CN203669849U

CN203669849U - 一种油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置

Info

Publication number: CN203669849U
Application number: CN201320791189.1U
Authority: CN
Inventors: 黎跃东; 王兵; 任宏洋; 徐阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Sichuan Bo Sheng Wing Yip Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2023-12-05

Abstract

本实用新型公开了一种油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，属于石油天然气钻井过程中资源回收的处理技术领域。本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，包括振动筛、离心过滤单元、均质缓冲罐、离心沉降单元及管线系统和检测控制系统，其中振动筛连接于离心过滤单元上，所述离心过滤单元连接于均质缓冲罐上，所述均质缓冲罐连接于离心沉降单元上，其中上述各个部件均由检测控制系统进行控制。本实用新型的处理成本低、不带来第二次污染且可回收资源、操作简单，将油基钻井废弃物中油基泥浆尽量回收，且回收回来的油基泥浆的性能达到回用要求。

Description

一种油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油天然气钻井过程中资源回收的处理技术，特别是一种油基泥浆钻井过程中废弃油基泥浆和含油钻屑的处理回收装置。

背景技术

目前在油气田开发后，深井、超深井以及在在盐膏层、水敏性地层等特殊地层的钻井工程中，油基泥浆的使用日益广泛。在使用油基泥浆钻井过程中，产生大量的含油废弃物，主要包括废弃油基泥浆及含油钻屑、油基泥浆罐清罐底泥、油基钻井固井混浆等，高含油钻井废弃物的单井产生量约300m3左右，含油量大约为18-20%，同时含油废物中固相物粒径分布较广，从粒径分布微米级到厘米级，固相物来源主要包括，破碎的岩屑，泥浆添加剂：如重晶石粉，坂土粉，以及转运过程中的石块等杂物。目前我国油基泥浆以柴油、白油、生物油、矿物油、合成油等为基油液，含油污泥是国家《危险废弃物名录》中标定的HW08类危险废弃物，而油基钻井废品中芳烃含量较高，具有显著的生物毒性，如不加以有效的处理，将对区域环境造成严重的影响。同时含油废物中的油基如不能有效回收，将造成严重的资源浪费。

处理油基泥浆或钻屑方式传统方法包括有焚烧处理，填埋处理及生物处理等。焚烧处理，填埋处理及生物处理此类工艺将废弃油基泥浆中的基油当做废物处理，仅仅将基油类进行降解、清除，没有实现油基泥浆的资源化回用，造成资源的浪费。焚烧处理投入资金大、运行成本高、焚烧过程产生的大气污染物容易造成第二次污染；填埋处理本质上并没有实现含油污染物的清除，填埋在地下的石油类污染物在降雨或地下水径流的条件下容易渗出，造成地表水和地下水的污染；生物处理利用微生物的降解作用实现石油类污染物的降解，处理周期较长，并且对于温度、湿度等环境条件有较高的要求。开发将钻井废弃物中的油基泥浆进行回收和资源化回用技术，能促进油气田开发中的节能减排工作的推进，具有显著经济价值和社会价值。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种成本低、不带来第二次污染且可回收资源、操作简单的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，使得回收的油基泥浆的性能达到回用要求，实现钻井废弃物中的油基泥浆的资源化回用及固体废物的无害化处理。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，包括与进料斗相连接的1号密闭螺旋输送器，所述1号密闭螺旋输送器连接至振动筛，所述振动筛的底边缘部设有连接于2号密闭螺旋输送器的锥形料斗，所述振动筛的下方设有连接于3号密闭螺旋输送器的锥形料斗，所述3号密闭螺旋输送器连接至离心过滤机，所述离心过滤机的固相出口通过锥形料斗连接至2号密闭螺旋输送器，所述离心过滤机的液相出口通过1号泥浆泵连接至均质缓冲罐，所述均质缓冲罐的液相出口通过2号泥浆泵与卧螺离心机相连，所述卧螺离心机的固相出口通过锥形料斗连接至2号密闭螺旋输送器，所述卧螺离心机的液相出口通过3号泥浆泵分别连接至泥浆储罐和均质缓冲罐，其中所述离心过滤机、卧螺离心机和泥浆泵分别连接并受控于PLC控制柜。

由于采用了上述结构，本实用新型油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，通过PLC控制柜进行，主要控制点包括：离心过滤机的转速，离心过滤机转速作为信号传入PLC控制柜，由PLC控制柜根据物料性质调整；卧螺离心机转鼓和推料螺旋的转速，卧螺离心机转鼓和推料螺旋的转速作为信号传入PLC控制柜，由PLC控制柜根据物料性质调整；流量计流量数据和检测器9检测的泥浆粘度、密度数据作为信号传入PLC控制柜，由PLC控制柜控制泥浆泵，同时PLC控制柜控制离心过滤机转速和卧螺离心机转鼓和推料螺旋的转速，调整离心分离的泥浆产量及泥浆性能，使系统稳定运行。本实用新型通过离心过滤-离心沉降耦合工艺针对废弃油基泥浆中固相颗粒粒径差距较大，固相物密度差异大的特点，将离心过滤和离心沉降过程耦合，既能有效分离并回收大量油基泥浆，又有较强的抗磨损和堵塞能力，同时系统运行稳定性可靠性较好。采用本实用新型中的处理回收工艺处理后，泥浆回收率可达70%，经过两级离心分离后生产的油基泥浆中固含量10-20%，最大固相粒径约为50-80um，中值粒径约为10-30 um，破乳电压ES为700-2000mV泥浆粘度100-150s，回收的油基泥浆能回收并重新应用于钻井工程。同时分离的固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%，具有显著经济效益。适用于处理高含油油基泥浆或钻屑。与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是（1）经过离心过滤和离心沉降耦合过程处理后，含油废弃物中的油基泥浆被充分回收，实现资源的循环利用；（2）处理后固相物中的石油类含量<8%，实现固体废物污染的减量化。（3）整个处理工作由PLC自动控制，处理时间短，无二次污染。

本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，所述均质缓冲罐分别于离心过滤机的液相、卧螺离心机的进口、以及卧螺离心机的液相出口相连；其中均质缓冲罐内设有搅拌器，所述搅拌器连接于电机的输出轴上，所述电机设于均质缓冲罐的顶部，所述均质缓冲罐内设有检测器，所述检测器连接于PLC控制柜上。

由于采用了上述结构，所述均质缓冲罐中设置泥浆固含量检测设备和泥浆粘度检测设备，通过将粗分离泥浆和后端分离合格泥浆混合、均质，通过检测器调节固含为30%-50%，进料泥浆粘度<400s，采用泥浆泵将均质后的粗分离油基泥浆泵入离心沉降设备。

本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，所述离心过滤机的液相连接至均质缓冲罐的管路上设有流量计，所述流量计连接于PLC控制柜，所述离心过滤机中离心转速为600-750r/min，过滤网孔径为1.5-2.0mm。

由于采用了上述结构，所述离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量高，含砂量大，粘度大，固含量约为60-65%，达不到油基泥浆回用性能指标，输送入缓冲罐中，混合、均质后进一步处理。

本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，所述2号密闭螺旋输送器内设有推料螺旋，所述推料螺旋连接于电机上，所述电机设置于2号密闭螺旋输送器的端部，所述2号密闭螺旋输送器通过锥形料斗分别连接振动筛、离心过滤机和卧螺离心机。

由于采用了上述结构，2号密闭螺旋输送器可将整个回收装置中的固相排出物进行收集，并集合在一起，便于堆积和存放。

本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，所述卧螺离心机的两端分别设有转鼓电机和推料螺旋电机,所述卧螺离心机的设有由转鼓电机带动的转鼓，所述转鼓转速为1200-2100 r/min，所述卧螺离心机内设有由推料螺旋电机带动的推料螺旋，所述转鼓和推料螺旋差速为<300r/min。

由于采用了上述结构，所述离心沉降设备采用卧螺离心机，均质后的粗分离泥浆泵入卧螺离心机在转鼓后，比液相密度大的固相颗粒在转鼓强大离心力作用下快速沉降到转鼓内壁，通过螺旋输送器把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端的压缩段进一步脱液，然后经出渣口排出，分离后的合格泥浆则从转鼓大端溢流堰流出。

本实用新型油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，所述振动筛的筛网孔径为2-3cm，振动频率为180-200r/min，筛网面积1-1.5m²。

由于采用了上述结构，通过对振动筛的参数控制，可实现振动筛上部的石块等异物通过锥形料斗与密闭螺旋输送器相连，并进入到密闭螺旋输送器中，振动筛下部泥浆通过锥形料斗与密闭螺旋输送器相连，可有效地进行初步筛选。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，油基泥浆回收率可达70%，经过两级离心分离后生产的油基泥浆中固含量10-20%，最大固相粒径约为50-80um，中值粒径约为10-30 um，破乳电压ES为700-2000mV，泥浆粘度100-150s，回收的油基泥浆能回收并重新应用于钻井工程。

2、本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，经过离心过滤和离心沉降耦合过程处理后，含油废弃物中的油基泥浆被充分回收，实现资源的循环利用；处理后固相物中的石油类含量<8%，实现固体废物污染的减量化，整个处理工作由PLC自动控制，处理时间短，无二次污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中油基泥浆密闭螺旋输送器结构示意图；

图3是本实用新型中离心过滤设备的结构示意图；

图4是本实用新型中离心沉降设备的结构示意图。

图中标记：1-进料斗，2-1号密闭螺旋输送器，3-振动筛，4、6、11、18-锥形料斗，5-2号密闭螺旋输送器，7-3号密闭螺旋输送器，8-1号泥浆泵，9-检测器、10-离心过滤机，12-流量计、13-均质缓冲罐、14-搅拌器、15-2号泥浆泵、16-3号泥浆泵、17-卧螺离心机、19-泥浆储罐、20-PLC控制柜、21-阀门、22-电机、23-推料螺旋、24-电机、25-转鼓电机、26推料螺旋电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型中，所述废弃油基钻井废物包括油基泥浆以柴油、白油、生物油、矿物油、合成油等为基油液的废弃油基钻井泥浆、含油钻屑、清罐底泥、固井返排混浆等油基钻井废物。如图1至图4所示，本实用新型的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，包括预分离单元、离心过滤单元、均质缓冲罐、离心沉降单元及检测系统，具体地，进料斗1通过1号密闭螺旋输送器2与振动筛3相连，振动筛上部的石块等异物通过锥形料斗4与2号密闭螺旋输送器5相连，振动筛下部泥浆通过锥形料斗6与3号密闭螺旋输送器7相连，通过3号密闭螺旋输送器7与离心过滤机10相连，离心过滤机10的固相出口通过锥形料斗11与2号密闭螺旋输送器5相连，液相由1号泥浆泵8泵入均质缓冲罐13相连，通过流量计12测定泥浆流量，均质缓冲罐液相出口通过2号泥浆泵15与卧螺离心机17相连，卧螺离心机16的分离的固相通过锥形料斗18与2号密闭螺旋输送器5相连，分离的液相经3号泥浆泵16和阀门21部分回流到均质缓冲罐，剩余的与回收泥浆储罐19相连。

实施过程：

通过PLC控制柜20进行，主要控制点包括：离心过滤机10的转速，离心过滤机10转速作为信号传入PLC控制柜20，由PLC控制柜20根据物料性质调整；卧螺离心机17转鼓和推料螺旋的转速，卧螺离心机17转鼓和推料螺旋的转速作为信号传入PLC控制柜20，由PLC控制柜20根据物料性质调整；流量计12流量数据和检测器9检测的泥浆粘度、密度数据作为信号传入PLC控制柜20，由PLC控制柜20控制1号泥浆泵8、2号泥浆泵15和3号泥浆泵16，同时PLC控制柜20控制离心过滤机10转速和卧螺离心机17转鼓和推料螺旋的转速，调整离心分离的泥浆产量及泥浆性能，使系统稳定运行。

油基泥浆回收工艺流程是：

将油基泥浆钻井过程产生的含油废物倒入进料1，通过1号密闭螺旋输送器2将含油废物均匀输送到振动筛3，经过振动筛3的分离，部分石块等异物被截留在振动筛3上部，通过锥形料斗4掉入2号密闭螺旋输送器5，并通过2号密闭螺旋输送器5输送回废料堆场，分离的泥浆通过振动筛筛网经过锥形料斗6和3号密闭螺旋输送器7进入离心过滤机10，经过离心分离后，干固体通过锥形料斗11掉入2号密闭螺旋输送器5，并通过2号密闭螺旋输送器5输送回废料堆场，分离的粗分离泥浆由1号泥浆泵8经过流量计12计量后，进入均质缓冲罐13，在均质缓冲罐13中，搅拌器14将粗分离泥浆和卧螺离心机16分离合格泥浆混合、均质，达到卧螺离心机17的进料要求后，通过2号泥浆泵15泵入卧螺离心机17，经过卧螺离心机17分离后的合格泥浆由3号泥浆泵16泵入均质缓冲罐13，剩余泥浆由阀门21进入合格泥浆储罐19。

装置通过PLC控制柜20进行控制，通过接受离心过滤机10、卧螺离心机17电流的反馈信号，通过PLC控制柜20调节离心过滤机10转速，以及卧螺离心机17转鼓和推料螺旋差速控制回收泥浆的质量。同时PLC控制柜20通过接受流量计12的反馈信号，以及均质缓冲罐中检测器9的反馈信号自动控制2号泥浆泵15，3号泥浆泵16的流量，实现系统的稳定运行。

本实用新型中，所述离心过滤-离心沉降耦合工艺针对废弃油基泥浆中固相颗粒粒径差距较大，固相物密度差异大的特点，将离心过滤和离心沉降过程耦合，既能有效分离并回收大量油基泥浆，又有较强的抗磨损和堵塞能力，同时系统运行稳定性可靠性较好。

本实用新型中，所述振动筛筛网孔径为2-3cm，振动频率为180-200r/min，筛网面积2-3m2/(m3.h)。所述离心过滤单元采用卧式离心过滤机，所述离心过滤中离心转速为600-750r/min，过滤网孔径为1.5-2.0mm。所述离心过滤后所得的粗分离泥浆固含量高，含砂量大，粘度大，固含量约为60-65%，达不到油基泥浆回用性能指标，输送入缓冲罐中，混合、均质后进一步处理。所述均质缓冲罐中设置泥浆固含量检测设备和泥浆粘度检测设备，通过将粗分离泥浆和后端分离合格泥浆混合、均质，通过检测器调节固含为30%-50%，进料泥浆粘度<400s，采用泥浆泵将均质后的粗分离油基泥浆泵入离心沉降设备。采用PLC控制系统设有PLC控制柜20中，根据检测的均质缓冲罐中泥浆的固相物含量和泥浆粘度调节回流泵开关。所述离心沉降过程，均质缓冲罐中经过均质调节后粗分离泥浆通过泥浆泵，进入离心沉降设备。

所述离心沉降设备采用卧螺离心机，均质后的粗分离泥浆泵入卧螺离心机在转鼓后，比液相密度大的固相颗粒在转鼓强大离心力作用下快速沉降到转鼓内壁，通过螺旋输送器把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端的压缩段进一步脱水，然后经出渣口排出，分离后的合格泥浆则从转鼓大端溢流堰流出。所述卧螺离心机中转鼓转速为1200-2100 r/min，转鼓和推料螺旋差速为<300r/min。所述缓冲罐中的均质过程，通过将离心沉降生产的油基泥浆回流到离心过滤生产的粗分离泥浆中，回流比为1:1-2.5:1。

采用本实用新型中的处理回收工艺处理后，泥浆回收率可达70%，经过两级离心分离后生产的油基泥浆中固含量10-20%，最大固相粒径约为50-80um，中值粒径约为10-30 um，破乳电压ES为700-2000mV泥浆粘度100-150s，回收的油基泥浆能回收并重新应用于钻井工程。同时分离的固相物中污染物含量大大降低，石油类含量<8%，具有显著经济效益。适用于处理高含油油基泥浆或钻屑。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是（1）经过离心过滤和离心沉降耦合过程处理后，含油废弃物中的油基泥浆被充分回收，实现资源的循环利用；（2）处理后固相物中的石油类含量<8%，实现固体废物污染的减量化。（3）整个处理工作由PLC自动控制，处理时间短，无二次污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：它包括与进料斗（1）相连接的1号密闭螺旋输送器（2），所述1号密闭螺旋输送器（2）连接至振动筛（3），所述振动筛（3）的边部设有连接于2号密闭螺旋输送器（5）的锥形料斗，所述振动筛（3）的下方设有连接于3号密闭螺旋输送器（7）的锥形料斗，所述3号密闭螺旋输送器（7）连接至离心过滤机（10），所述离心过滤机（10）的固相通过锥形料斗连接至2号密闭螺旋输送器（5），所述离心过滤机（10）的液相通过1号泥浆泵（8）连接至均质缓冲罐（13），所述均质缓冲罐（13）的液相出口通过2号泥浆泵（15）与卧螺离心机（17）相连，所述卧螺离心机（17）的固相出口通过锥形料斗连接至2号密闭螺旋输送器（5），所述卧螺离心机（17）的液相出口通过3号泥浆泵（16）分别连接至泥浆储罐（19）和均质缓冲罐（13），其中所述离心过滤机（10）、卧螺离心机（17）和泥浆泵分别连接并受控于PLC控制柜（20）。

2.如权利要求1所述的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：所述均质缓冲罐（13）分别于离心过滤机（10）的液相出口、卧螺离心机（17）的进口、以及卧螺离心机（17）的液相出口相连；其中均质缓冲罐（13）内设有搅拌器（14），所述搅拌器（14）连接于电机的输出轴上，所述电机设于均质缓冲罐（13）的顶部，所述均质缓冲罐（13）内设有检测器（9），所述检测器（9）连接于PLC控制柜（20）上。

3.如权利要求1或2所述的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：所述离心过滤机（10）的液相连接至均质缓冲罐（13）的管路上设有流量计（12），所述流量计（12）连接于PLC控制柜（20），所述心过滤机（10）中离心转速为600-750r/min，过滤网孔径为1.5-2.0mm。

4.如权利要求1或2所述的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：所述2号密闭螺旋输送器（5）内设有推料螺旋（23），所述推料螺旋（23）连接于电机上，所述电机设置于2号密闭螺旋输送器（5）的端部，所述2号密闭螺旋输送器（5）通过锥形料斗分别连接振动筛（3）、离心过滤机（10）和卧螺离心机（17）。

5.如权利要求1或2所述的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：所述卧螺离心机（17）的两端分别设有转鼓电机（25）和推料螺旋电机（26）,所述卧螺离心机（17）设有由转鼓电机（25）带动的转鼓，所述转鼓转速为1200-2100 r/min，所述卧螺离心机（17）内设有由推料螺旋电机（26）带动的推料螺旋，所述转鼓和推料螺旋差速为<300r/min。

6.如权利要求1或2所述的油基钻井含油废物中油基泥浆回收装置，其特征在于：所述振动筛（3）的筛网孔径为2-3cm，振动频率为180-200r/min，筛网面积1-1.5m²。