相颗粒；
第二步，加入破胶剂硫酸将经密度调整后的废泥浆pH值调整为不大于5，进行酸化破胶脱稳反应；
第三步，对第二步处理后的泥浆进行絮凝处理，并对絮凝后泥浆采用生石灰粉作为助滤剂进行助滤处理；
第四步，用压滤机进行固液分离使废泥浆的固相与液相分离；压滤机采用PP隔膜压滤机，压滤机型号、规格根据日泥浆处理量选择，要求压滤机膜板压力大于1.6MPa，采用渣浆泵将泥浆输入压滤机，泵压控制在0.6～0.8MPa，输入时间为28～30分钟，PP隔膜采用多级离心泵加压，泵压控制在0.8～1.0MPa，加压时间为8～10分钟，经过压滤后清水与泥饼分离。
进一步的，混凝剂选自Al2(SO4)3、AlCl3、CaCl2、H2SO4中的至少一种。
进一步的，加入水将废泥浆的密度调整为1.10～1.20g/cm3。
进一步的，第三步中的絮凝处理可以采用有机和无机混合絮凝处理，有机絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺，无机絮凝剂采用熟石灰粉，步骤如下：
首先，阴离子聚丙烯酰胺在作为絮凝剂前需缓慢均匀放入清水搅拌，稀释成浓度为0.5‰～1.0‰水解聚丙烯酰胺溶液，搅拌速度为30～40n/min，搅拌时间控制在30～45min，水温控制在5℃以上，水解度控制在10％～30％，最终得到水解聚丙烯酰胺溶液；
然后，将水解聚丙烯酰胺溶液和净化泥浆同时输送至泥浆混合器中进行初步的有机絮凝，在此有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺取固定用量比例为泥浆重量的0.04‰～0.05‰；
最后，进行无机絮凝，无机絮凝剂用量比例应通过最佳絮凝效果试验来确定。
进一步的，第三步中采用的助滤剂为生石灰粉，助滤剂生石灰粉中CaO含量大于94％，颗粒粒径小于45μm，用量为泥浆重量的0.8‰～1.0‰，具体用量可根据滤饼脱板难易程度及含水量来调整，使用时直接将助滤剂均匀投入絮凝后泥浆中并用泥浆泵循环混合10～15分钟。
本发明中加入大量的各种护胶剂，固液结合稳定性极高，解决了固液分离难以进行的问题。并对泥浆实施了絮凝处理和固液分离处理，采用固液分离处理后泥浆分离物为清水与泥饼，清水作现场施工用水，泥饼可用作现场桩孔回填或制作砖块，因此原本容易染环境的泥浆得到妥善的处理，还得到有效的利用，既实现了经济价值，又兼顾到环保要求，而且本发明采用的这种工艺涉及的絮凝剂和固液分离设备等成本均较低，便于推广应用。
具体实施方式
一种泥浆固液分离的工艺方法，包括以下步骤：
第一步，收集钻孔桩废弃泥浆并净化处理，加入水将水基体系钻井废泥浆的密度调整为不大于1.20g/cm3；利用自然沉淀和/或在收集泥浆的泥浆泵进口处设置钢丝网和/或除砂机除砂，要求净化后的泥浆不能含有粒径大于20mm硬质固相颗粒；
第二步，加入破胶剂硫酸将经密度调整后的废泥浆pH值调整为不大于5，进行酸化破胶脱稳反应；
第三步，对第二步处理后的泥浆进行絮凝处理，并对絮凝后泥浆采用生石灰粉作为助滤剂进行助滤处理；
第四步，用压滤机进行固液分离使废泥浆的固相与液相分离；压滤机采用PP隔膜压滤机，压滤机型号、规格根据日泥浆处理量选择，要求压滤机膜板压力大于1.6MPa，采用渣浆泵将泥浆输入压滤机，泵压控制在0.6～0.8MPa，输入时间为28～30分钟，PP隔膜采用多级离心泵加压，泵压控制在0.8～1.0MPa，加压时间为8～10分钟，经过压滤后清水与泥饼分离。
进一步的，混凝剂选自Al2(SO4)3、AlCl3、CaCl2、H2SO4中的至少一种。
进一步的，加入水将废泥浆的密度调整为1.10～1.20g/cm3。
进一步的，第三步中的絮凝处理可以采用有机和无机混合絮凝处理，有机絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺，无机絮凝剂采用熟石灰粉，步骤如下：
首先，阴离子聚丙烯酰胺在作为絮凝剂前需缓慢均匀放入清水搅拌，稀释成浓度为0.5‰～1.0‰水解聚丙烯酰胺溶液，搅拌速度为30～40n/min，搅拌时间控制在30～45min，水温控制在5℃以上，水解度控制在10％～30％，最终得到水解聚丙烯酰胺溶液；
然后，将水解聚丙烯酰胺溶液和净化泥浆同时输送至泥浆混合器中进行初步的有机絮凝，在此有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺取固定用量比例为泥浆重量的0.04‰～0.05‰；
最后，进行无机絮凝，无机絮凝剂用量比例应通过最佳絮凝效果试验来确定。
进一步的，第三步中采用的助滤剂为生石灰粉，助滤剂生石灰粉中CaO含量大于94％，颗粒粒径小于45μm，用量为泥浆重量的0.8‰～1.0‰，具体用量可根据滤饼脱板难易程度及含水量来调整，使用时直接将助滤剂均匀投入絮凝后泥浆中并用泥浆泵循环混合10～15分钟。

Claims (5)

1.一种泥浆固液分离的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，收集钻孔桩废弃泥浆并净化处理，加入水将水基体系钻井废泥浆的密度调整为不大于1.20g/cm3；利用自然沉淀和/或在收集泥浆的泥浆泵进口处设置钢丝网和/或除砂机除砂，要求净化后的泥浆不能含有粒径大于20mm硬质固相颗粒；
第二步，加入破胶剂硫酸将经密度调整后的废泥浆pH值调整为不大于5，进行酸化破胶脱稳反应；
第三步，对第二步处理后的泥浆进行絮凝处理，并对絮凝后泥浆采用生石灰粉作为助滤剂进行助滤处理；
第四步，用压滤机进行固液分离使废泥浆的固相与液相分离；压滤机采用PP隔膜压滤机，压滤机型号、规格根据日泥浆处理量选择，要求压滤机膜板压力大于1.6MPa，采用渣浆泵将泥浆输入压滤机，泵压控制在0.6～0.8MPa，输入时间为28～30分钟，PP隔膜采用多级离心泵加压，泵压控制在0.8～1.0MPa，加压时间为8～10分钟，经过压滤后清水与泥饼分离。如权利要求1所述的无纺布制造方法，其特征在于，步骤h中，压力为0.3--0.5pa，温度为220°--240°。
2.如权利要求1所述的泥浆固液分离的工艺方法，其特征在于，混凝剂选自Al2(SO4)3、AlCl3、CaCl2、H2SO4中的至少一种。
3.如权利要求2所述的泥浆固液分离的工艺方法，其特征在于，加入水将废泥浆的密度调整为1.10～1.20g/cm3。
4.如权利要求3所述的泥浆固液分离的工艺方法，其特征在于，第三步中的絮凝处理可以采用有机和无机混合絮凝处理，有机絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺，无机絮凝剂采用熟石灰粉，步骤如下：
首先，阴离子聚丙烯酰胺在作为絮凝剂前需缓慢均匀放入清水搅拌，稀释成浓度为0.5‰～1.0‰水解聚丙烯酰胺溶液，搅拌速度为30～40n/min，搅拌时间控制在30～45min，水温控制在5℃以上，水解度控制在10％～30％，最终得到水解聚丙烯酰胺溶液；
然后，将水解聚丙烯酰胺溶液和净化泥浆同时输送至泥浆混合器中进行初步的有机絮凝，在此有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺取固定用量比例为泥浆重量的0.04‰～0.05‰；
最后，进行无机絮凝，无机絮凝剂用量比例应通过最佳絮凝效果试验来确定。
5.如权利要求4所述的泥浆固液分离的工艺方法，其特征在于，第三步中采用的助滤剂为生石灰粉，助滤剂生石灰粉中CaO含量大于94％，颗粒粒径小于45μm，用量为泥浆重量的0.8‰～1.0‰，具体用量可根据滤饼脱板难易程度及含水量来调整，使用时直接将助滤剂均匀投入絮凝后泥浆中并用泥浆泵循环混合10～15分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113683170A (zh) * 2021-09-24 2021-11-23 中国海洋石油集团有限公司 海上高含膨润土废弃钻井液复合脱稳絮凝剂
CN116639860A (zh) * 2023-06-26 2023-08-25 大庆永铸石油技术开发有限公司 一种基于离心法的智能泥浆处理系统

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