CN110080702A - 一种振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，包括如下重量份的组分：聚甲氧基二甲醚8‑12份、环己烷75份、异丙苯8‑12份、乙酸丙酯5份、乙二胺基‑β‑环糊精0.25‑1份。采用该复配溶剂处理振动筛漏浆的随钻处理装置，包括装料漏斗、螺旋搅拌机、复配溶剂喷嘴、离心机、连体式双塔柱精馏釜以及螺旋出料器。螺旋搅拌机的进料端与装料漏斗下端出料口连接，出料端连接离心机，螺旋搅拌机上方设置复配溶剂喷嘴将复配溶剂喷入螺旋搅拌机内。所述离心机的出液口连接至连体式双塔柱精馏釜的进料口，离心机的固体钻屑出口连接螺旋出料器，螺旋出料器上设置有用于干燥固体钻屑的加热装置。采用本发明的复配溶剂配合处理装置能够对振动筛漏浆进行高效快速随钻处理。
Description
技术领域
本发明涉及油基钻屑处理技术领域，尤其涉及一种振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂及随钻处理装置。
背景技术
油基钻屑作为钻井作业的终端产物，是一种典型的危险废弃物，主要体现在其高含油，高重金属含量等特性，另外还具有组分复杂，粘度高，可生物降解能力差等特点。现行的含油钻屑处理方法具有能耗高、处理效果差、操作难度大、流程复杂等特点，如化学破乳法破乳效率低，生物降解法对菌种筛选周期和适应性要求高，热解法能耗高且易造成大气污染，常规溶剂萃取法能耗过高，超临界流体萃取法对设备要求高。
现有的油基钻井液使用的连续相大都是柴油或白油。振动筛漏浆是指钻井过程中返回到地面的含油钻屑经振动筛后，毫米及以上的颗粒被筛出，漏下含微米及以下细颗粒的油基浆体部分，有含油钻屑处理技术“顽症”之称。现有的含油钻屑处理技术大都针对较大粒径的含油钻屑具有显著的处理效果。例如，专利CN105441104A公开了一种溶剂法油基钻屑萃取装置及方法，该装置及方法已经能够将粒径较大的含油钻屑达标处理。但由于细颗粒的微米和纳米效应，基于宏观理论应用形成的技术受到挑战，因此，一种针对含细颗粒物的油水乳液分离用溶剂及处理方法亟待形成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于振动筛漏浆随钻处理的复配溶剂。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述复配溶剂处理振动筛漏浆的随钻处理装置。
本发明提供的振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，包括如下重量份的原料组分：
聚甲氧基二甲醚8-12份、环己烷75份、异丙苯8-12份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.25-1份。
优选的是，针对柴油基振动筛漏浆的处理，该复配溶剂的配方组分如下：聚甲氧基二甲醚9.5份、环己烷75份、异丙苯10份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.5份。
优选的是，针对白油基振动筛漏浆的处理，该复配溶剂的配方组分如下：聚甲氧基二甲醚8份、环己烷75份、异丙苯11.5份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.5份。
本发明的复配溶剂是现配现用，配制方法是：先将聚甲氧基二甲醚溶解在环己烷中，搅拌混合均匀，加入异丙苯和乙酸丙酯，继续搅拌均匀后，加入乙二胺基-β-环糊精，搅拌均匀即得到振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂。不同的加量范围视振动筛漏浆连续相种类、含量及添加剂组分而定。
一种采用上述复配溶剂处理振动筛漏浆的随钻处理装置，主要包括装料漏斗、螺旋搅拌机、复配溶剂喷嘴、离心机、连体式双塔柱精馏釜以及螺旋出料器。
其中，所述螺旋搅拌机的进料端与装料漏斗下端出料口连接，出料端连接离心机，螺旋搅拌机上方设置复配溶剂喷嘴将复配溶剂喷入螺旋搅拌机内。优选的结构是，所述螺旋搅拌机包括水平设置的螺旋搅拌机一和位于螺旋搅拌机一下方的倾斜设置的螺旋搅拌机二，螺旋搅拌机一的进料端连接装料漏斗下端出料口，螺旋搅拌机一的出料端连接螺旋搅拌机二的进料端，螺旋搅拌机二的出料端连接离心机进料口，螺旋搅拌机一上方设置复配溶剂喷嘴。
所述离心机的出液口连接至连体式双塔柱精馏釜的进料口，离心机的固体钻屑出口连接螺旋出料器，螺旋出料器上设置有用于干燥固体钻屑的加热装置。
所述连体式双塔柱精馏釜包括底部的两个相互独立的釜体一和釜体二，离心机的出液口连接至釜体一的进料口，釜体一和釜体二上部分别设置塔柱一和塔柱二，塔柱一顶部经冷凝器连接回流罐一，塔柱二顶部经冷凝器连接回流罐二，回流罐一的馏出液出口通过管道与釜体二的进料口连接，回流罐二的馏出液出口连接复配溶剂喷嘴，回流罐二上还设置有复配溶剂添加口；所述螺旋出料器顶部的气体出口连接至塔柱二顶部的冷凝器。釜体一底部设置钻屑连续相出口。
优选的是，所述复配溶剂喷嘴至少设置一个，多个喷嘴均匀分布在螺旋搅拌机一的上方。
优选的是，所述离心机的出液口与釜体一的进料口之间的连接管路上设置有液体中间储罐和输液泵。
优选的是，所述螺旋出料器底部设置干燥钻屑出口，顶部设置气体出口。螺旋出料器上的加热装置采用导热油加热，导热油温度控制在90-110℃范围内，该温度条件下钻屑固体物中含有的复配溶剂能够转换为气态从气体出口排出，而钻屑连续相柴油或白油则不会气化。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明的复配溶剂中，聚甲氧基二甲醚与柴油或白油相容性好渗透性强，且随着清洁汽车行动和甲醇激活产能计划实施，生产量大，价格便宜，又属于环保型溶剂；乙二胺基-β-环糊精因具有疏水空腔，其组装作用能够破坏振动筛漏浆三相稳定体系；异丙苯作为溶剂洗脱促进剂，能够提高洗脱效率，适合随钻装置；乙酸丙酯作为脱模剂可有效减少随钻装置检修时间。该复配溶剂能够充分溶解振动筛漏浆连续相，且渗透性好及破乳迅速。特别适用于现有的油基钻井液使用的连续相是柴油或白油，振动筛漏浆微纳米颗粒物与油水三相共存的特点。
(2)通过本发明的处理装置，振动筛漏浆与复配溶剂接触充分，且能在螺旋搅拌机输送过程中实现完全洗脱；离心机后的钻屑固体物料因设置了导热油加热，复配溶剂得到了彻底回收，同时保证了固体钻屑油含量不超过规定的标准；复配溶剂采用了连体式双塔柱精馏回收方式，一方面双塔柱降低了常规精馏塔高度，从而实现随钻装置的撬装化，另一方面连体式塔釜易实现导热油供热，从而减少热能损耗；连体式双塔柱精馏塔顶回流罐兼具溶剂复配功能，并直接用于振动筛漏浆洗脱，从而使装置的热能有效地得到利用。
(3)该处理装置与现有装置相比，具有所用时间少、所占空间小等特点，从而实现了振动筛漏浆随钻处理和装置的撬装化。
附图说明
图1、振动筛漏浆随钻处理装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供的采用复配溶剂处理振动筛漏浆的随钻处理装置，主要包括装料漏斗1、螺旋搅拌机2、复配溶剂喷嘴3、离心机4、连体式双塔柱精馏釜以及螺旋出料器5。
其中，所述螺旋搅拌机2的进料端与装料漏斗1下端出料口连接，出料端连接离心机4，螺旋搅拌机2上方设置复配溶剂喷嘴3将复配溶剂喷入螺旋搅拌机2内。优选的结构是，所述螺旋搅拌机2包括水平设置的螺旋搅拌机一21和位于螺旋搅拌机一21下方的倾斜设置的螺旋搅拌机二22，螺旋搅拌机一21的进料端连接装料漏斗1下端出料口，螺旋搅拌机一21的出料端连接螺旋搅拌机二22的进料端，螺旋搅拌机二22的出料端连接离心机3进料口，螺旋搅拌机一21上方设置复配溶剂喷嘴3。所述复配溶剂喷嘴3至少设置一个，多个喷嘴均匀分布在螺旋搅拌机一21的上方。
所述离心机4的固体钻屑出口连接螺旋出料器5，螺旋出料器5上设置有用于干燥固体钻屑的加热装置6。所述加热装置6采用导热油加热，导热油温度控制在90-110℃范围内。螺旋出料器5底部设置干燥钻屑出口19，顶部设置气体出口14。所述连体式双塔柱精馏釜包括底部的两个相互独立的釜体一7和釜体二8，离心机4的出液口连接至釜体一7的进料口，釜体一7和釜体二8上部分别设置塔柱一9和塔柱二10，塔柱一9顶部经冷凝器15连接回流罐一11，塔柱二10顶部经冷凝器15连接回流罐二12，回流罐一11的馏出液出口通过管道与釜体二8的进料口连接，回流罐二12的馏出液出口通过管道和泵(未示出)连接复配溶剂喷嘴3，回流罐二12上还设置有复配溶剂添加口13，回流罐二12内部设有搅拌器20；所述螺旋出料器5顶部的气体出口14连接至塔柱二顶部的冷凝器15。釜体一7底部设置钻屑连续相出口16。所述离心机4的出液口与釜体一7的进料口之间的连接管路上设置有液体中间储罐17和输液泵18。
本发明的随钻处理装置的操作工艺过程：用泥浆泵或提升机将振动筛漏浆装入装料漏斗1中，在螺旋搅拌机2搅拌输送状态下，通过复配溶剂喷嘴3喷淋本发明提供的复配溶剂，振动筛漏浆与复配溶剂接触充分，且能在两个螺旋搅拌机输送过程中经过两次螺旋洗脱，实现完全洗脱，然后进入离心机4，离心分离后的钻屑固体物料进入带有导热油加热烘干的螺旋出料器5出料，经过干燥得到含油量合格的固体钻屑；在螺旋出料器内钻屑固体物中含有的复配溶剂受热变为气体由螺旋出料器5顶部气体出口14排出并进入塔柱二10顶部的冷凝器中冷凝后回收再利用；从离心机4分离出的液体物料进入液体中间储罐17，通过输液泵18送入连体式双塔柱精馏釜的釜体一7中，从塔柱一9顶部排出的气态溶剂经冷凝器15冷凝后进入塔顶回流罐一11，回流罐一11中的液体一部分作为回流液返回塔柱一9中，其余部分则作为馏出液，馏出液通过管道进入釜体二8中，再次进行精馏，从塔柱二10顶部排出的气态溶剂经冷凝器15冷凝后进入塔顶回流罐二12，回流罐二12中的溶剂一部分作为回流液返回塔柱二10中，其余部分通过复配溶剂喷嘴3将回收的溶剂循环再利用。或者，通过复配溶剂添加口13向回流罐二12中补充部分复配溶剂后，再重复使用，釜体一7的底部得到钻屑连续相柴油或白油。
实施例2
一种振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂的配置方法：先将95kg聚甲氧基二甲醚溶解在750kg的环己烷中，搅拌混合均匀后，再加入100kg的异丙苯和50kg的乙酸丙酯，继续搅拌，最后加入5kg乙二胺基-β-环糊精，搅拌全部混匀，即得振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂。
实施例3
使用实施例1的处理装置和实施例2的复配溶剂处理柴油基振动筛漏浆。具体操作如下：以2吨/时的速率均匀地将含油量28％(质量分数)的柴油基振动筛漏浆加入到装料漏斗1中，在螺旋搅拌机2搅拌输送状态下，通过复配溶剂喷嘴3喷淋实施例2配置的复配溶剂，经两次螺旋洗脱后，进入离心机4，离心分离后的固体物料进入带有导热油烘干的螺旋出料器5出料，即得到含油量1.45％(质量分数)的固体钻屑。从离心机4分离出的液体物料进入液体中间储罐17，通过输液泵18送入连体式双塔柱精馏釜的釜体一7中，从回流罐一11排出的馏出液进入釜体二8中再次进行精馏，回流罐二12中的溶剂一部分作为回流液返回塔柱二10中，其余部分通过复配溶剂喷嘴3可以将回收的溶剂循环再利用。精馏塔塔底得到柴油的速率为0.56吨/时。
实施例4
将实施例2中的聚甲氧基二甲醚改为80kg，异丙苯改为115kg，其他组分加量不变，配置方法操作不变，得到复配溶剂。
实施例5
采用实施例1的处理装置和实施例4配置的复配溶剂处理白油基振动筛漏浆。以2吨/时的速率均匀地将含油量35％(质量分数)的白油基振动筛漏浆加入到装料漏斗1中。其他步骤操作同实施例3。最后得到的固体钻屑含油量为0.29％(质量分数)，回收的白油速率为0.7吨/时。
综上所述，本发明提供了一种由聚甲氧基二甲醚、环己烷、异丙苯、乙酸丙酯和乙二胺基-β-环糊精组成的振动筛漏浆处理用复配溶剂，并提供了一种与该复配溶剂配套使用的随钻处理装置。该处理装置能够将加料、振动筛漏浆螺旋输送与洗脱同时实现，并在离心机出料过程中采用了加热措施，在溶剂回收过程中采用了连体式双塔柱精馏。该装置与现有装置相比，具有所用时间少、所占空间小等特点，从而实现了振动筛漏浆随钻处理和装置的撬装化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
聚甲氧基二甲醚8-12份、环己烷75份、异丙苯8-12份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.25-1份。
2.如权利要求1所述的振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
聚甲氧基二甲醚9.5份、环己烷75份、异丙苯10份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.5份；该复配溶剂用于处理柴油基振动筛漏浆。
3.如权利要求1所述的振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
聚甲氧基二甲醚8份、环己烷75份、异丙苯11.5份、乙酸丙酯5份、乙二胺基-β-环糊精0.5份；该复配溶剂用于处理白油基振动筛漏浆。
4.如权利要求1所述的振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂，其特征在于，该复配溶剂是现配现用，配制方法是：先将聚甲氧基二甲醚溶解在环己烷中，搅拌混合均匀，加入异丙苯和乙酸丙酯，继续搅拌均匀后，加入乙二胺基-β-环糊精，搅拌均匀即得到振动筛漏浆随钻处理用复配溶剂。
5.一种采用如权利要求1-4任意一项所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，包括装料漏斗、螺旋搅拌机、复配溶剂喷嘴、离心机、连体式双塔柱精馏釜以及螺旋出料器；
所述螺旋搅拌机的进料端与装料漏斗下端出料口连接，出料端连接离心机，螺旋搅拌机上方设置复配溶剂喷嘴将复配溶剂喷入螺旋搅拌机内；
所述离心机的出液口连接至连体式双塔柱精馏釜的进料口，离心机的固体钻屑出口连接螺旋出料器，螺旋出料器上设置有用于干燥固体钻屑的加热装置；
所述连体式双塔柱精馏釜包括底部的两个相互独立的釜体一和釜体二，离心机的出液口连接至釜体一的进料口，釜体一和釜体二上部分别设置塔柱一和塔柱二，塔柱一顶部经冷凝器连接回流罐一，塔柱二顶部经冷凝器连接回流罐二，回流罐一的馏出液出口通过管道与釜体二的进料口连接，回流罐二的馏出液出口连接复配溶剂喷嘴，回流罐二上还设置有复配溶剂添加口；所述螺旋出料器顶部的气体出口连接至塔柱二顶部的冷凝器。
6.如利用如权利要求5所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，所述螺旋搅拌机包括水平设置的螺旋搅拌机一和位于螺旋搅拌机一下方的倾斜设置的螺旋搅拌机二，螺旋搅拌机一的进料端连接装料漏斗下端出料口，螺旋搅拌机一的出料端连接螺旋搅拌机二的进料端，螺旋搅拌机二的出料端连接离心机进料口，螺旋搅拌机一上方设置复配溶剂喷嘴。
7.如利用如权利要求6所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，所述复配溶剂喷嘴至少设置一个，多个喷嘴均匀分布在螺旋搅拌机一的上方。
8.如利用如权利要求6所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，所述离心机的出液口与釜体一的进料口之间的连接管路上设置有液体中间储罐和输液泵。
9.如利用如权利要求8所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，所述釜体一底部设置钻屑连续相出口。
10.如利用如权利要求5所述的复配溶剂处理振动筛漏浆的处理装置，其特征在于，所述螺旋出料器上的加热装置采用导热油加热，导热油温度控制在90-110℃范围内，螺旋出料器底部设置干燥钻屑出口，顶部设置气体出口。
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