CN116023107A - 一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂及其制备方法，由A剂和B剂组成，A剂、B剂均为分别包装；所述A剂由氨基磺酸、乙二胺四乙酸、改性活性氧化铝、超细铁精矿粉、表面活性剂、磷酸二氢铝、活性炭、减水剂、速凝剂、氧化铁组成；所述B剂由过氧化钙、氧化钙、氧化镁、三聚磷酸钠、表面活性剂、半水石膏、钙粉、粉煤灰、氧化铁、碳酸锂、硅灰、激发剂组成，它制备方便、成本低，便于储存和运输；干固化速度快适应钻井需求；实现固废资源化利用；实现钻井水基泥浆钻屑的无害治理与资源化利用，效益驱动环保；减少天然土壤使用节约自然资源；该材料性能能优越，强度高适应性广。
Description
技术领域
本发明涉及制作水基泥浆钻屑快速干固剂技术领域，尤其涉及一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂及其制备方法。
背景技术
将钻井废弃物进行无害化、资源化治理已经是大家的共识，在钻井废弃物处理的最后一个环节，将其固化成砖已经在国内外有诸多的尝试，但都不尽如人意。其主要表现在以下几点：
1、干固化速度、难度大；石油钻井废弃物是液相和固相物质紧密结合、非常稳定的胶体体系，此时的废弃物为稳定的胶冻状，其中含有大量的各种钻井液，这些钻井液连同大量的水分被泥浆颗粒牢牢吸附，形成十分稳定的胶状体系，自然状态下无法将其分离，从胶体化学的理论上看，这种胶体体系是永久的，排放初期一般采用混凝剂和机械相配合的方法，需要昂贵的投入用压滤、离心、加热等方式可以将一部分的固液分离，而分离出来的固相物仍然含有40％～60％左右的液相物，干化难度非常大；
2、缺少有效的处理材料；将钻井废弃物进行固化已经是大家的共识，将其固化成砖也有诸多尝试，但之前缺少专用的、有效的固化材料，传统应用最多的方法是投放水泥、石灰、粉煤灰、矿粉、粘土等材料进行固化处理，但废弃物固体颗粒上吸附着大量钻井液中的表面活性剂，颗粒周边的电层和水膜厚度大、稳定性高，无法与外界物质融合，很多固化材料无法对其包裹形成连续相固化；再加上这些钻井液物质大多成分对水泥等固化材料有缓凝作用，很多固化材料因长时间得不到水化而失效，投放量很大，效果仍不理想；
3、钻井废弃物的消耗量小、成本高；钻井废弃物制做烧砖技术，掺量基本在5％-10％，消耗量非常小；不能满足钻井排放量要求，钻井废弃物的消耗量过小，很多砖厂缺乏专业技术指导而导致制烧结砖性能指标又不能完全达到相关标准，甚至不敢在烧制时掺和只能在厂里堆放，如何多方向充分消耗钻井岩屑及泥浆成为制约钻井工艺开采的重大因素。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂的制备及使用方法，它结构合理，解决了上述问题。
本发明的技术方案是：提供一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂及其制备方法，由A剂和B剂组成，A剂、B剂均为分别包装；其中，所述A剂由氨基磺酸、乙二胺四乙酸、改性活性氧化铝、超细铁精矿粉、表面活性剂、磷酸二氢铝、活性炭、减水剂、速凝剂、氧化铁组成；所述B剂由过氧化钙、氧化钙、氧化镁、三聚磷酸钠、表面活性剂、半水石膏、钙粉、粉煤灰、氧化铁、碳酸锂、硅灰、激发剂组成；
进一步的，所述A剂质量百分比为：氨基磺酸3％、乙二胺四乙酸2％、改性活性氧化铝40％、超细铁精矿粉20％、表面活性剂1％、磷酸二氢铝15％、活性炭15％、减水剂1％、速凝剂1％、氧化铁2％；
进一步的，所述B剂质量百分比为：过氧化钙1％、氧化钙20％、氧化镁8％、三聚磷酸钠5.4％、表面活性剂2％、半水石膏20％、钙粉15％、粉煤灰18.6％、氧化铁2％、碳酸锂2％、硅灰4％、激发剂2％；
进一步的，所述B剂中的钙粉为硅酸钙粉或硫铝酸钙粉中的一种；
进一步的，所述A剂2-4克，B剂5-15克；
进一步的，所述制备方法包括下列步骤：
步骤一、按质量配比分别称量泥浆或钻屑100-200克、A剂2-4克，B剂5-15克；
步骤二、向泥浆或钻屑100-200克中先加入A剂2-4克，再加入B剂5-15克，后用强制搅拌机进行搅拌至泥浆由流动流体状变为松散素土状后停止搅拌，闷料陈化晾晒72小时，即完成干化；
进一步的，所述步骤二中的温度为5℃以上，搅拌机转速为500～3000转/min，混合时间为3min～15min。
进一步的，制作水基泥浆钻屑快速干固剂的A剂和B剂将泥浆钻屑中的金属离子和有机物吸附、分解、固化形成固化体，所述固化体送至水泥厂代替部分石灰石或页岩土烧制水泥，消耗40％-60％；添加水泥及骨料制作成免烧砖，消耗60％-80％；另外添加水泥及骨料制作成道路基层材料修筑道路。
本发明的有益效果是：具有以下优点：
1、本发明制备方便、成本低；便于储存和运输；干固化速度快适应钻井需求；
2、减少传统压滤工艺废水处置环节；
3、操作简单，使用方便，处理效果好；
4、充分利用钻井固废不需要做多余处理便可实现资源利用，彻底解决水基泥浆钻屑处置难度大，处置项目多，处置成本高的弊端；
5、该材料使用后通过快速干固化产物及资源化利用产品符合环保要求，实现固废资源化利用；
6、实现钻井水基泥浆钻屑的无害治理与资源化利用，效益驱动环保；
7、减少天然土壤使用节约自然资源；
8、该材料性能能优越，强度高适应性广。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明，需要说明的是，实施例仅用于解释本发明，是对本发明实施例的示意性说明，而不能理解为对本发明的限定。
由A剂和B剂组成，A剂、B剂分别包装。
所述A剂质量百分比为：氨基磺酸3％、乙二胺四乙酸2％、改性活性氧化铝40％、超细铁精矿粉20％、表面活性剂1％、磷酸二氢铝15％、活性炭15％、减水剂1％、速凝剂1％、氧化铁2％；将上述质量百分比的配料混合成成品A剂；
所述B剂质量百分比为：过氧化钙1％、氧化钙20％、氧化镁8％、三聚磷酸钠5.4％、表面活性剂2％、半水石膏20％、钙粉15％、粉煤灰18.6％、氧化铁2％、碳酸锂2％、硅灰4％、激发剂2％；将上述质量百分比的配料混合成成品B剂；
实施例1
所述制备方法包括下列步骤：
步骤一、按质量配比分别称量泥浆或钻屑100克、快速干固剂A剂2克，快速干固剂B剂5克。
步骤二、向泥浆或钻屑100克中先加入快速干固剂A剂2克，再加入快速干固剂B剂5克，后用强制搅拌机进行搅拌至泥浆由流动流体状变为松散素土状后停止搅拌，闷料陈化晾晒72小时，即完成干化；可根据实际情况决定是否延长闷料时间，闷料完成后，泥浆将钻屑含水率由原来的50-80％干化至15-30％。
所述步骤二中的温度为5℃以上，搅拌机转速为500～3000转/min，混合时间为3min～15min，根据实际情况可适当延长搅拌时间。
实施例2
所述制备方法包括下列步骤：
步骤一、按质量配比分别称量泥浆或钻屑150克，充分利用钻井固废不需要做多余处理便可实现资源利用，彻底解决水基泥浆钻屑处置难度大，处置项目多，处置成本高的弊端，快速干固剂A剂4克，快速干固剂B剂15克。
步骤二、向泥浆或钻屑150克中先加入快速干固剂A剂4克，再加入快速干固剂B剂15克，后用强制搅拌机进行搅拌至泥浆由流动流体状变为松散素土状后停止搅拌，闷料陈化晾晒72小时，即完成干化；干固化速度快适应钻井需求，减少传统压滤工艺废水处置环节；
可根据实际情况决定是否延长闷料时间，闷料完成后，泥浆将钻屑含水率由原来的50-80％干化至15-30％。
所述步骤二中的温度为5℃以上，搅拌机转速为500～3000转/min，混合时间为3min～15min，根据实际情况可适当延长搅拌时间。
实施例3
所述制备方法包括下列步骤：
步骤一、按质量配比分别称量泥浆或钻屑200克、快速干固剂A剂3克，快速干固剂B剂10克。
步骤二、向泥浆或钻屑200克中先加入快速干固剂A剂3克，再加入快速干固剂B剂10克，后用强制搅拌机进行搅拌至泥浆由流动流体状变为松散素土状后停止搅拌，闷料陈化晾晒72小时，即完成干化；可根据实际情况决定是否延长闷料时间，闷料完成后，泥浆将钻屑含水率由原来的50-80％干化至15-30％。
所述步骤二中的温度为5℃以上，搅拌机转速为500～3000转/min，混合时间为3min～15min，根据实际情况可适当延长搅拌时间。
A剂和B剂通过各组分的吸附、固化、胶凝、螯合作用将泥浆钻屑中的金属离子和有机物吸附、分解、固化形成固化体，实现石油钻井水基固体废弃物的合理资源化利用，干化料及资源化利用产物的浸出液浸出毒性指标完全符合污综合水综合排放标准GB/987-1996，该材料使用后通过快速干固化产物及资源化利用产品符合环保要求，实现固废资源化利用。
在实施例1-3的基础上，B剂中的钙粉选用硅酸钙粉或硫铝酸钙粉中的一种。
在实施例1-3的基础上，A剂和B剂将泥浆钻屑中的金属离子和有机物吸附、分解、固化形成固化体，所述固化体送至水泥厂代替部分石灰石或页岩土烧制水泥，消耗40％-60％；添加水泥及骨料制作成免烧砖，消耗60％-80％；另外添加水泥及骨料制作成道路基层材料修筑道路，减少天然土壤使用节约自然资源。
本发明具有以下优点：制备方便、成本低，便于储存和运输；干固化速度快适应钻井需求；减少传统压滤工艺废水处置环节；操作简单，使用方便，处理效果好；充分利用钻井固废不需要做多余处理便可实现资源利用，彻底解决水基泥浆钻屑处置难度大，处置项目多，处置成本高的弊端；该材料使用后通过快速干固化产物及资源化利用产品符合环保要求，实现固废资源化利用；实现钻井水基泥浆钻屑的无害治理与资源化利用，效益驱动环保；减少天然土壤使用节约自然资源；该材料性能能优越，强度高适应性广。
以上所述为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种改进和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其特征在于：由A剂和B剂组成，A剂、B剂均为分别包装；其中，所述A剂由氨基磺酸、乙二胺四乙酸、改性活性氧化铝、超细铁精矿粉、表面活性剂、磷酸二氢铝、活性炭、减水剂、速凝剂、氧化铁组成；所述B剂由过氧化钙、氧化钙、氧化镁、三聚磷酸钠、表面活性剂、半水石膏、钙粉、粉煤灰、氧化铁、碳酸锂、硅灰、激发剂组成。
2.根据权利要求1所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其特征在于：所述A剂质量百分比为：氨基磺酸3％、乙二胺四乙酸2％、改性活性氧化铝40％、超细铁精矿粉20％、表面活性剂1％、磷酸二氢铝15％、活性炭15％、减水剂1％、速凝剂1％、氧化铁2％。
3.根据权利要求1所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其特征在于：所述B剂质量百分比为：过氧化钙1％、氧化钙20％、氧化镁8％、三聚磷酸钠5.4％、表面活性剂2％、半水石膏20％、钙粉15％、粉煤灰18.6％、氧化铁2％、碳酸锂2％、硅灰4％、激发剂2％。
4.根据权利要求3所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其特征在于：所述B剂中的钙粉为硅酸钙粉或硫铝酸钙粉中的一种。
5.根据权利要求1所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其特征在于：所述A剂2-4克，B剂5-15克。
6.根据权利要求1-6所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂，其制备方法，其特征在于：所述制备方法包括下列步骤：
步骤一、按质量配比分别称量泥浆或钻屑100-200克、A剂2-4克，B剂5-15克；
步骤二、向泥浆或钻屑100-200克中先加入A剂2-4克，再加入B剂5-15克，后用强制搅拌机进行搅拌至泥浆由流动流体状变为松散素土状后停止搅拌，闷料陈化晾晒72小时，即完成干化。
7.根据权利要求6所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂制备方法，其特征在于：所述步骤二中的温度为5℃以上，搅拌机转速为500～3000转/min，混合时间为3min～15min。
8.根据权利要求6所述一种制作水基泥浆钻屑快速干固剂及其制备方法，其特征在于：制作水基泥浆钻屑快速干固剂的A剂和B剂将泥浆钻屑中的金属离子和有机物吸附、分解、固化形成固化体，所述固化体送至水泥厂代替部分石灰石或页岩土烧制水泥，消耗40％-60％；添加水泥及骨料制作成免烧砖，消耗60％-80％；另外添加水泥及骨料制作成道路基层材料修筑道路。
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| US20020169081A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Krosigk James Richard Von | Composition for oil and gas drilling fluids containing organic compounds |
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