CN202785769U - 一种钻井废水循环处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻井废水循环处理装置，包括设置有搅拌装置的絮凝反应罐、以及设置于井场的絮凝沉降池，所述絮凝反应罐设置有连通至外部的给水口、加药口以及排水口，所述排水口与絮凝沉淀池之间设置有出水管路，所述絮凝沉降池与给水口之间设置有水泵进水管，所述水泵进水管的一端与絮凝沉降池连通，所述水泵进水管的另一端与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与给水口通过第一进水管连通，通过将絮凝反应罐与设置于井场的絮凝沉降池之间连通构成水循环，协同储存水体，减缓了絮凝反应罐体积过大时难以运输、难以搅拌均匀的缺陷，也减少了絮凝沉淀池所需的容积。

Description

一种钻井废水循环处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻井废水处理装置，特别涉及一种钻井废水循环处理装置。

背景技术

在油气田钻井的过程中，由于起下钻作业时泥浆的流失、泥浆循环系统的渗漏、冲洗地面设备及钻井工具上的泥浆和油污而形成的废水，称为钻井废水。钻井废水是石油勘探企业的重要污染源，钻井废水具有点多、面广、污染物种类复杂、高稳定性、间歇性排放及排放较难控制等特点，是石油行业较难管理和处置的水污染源之一。

钻井废水含有泥浆中的多种组分，组成复杂，主要污染物有悬浮物、重金属、油、酚、硫化物等，钻井废水总体具有色度高、悬浮物含量高、CODcr值高，其有机质生物可降解性差的特点，污染物主要有以下几种：

（1）CODcr：来自各种有机泥浆处理剂和表面活性剂如丹宁、起泡剂和消泡剂等；

（2）油：来自油基泥浆、柴油机冷却水、钻井平台冲洗水等；

（3）重金属：主要由加入无机处理添加剂铬酸盐引入的Cr6+,另外铬酸盐木质磺酸盐也引入铬离子，其它重金属污染源还有Pb2+、Cd2+等离子。

现有技术通常采用絮凝的方式净化、处理钻井废水，请参阅2002年12月25日《油田化学》中第387页～390页公开的文献《钻井废水和酸化压裂作业废水处理技术研究进展》，针对流动性大、周期短、废水水质变化大的钻井废水，通常采用絮凝、沉降、过滤、吸附等方式进行处理，如申请号为201010209919.3的中国发明专利《一种深井聚磺泥浆钻井废水的处理方法》所公开的钻井废水处理工艺，通过絮凝、并辅以吸附和氧化工艺对钻井废水中的杂质进行较为有效地去除。

现有的利用絮凝法处理钻井废水的装置通常为设置有废水输入管路、配药输入管路、输出管路以及搅拌装置的废水处理罐，钻井废水汇集入废水池以后，由废水输入管路进入废水处理罐中与絮凝剂一起搅拌、絮凝以后，由输出管路排出至沉降池进行自然沉降，其存在以下几个不足之处：

1、钻井废水需依次在废水池和废水处理罐中进行汇集和絮凝，通常需要在施工现场设置大容积的废水池和废水处理罐，然而伴随废水处理池容积的增大，施工难度和作业成本随之增加，如何既保证废水处理效率、又减少钻井废水存储池占用土地多的问题一直是难以解决的问题。另外，在大容积的废水处理罐内的液体流动性难以保证，对搅拌装置的性能要求很高。

2、经絮凝处理后的水体中含有较多的金属离子，若采用传统的投放化学药剂的方式去除，不仅成本高、工序复杂，而且投入的化学药剂容易对水体造成二次污染。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：

一种钻井废水循环处理装置，包括设置有搅拌装置的絮凝反应罐、以及设置于井场的絮凝沉降池，所述絮凝反应罐设置有连通至外部的给水口、加药口以及排水口，所述排水口与絮凝沉淀池之间设置有出水管路，所述絮凝沉降池与给水口之间设置有水泵进水管，所述水泵进水管的一端与絮凝沉降池连通，所述水泵进水管的另一端与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与给水口通过第一进水管连通。通过将絮凝反应罐与设置于井场的絮凝沉降池之间连通构成水循环，协同储存水体，减缓了絮凝反应罐体积过大时难以运输、难以搅拌均匀的缺陷，也减少了絮凝沉淀池所需的容积，并且，钻井废水和絮凝剂组成的水体一直处于流动状态，避免了絮凝剂在水中微溶、或难溶时，絮凝反应不充分的情况，絮凝剂在絮凝沉降池、以及絮凝反应罐中之间若干次循环后达到预设平衡浓度，最大限度利用了微溶或难溶药品，极大减少了微溶或难溶药品的使用量。

优选的，所述絮凝反应罐包括第一罐体和第二罐体，所述给水口设置于第一罐体的顶部，所述搅拌装置设置于第一罐体内，所述第一罐体和第二罐体之间设置有中通管，所述中通管的一端由第一罐体的侧面连通至第一罐体的内部，所述中通管的另一端由第二罐体的顶部连通至第二罐体的内部，所述排水口设置于第二罐体的侧面。

优选的，所述第二罐体上设置有二次反应进水口，所述二次反应进水口设置于第二罐体的侧面、并沿切线方向连通至第二罐体的内部，所述二次反应进水口与水泵的出水口之间设置有第二进水管。

优选的，所述絮凝沉降池与絮凝反应罐之间设置有电解气浮装置，所述电解气浮装置包括壳体，所述壳体内设置有至少两个极板，所述极板与脉冲电源相连，所述极板安装于壳体中部，所述极板底端与壳体底部内壁之间留有间距，所述壳体内极板所在区域形成电解区，所述壳体内位于电解区下方的间距区域为污水区，所述壳体内位于电解区上方的区域为净水区，所述极板与壳体底面的夹角为55°～65°，所述脉冲电源的频率为20kHz～25kHz，所述污水区与絮凝沉降池通过电解进水管连通，所述净水区与絮凝反应罐通过电解出水管连通。

优选的，所述水泵的出水口与絮凝沉降池之间设置有第三进水管，所述第三进水管的一端与水泵的出水口连通，所述第三进水管的另一端连通至所述絮凝沉降池的底部。

优选的，所述第三进水管与水泵进水管分别设置于絮凝沉降池内相对的两侧。

优选的，所述加药口通过加药管路与配药装置连接，所述配药装置包括第一配药罐和第二配药罐，所述第一配药罐上顶部设置有清水进口和药物进口，所述第二配药罐设置于第一配药罐的下方，所述第一配药罐内设置有混药搅拌器，所述第一配药罐和第二配药罐之间设置有药液输送管，所述第二配药罐的侧壁设置有药液出口，所述药液出口与絮凝反应罐的加药口连通。

优选的，所述药液出口与絮凝反应罐的加药口之间设置有二次回流管路，所述二次回流管路包括第一球阀和第二球阀，所述第一球阀的输入端、第二球阀的输入端均连通至第二配药罐的内部；所述第一球阀的输出端连接有第一柱塞计量泵，所述第一柱塞计量泵的输出端并联有输出管路和第一回流管路，所述输出管路将第一柱塞计量泵的输出端与絮凝反应罐的加药口连通，所述第一回流管路将所述第一柱塞计量泵的输出端与第二配药罐的内部连通；所述第二球阀的输出端连接有第二柱塞计量泵，所述第二柱塞计量泵的输出端与第二配药罐之间设置有第二回流管路，所述第二回流管路将第二柱塞计量泵的输出端与第二配药罐内部连通。

优选的，所述井场设置有撬装体，所述撬装体为空心的箱体，所述絮凝反应罐、电解气浮装置以及配药装置均设置于撬装体内部，所述撬装体底部设置有至少两个支撑立柱，所述支撑立柱之间设置有横撑。

优选的，所述絮凝沉降池包括相邻的岩屑池和浊水池，所述岩屑池与浊水池相邻的一侧设置有至少两个连通口，所述岩屑池远离浊水池的一侧设置有进水坡道，所述岩屑池的底面沿进水坡道至连通口的方向向下倾斜，所述浊水池的底部呈锥形，所述水泵进水管连通至浊水池内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过将絮凝反应罐与设置于井场的絮凝沉降池之间连通构成水循环，协同储存水体，减缓了絮凝反应罐体积过大时难以运输、难以搅拌均匀的缺陷，也减少了絮凝沉淀池所需的容积，并且，钻井废水和絮凝剂组成的水体一直处于流动状态，避免了絮凝剂在水中微溶、或难溶时，絮凝反应不充分的情况，絮凝剂在絮凝沉降池、以及絮凝反应罐中之间若干次循环后达到预设平衡浓度，最大限度利用了微溶或难溶药品，极大减少了微溶或难溶药品的使用量。

附图说明

图1为本发明钻井废水循环处理装置一种实施方式的示意图；

图2为图1的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明中设置于加药口前端的二次回流管路的示意图；

图5为本发明中絮凝沉淀池的一种实施方式的结构示意图；

图6为本发明中电解气浮装置的结构示意图；

图7为本发明钻井废水循环处理装置的优选实施方式的总体结构示意图。

附图标记如下：絮凝反应罐—1；给水口—1a；加药口—1b；排水口—1c；第一罐体—101；第二罐体—102；搅拌装置—2；絮凝沉降池—3；出水管路—4；水泵进水管—5；水泵—6；第一进水管—601；中通管—7；二次反应进水口—8；第二进水管—9；电解气浮装置—10；壳体—101；极板—102；电解区—10a；污水区—10b；净水区—10c；电解进水管—12；电解出水管—13；第三进水管—14；第一配药罐—15；清水进口—15a；药物进口—15b；混药搅拌器—15c；第二配药罐—16；药液出口—16a；药液输送管—17；二次回流管路—18；第一球阀—19a；第二球阀—19b；第一柱塞计量泵—20a；第二柱塞计量泵—20b；输出管路—21；第一回流管路—22a；第二回流管路—22b；撬装体—23；支撑立柱—24；横撑—25；岩屑池—26；浊水池—27；连通口—28；进水坡道—29。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出的各种变化均属于本实用新型的保护范围之内。

实施例1

如图1至图7所示，本实施例钻井废水循环处理装置包括设置有搅拌装置2的絮凝反应罐1、以及设置于井场的絮凝沉降池3，絮凝反应罐1设置有连通至外部的给水口1a、加药口1b以及排水口1c，排水口1c与絮凝沉淀池之间设置有出水管路4，絮凝沉降池3与给水口1a之间设置有水泵进水管5，水泵进水管5的一端与絮凝沉降池3连通，水泵进水管5的另一端与水泵6的进水口连通，水泵6的出水口与给水口1a通过第一进水管601连通；通过将絮凝反应罐1与设置于井场的絮凝沉降池3之间连通构成水循环，协同储存水体，减缓了絮凝反应罐1体积过大时难以运输、难以搅拌均匀的缺陷，也减少了絮凝沉淀池所需的容积，并且，钻井废水和絮凝剂组成的水体一直处于流动状态，避免了絮凝剂在水中微溶、或难溶时，絮凝反应不充分的情况，絮凝剂在絮凝沉降池3、以及絮凝反应罐1中之间若干次循环后达到预设平衡浓度，最大限度利用了微溶或难溶药品，极大减少了微溶或难溶药品的使用量。

水泵6的出水口与絮凝沉降池3之间设置有第三进水管14，第三进水管14的一端与水泵6的出水口连通，第三进水管14的另一端连通至絮凝沉降池3的底部。采用这样的结构，按需对絮凝沉降池3内的水体进行冲刷，可避免絮凝剂沉积，使之充分参与反应，并进一步提高絮凝效果。第三进水管14与水泵进水管5分别设置于絮凝沉降池3内相对的两侧。采用这样的结构，进一步提升絮凝沉淀池内部的水流一致性，保证絮凝效果。

加药口1b通过加药管路与配药装置连接，配药装置包括第一配药罐15和第二配药罐16，第一配药罐15上顶部设置有清水进口15a和药物进口15b，第二配药罐16设置于第一配药罐15的下方，第一配药罐15内设置有混药搅拌器15c，第一配药罐15和第二配药罐16之间设置有药液输送管17，第二配药罐16的侧壁设置有药液出口16a，药液出口16a与絮凝反应罐1的加药口1b连通。采用这样的结构，既保证微溶或难溶药品在第一配药罐15中充分搅拌、又可以在混匀后溢出至第二配药罐16内进一步缓释，保证了第一配药罐15内液体流动性的同时、增加了混凝剂在水体中的溶解时间和溶解概率。

药液出口16a与絮凝反应罐1的加药口1b之间设置有二次回流管路18，二次回流管路18包括第一球阀19a和第二球阀19b，第一球阀19a的输入端、第二球阀19b的输入端均连通至第二配药罐16的内部；第一球阀19a的输出端连接有第一柱塞计量泵20a，第一柱塞计量泵20a的输出端并联有输出管路21和第一回流管路22a，输出管路21将第一柱塞计量泵20a的输出端与絮凝反应罐1的加药口1b连通，第一回流管路22a将第一柱塞计量泵20a的输出端与第二配药罐16的内部连通；第二球阀19b的输出端连接有第二柱塞计量泵20b，第二柱塞计量泵20b的输出端与第二配药罐16之间设置有第二回流管路22b，第二回流管路22b将第二柱塞计量泵20b的输出端与第二配药罐16内部连通。采用这样的结构，可以按需对混凝剂在水体中的溶解时间和溶解概率进行调整，同时，回流管路回流入第二混药罐中的水流对第二混药罐内的水体起到冲刷均匀的效果。

井场设置有撬装体23，撬装体23为空心的箱体，絮凝反应罐1、电解气浮装置10以及配药装置均设置于撬装体23内部，撬装体23底部设置有至少两个支撑立柱24，支撑立柱24之间设置有横撑25。采用这样的结构，首先确定要进行钻井废水处理的位置，然后将支架设置在该位置上，在支架设置好了以后，再将撬装体23设置在支架之上，这样的设置保证了撬装体23结构的稳定，同时保证了钻井废水处理装置的位置稳定，免受例如地面表面渗水等因素的影响，如果要运输钻井废水处理装置，则直接运输箱体，一方面保证了箱体内的装置的安全和稳定，另一方面使得运输变得简单易行。

絮凝沉降池3包括相邻的岩屑池26和浊水池27，岩屑池26与浊水池27相邻的一侧设置有至少两个连通口28，岩屑池26远离浊水池27的一侧设置有进水坡道29，岩屑池26的底面沿进水坡道29至连通口28的方向向下倾斜，浊水池27的底部呈锥形，水泵进水管5连通至浊水池27内部。将其中比重较大的泥沙在岩屑池26中沉淀下来，而废水自流到浊水池27，可以有效的将钻井废水和已经经过泥沙沉淀的待后续处理的废水分离，便于直接抽取待处理的废水进行再利用前得处理，并将池底设置坡度后易于对沉积物导流、并易于后续清淤排污。

实施例2

如图1至图7所示，本实施例钻井废水循环处理装置中，絮凝反应罐1包括第一罐体101和第二罐体102，给水口1a设置于第一罐体101的顶部，搅拌装置2设置于第一罐体101内，第一罐体101和第二罐体102之间设置有中通管7，中通管7的一端由第一罐体101的侧面连通至第一罐体101的内部，中通管7的另一端由第二罐体102的顶部连通至第二罐体102的内部，排水口1c设置于第二罐体102的侧面。采用这样的结构，微溶或难溶药品在第一罐体101内在搅拌装置2的作用下与清水混匀后溢出至第二罐体102内进一步缓释，在保证了第一罐体101内液体流动性的同时、提高混凝剂在水体中的溶解时间，作为进一步改进，第二罐体102上设置有二次反应进水口8，二次反应进水口8设置于第二罐体102的侧面、并沿切线方向连通至第二罐体102的内部，二次反应进水口8与水泵6的出水口之间设置有第二进水管9，采用这样的结构，二次反应进水口8输入的水流在第二罐体102内形成涡漩环流，进一步改善了混凝剂在第二罐体102内的溶解率和混合的均匀度。

其余结构请参阅实施例1。

实施例3

如图1至图7所示，本实施例钻井废水循环处理装置中，絮凝沉降池3与絮凝反应罐1之间设置有电解气浮装置10，电解气浮装置10包括壳体101，壳体101内设置有至少两个极板102，极板102与脉冲电源相连，极板102安装于壳体101中部，极板102底端与壳体101底部内壁之间留有间距，壳体101内极板102所在区域形成电解区10a，壳体101内位于电解区10a下方的间距区域为污水区10b，壳体101内位于电解区10a上方的区域为净水区10c，极板102与壳体101底面的夹角为55°，脉冲电源的频率为20kHz，污水区10b与絮凝沉降池3通过电解进水管12连通，净水区10c与絮凝反应罐1通过电解出水管13连通，通过电解和脉冲电源的高频振动，减少了水体中金属离子杂质的含量，进一步改善了水体的色度。

其余结构请参阅实施例2。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种钻井废水循环处理装置，包括设置有搅拌装置（2）的絮凝反应罐（1）、以及设置于井场的絮凝沉降池（3），所述絮凝反应罐（1）设置有连通至外部的给水口（1a）、加药口（1b）以及排水口（1c），所述排水口（1c）与絮凝沉淀池之间设置有出水管路（4），其特征在于：所述絮凝沉降池（3）与给水口（1a）之间设置有水泵（6）进水管，所述水泵（6）进水管的一端与絮凝沉降池（3）连通，所述水泵（6）进水管的另一端与水泵（6）的进水口连通，所述水泵（6）的出水口与给水口（1a）通过第一进水管（601）连通。

2.根据权利要求1所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述絮凝反应罐（1）包括第一罐体（101）和第二罐体（102），所述给水口（1a）设置于第一罐体（101）的顶部，所述搅拌装置（2）设置于第一罐体（101）内，所述第一罐体（101）和第二罐体（102）之间设置有中通管（7），所述中通管（7）的一端由第一罐体（101）的侧面连通至第一罐体（101）的内部，所述中通管（7）的另一端由第二罐体（102）的顶部连通至第二罐体（102）的内部，所述排水口（1c）设置于第二罐体（102）的侧面。

3.根据权利要求2所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述第二罐体（102）上设置有二次反应进水口（8），所述二次反应进水口（8）设置于第二罐体（102）的侧面、并沿切线方向连通至第二罐体（102）的内部，所述二次反应进水口（8）与水泵（6）的出水口之间设置有第二进水管（9）。

4.根据权利要求3所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述絮凝沉降池（3）与絮凝反应罐（1）之间设置有电解气浮装置（10），所述电解气浮装置（10）包括壳体（101），所述壳体（101）内设置有至少两个极板（102），所述极板（102）与脉冲电源相连，所述极板（102）安装于壳体（101）中部，所述极板（102）底端与壳体（101）底部内壁之间留有间距，所述壳体（101）内极板（102）所在区域形成电解区（10a），所述壳体（101）内位于电解区（10a）下方的间距区域为污水区（10b），所述壳体（101）内位于电解区（10a）上方的区域为净水区（10c），所述极板（102）与壳体（101）底面的夹角为55°～65°，所述脉冲电源的频率为20kHz～25kHz，所述污水区（10b）与絮凝沉降池（3）通过电解进水管（12）连通，所述净水区（10c）与絮凝反应罐（1）通过电解出水管（13）连通。

5.根据权利要求1至4中任一所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述水泵（6）的出水口与絮凝沉降池（3）之间设置有第三进水管（14），所述第三进水管（14）的一端与水泵（6）的出水口连通，所述第三进水管（14）的另一端连通至所述絮凝沉降池（3）的底部。

6.根据权利要求5所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述第三进水管（14）与水泵（6）进水管分别设置于絮凝沉降池（3）内相对的两侧。

7.根据权利要求1至4中任一所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述加药口（1b）通过加药管路与配药装置连接，所述配药装置包括第一配药罐（15）和第二配药罐（16），所述第一配药罐（15）上顶部设置有清水进口（15a）和药物进口（15b），所述第二配药罐（16）设置于第一配药罐（15）的下方，所述第一配药罐（15）内设置有混药搅拌器（15c），所述第一配药罐（15）和第二配药罐（16）之间设置有药液输送管（17），所述第二配药罐（16）的侧壁设置有药液出口（16a），所述药液出口（16a）与絮凝反应罐（1）的加药口（1b）连通。

8.根据权利要求7所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述药液出口（16a）与絮凝反应罐（1）的加药口（1b）之间设置有二次回流管路（18），所述二次回流管路（18）包括第一球阀（19a）和第二球阀（19b），所述第一球阀（19a）的输入端、第二球阀（19b）的输入端均连通至第二配药罐（16）的内部；所述第一球阀（19a）的输出端连接有第一柱塞计量泵（20a），所述第一柱塞计量泵（20a）的输出端并联有输出管路（21）和第一回流管路（22a），所述输出管路（21）将第一柱塞计量泵（20a）的输出端与絮凝反应罐（1）的加药口（1b）连通，所述第一回流管路（22a）将所述第一柱塞计量泵（20a）的输出端与第二配药罐（16）的内部连通；所述第二球阀（19b）的输出端连接有第二柱塞计量泵（20b），所述第二柱塞计量泵（20b）的输出端与第二配药罐（16）之间设置有第二回流管路（22b），所述第二回流管路（22b）将第二柱塞计量泵（20b）的输出端与第二配药罐（16）内部连通。

9.根据权利要求4所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述井场设置有撬装体（23），所述撬装体（23）为空心的箱体，所述絮凝反应罐（1）、电解气浮装置（10）以及配药装置均设置于撬装体（23）内部，所述撬装体（23）底部设置有至少两个支撑立柱（24），所述支撑立柱（24）之间设置有横撑（25）。

10.根据权利要求1至4中任一所述的钻井废水循环处理装置，其特征在于：所述絮凝沉降池（3）包括相邻的岩屑池（26）和浊水池（27），所述岩屑池（26）与浊水池（27）相邻的一侧设置有至少两个连通口（28），所述岩屑池（26）远离浊水池（27）的一侧设置有进水坡道（29），所述岩屑池（26）的底面沿进水坡道（29）至连通口（28）的方向向下倾斜，所述浊水池（27）的底部呈锥形，所述水泵（6）进水管连通至浊水池（27）内部。

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