CN205575794U - 一种正渗透钻井液废水循环利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正渗透钻井液废水循环利用系统，包括废水池，预处理系统、原料池、汲取液池、正渗透装置、反渗透装置、生活用水池以及配浆罐；其中，所述的原料池和汲取液池分别联接至正渗透装置的两侧，在正渗透压的作用下，经过预处理的废钻井液中的水分子通过正渗透膜进入汲取液一侧，从而得到稀释后的汲取液，稀释后的汲取液一部分进入配浆罐回收配浆，另一部分通过反渗透装置，反渗透装置产出的清水用于生活用水，产出的浓缩液则循环至汲取液池重新使用；而通过正渗透装置浓缩的钻井液废水则返回至原料池中再次净化处理。本实用新型实现了钻井液废水的循环利用，对废钻井液的处理能耗低，污染小，效率高。

Description

一种正渗透钻井液废水循环利用系统

技术领域

本实用新型涉及石油天然气领域，具体地涉及一种正渗透钻井液废水循环利用系统。

背景技术

在石油天然气的勘探开发钻井过程中，不可避免地会产生大量废弃物，其中，最大容积量的废弃物是废弃钻井液。废弃钻井液中含有有机烃类、无机盐类、某些重金属离子(如汞、砷、铬、铅等)及一些配浆和加重材料中的杂质，如果不加处理，任意排放，或者管理、处理不当，均会对周边人、畜和自然环境造成不可估量的危害。目前，国内的废钻井液主要采用集中收集放置，定期交由水处理公司运走处理的方式进行排放，存在水资源浪费严重、废水处理成本高、环境污染风险高等问题。同时，我国油气储藏地多处于缺水地区，因而钻井液废水回用(用于配浆或用作生活用水)对于油气的可持续开发至关重要。

目前废钻井液的随钻处理常通常采用固液分离的方式，采用该方法需向废液中加入固化剂，而后采用机械分离的方式进行固液分离，但分离出的液体通过反渗透膜过滤，能耗较高，回收率低，膜污染情况也较严重，需要频繁更换反渗透膜以保证系统正常运行。

正渗透水处理技术是目前工业大规模水处理和科研领域的一个热点，与超滤、微滤和反渗透等常用膜分离技术相比，其不需要外加压力作为分离驱动力，而是靠溶液自身的渗透压差推动正渗透分离过程。除能耗小外，其还具有回收率高和膜污染情况相对较轻等显著优点，能够持续长时间运行而不需要清洗。

实用新型内容

本实用新型提供一种正渗透钻井液废水循环利用系统，目的是将正渗透技术应用于钻井液废水的净化处理，实现钻井液废水的循环利用，减少对环境的污染。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种正渗透钻井液废水循环利用系统，包括废水池，预处理系统、原料池、汲取液池、正渗透装置、反渗透装置、生活用水池以及配浆罐；

所述废水池，预处理系统以及原料池依次连接，所述正渗透装置中央设置正渗透膜，膜两侧分别为供原料液流动的原料液通道以及供汲取液流动的汲取液通道，所述原料池和汲取液池分别通过管道连接至正渗透装置的原料液通道和汲取液通道，所述正渗透装置中原料液通道出口与原料液池连接，所述正渗透装置中汲取液通道出口分别连接至反渗透装置和配浆罐，所述反渗透装置的废水出口与汲取液池入口连接，所述反渗透装置的净水出口与生活用水池连接。所述原料池和汲取液池出口处分别设置水泵，将原料液和汲取液输送至正渗透装置中。

所述正渗透装置采用的正渗透膜为中空纤维式三乙酸纤维素膜。

所述正渗透装置中原料液通道出口处设置水泵，将通过正渗透装置浓缩的原料液返回至原料池中，再度循环净化。

所述正渗透装置中汲取液通道出口处设置水泵，将稀释后的汲取液从正渗透装置导出，通过节流阀，根据实际需求，输送至反渗透装置再度净化后储存于生活用水池，或输送至配浆罐中直接参与钻井液的配制。

所述反渗透装置中汲取液的一侧设置水泵，将通过反渗透装置浓缩的汲取液输送至汲取液池，循环利用。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的正渗透钻井液废水循环利用系统，在正渗透装置的汲取液出口处，设有节流阀，可根据现场需求，将稀释过的汲取液部分或全部输送至反渗透装置中，进一步净化得到生活用水；或直接进入配浆罐中参与配浆通过反渗透装置浓缩的汲取液可泵送至汲取液池中再度参与循环，实现汲取液的循环利用。

附图说明

本实用新型包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型正渗透钻井液废水循环利用系统的结构示意图：

图中标记为：

1、废水池；2、预处理系统；3、原料池；4、汲取液池；5、正渗透膜；6、正渗透装置；7、反渗透装置；8、生活用水池；9、配浆罐；10、11、12、13、14、水泵；15、节流阀；

具体实施方式

下面对照图1，通过实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本实用新型提供了一种正渗透钻井液废水循环利用系统，包括废水池1，用于储存井场废弃钻井液的钻井液；预处理系统2，原料池3，汲取液池4，正渗透装置6和反渗透装置7、生活用水池8以及配浆罐9。具体地，钻井液废水池1中的废水经预处理系统(包括化学絮凝和机械固液分离等)进入原料池3，而后与汲取池中的汲取液分别通过水泵10、11泵入正渗透膜5的两侧，在正渗透压的作用下，废钻井液中的水分子通过正渗透膜进入汲取液的一侧，从而得到稀释后的汲取液；稀释后的汲取液可根据实际需要，进入配浆罐9参与配浆，或者进入反渗透装置7进一步净化得到生活用水。

正渗透装置6的原料液出口通过水泵12连通于原料池，将通过正渗透作用浓缩的废钻井液返回至原料池再次净化处理。由此，正渗透装置6与原料池3构成一个循环回路，使得钻井液废水可以得到多次净化，提高回收率。

正渗透装置6的汲取液出口处设有水泵13和分流阀15，通过分流阀，对稀释后的汲取液进行分流，根据实际需要，选择直接进入配浆罐9参与钻井液的配制，或者进入反渗透装置7再次净化，得到生活用水储存在生活用水池8以解决缺水地区的饮用水问题。

进一步，反渗透装置7的废水出口通过水泵14连通于汲取液池4，将通过反渗透作用浓缩的汲取液返回至汲取液池再次参与正渗透过程。由此，正渗透装置6与反渗透装置7以及汲取液池4构成一个循环回路，使得汲取液可以循环利用，节约了成本。

进入原料池的钻井液废水中总溶解性固体物质(TDS)浓度为25000mg/L，汲取池中的汲取液为260000mg/L的近饱和氯化钠水溶液，正渗透膜5采用中空纤维式三乙酸纤维素膜，经过上述的正渗透钻井液废水循环利用系统处理，得到的TDS浓度为300mg/L，达到国家生活饮用水要求，而稀释后的汲取液中氯化钠浓度降至70000mg/L，可以直接参与钻井液的配浆。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。但并不限于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种正渗透钻井液废水循环利用系统，其特征在于，包括废水池，预处理系统、原料池、汲取液池、正渗透装置、反渗透装置、生活用水池以及配浆罐；

所述废水池，预处理系统以及原料池依次连接，所述正渗透装置中央设置正渗透膜，膜两侧分别为供原料液流动的原料液通道以及供汲取液流动的汲取液通道，所述原料池和汲取液池分别通过管道连接至正渗透装置的原料液通道和汲取液通道，所述正渗透装置中原料液通道出口与原料液池连接，所述正渗透装置中汲取液通道出口分别连接至反渗透装置和配浆罐，所述反渗透装置的废水出口与汲取液池入口连接，所述反渗透装置的净水出口与生活用水池连接。

2.根据权利要求1所述的正渗透钻井液废水循环利用系统，在所述原料池和汲取液池出口处分别设置水泵，将原料液和汲取液输送至正渗透装置中。

3.根据权利要求1所述的正渗透钻井液废水循环利用系统，所述的正渗透膜为中空纤维式三乙酸纤维素膜。

4.根据权利要求1所述的正渗透钻井液废水循环利用系统，所述正渗透装置的原料液通道出口处设置水泵，将通过正渗透装置浓缩的原料液返回至原料池中，再度循环净化。

5.根据权利要求1所述的正渗透钻井液废水循环利用系统，所述正渗透装置的汲取液通道出口处设置水泵和节流阀，将稀释后的汲取液从正渗透装置导出，通过节流阀，根据实际需求，输送至反渗透装置再度净化后储存于生活用水池，或输送至配浆罐中直接参与钻井液的配制。

6.根据权利要求1所述的正渗透钻井液废水循环利用系统，其特征在于，在反渗透装置废水出口设置水泵，将通过反渗透装置浓缩的汲取液输送至汲取液池，循环利用。