CN208502699U - 一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，该系统至少包括有泥浆收集罐、破胶反应罐、脱水机及水净化设备。其中，所述泥浆收集罐用以收集废弃泥浆，并加入破胶剂进行混合；所述泥浆收集罐接有破胶反应罐，在破胶反应罐中加入或补充破胶剂进行破胶反应，通过破胶剂对泥浆实施破胶处理；所述破胶反应罐接有脱水机，通过脱水机进行固液分离，脱水机接有水净化设备，通过水净化设备实现水的净化，从而达标排放，能够满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

Description

一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统

技术领域

本实用新型属于属于环保水处理设备领域，特别涉及水基泥浆或岩屑的处理设备，可应用于石油钻井环保领域，也可以应用于交通、建筑领域。

背景技术

石油钻井产生的废弃水基泥浆(岩屑)是由膨润土、磺化高分子有机物、表面活性剂、石油类、重晶石粉、岩屑、重金属和水组成，其中磺化高分子有机物、石油类、重金属等对环境十分有害。

传统的石油钻井废弃水基泥浆(岩屑)的无害化处理，采用了固化填埋、深井回注、抛洒、高温热解、化学混凝+固液分离等办法。这些方法不同程度存在污染物处理不彻底、造成二次污染、处理成本高等问题。

其中，普遍采用的固化填埋法采用了在废弃泥浆(岩屑)中加入固化剂进行混合固化，并转入填埋池，用防渗膜进行隔离、地表硬化处理。这一方法存在含水量高不易固化、大量添加固化剂增加废固量、处理成本高的问题；同时也存在防渗膜穿刺破损、老化，进而对地下水和土壤造成污染风险。

高温热分解需要大型设备和大量能源消耗，普遍在偏远地区的钻井作业废弃泥浆需要长途运输到集中处理厂处理，燃烧过程产物对大气可能造成二次污染。

现场抛洒直接导致环境水体和土壤的污染，随着环保执法日益严格，各级政府和法律法规对此予以明令禁止。

另一种普遍采用的废弃水基泥浆化学混凝+固液分离，采用包括硫酸铁、聚合硫酸铁、硫酸铝和聚合硫酸铝，辅助加入氧化钙或氢氧化钙。带负电荷的钠基膨润土胶体与带正电荷的氢氧化铁、氢氧化铝胶体之间产生电中和，从而使胶体混凝聚沉。固液分离出水送污水处理厂进一步处理，固渣送水泥厂、砖厂做原料或热解处理。这一工艺存在无机混凝剂使用量大(占固渣量2-5％)、适宜加量不易控制、成本高、固液分离难度较大、后续污水处理难度大等问题。

专利申请201710056361.1公开了一种水基泥浆的处理工艺，包括以下几个步骤：A甩干离心：将水基泥浆先通过立式甩干机后得到第一固相产物和第一液相产物，所述第一液相产物送入离心机后得到回收钻井液和第二固相产物；B干化：通过输送机将料斗内的固相产物送入外热式干化装置，所述外热式干化装置通过无烟化供热器提供加热介质，加热介质用于所述外热式干化装置加热后形成烟气，固相产物在外热式干化装置中加热后产生固渣和回收气；C烟气处理与回收气处理：所述烟气通入烟尘处理系统，所述回收气送入三相分离系统，所述回收气在三相分离系统中经喷淋和水气分离后得到不凝气，其余凝结杂质沉入水箱；D不凝气回用；E水循环处理。

又如专利申请201710433553.X公开的一种水基钻井液钻屑无害化处理方法，具体包括以下步骤：(1)将岩屑放入滚动洗涤池,利用清水循环洗涤5～12次；(2)加入绿色助剂DBB，循环洗涤5～12次；(3)加入强化助剂GMAA,循环洗涤5～12次；(4)排放循环液进入回用系统，重新加入清水，循环4～6次之后，将岩屑甩干并将所脱水分回用于水基钻井液。本发明对水基钻井液反排岩屑进行无害化处理，构建既经济又绿色的岩屑处理技术，即将处理液回用，最大化地降低处理成本。

事实上，专利申请201710056361.1的技术方案中，所采用的设备过于复杂，使用成本高，而且实际效果不理想，专利申请201710433553.X所采用的技术方案中，则仅仅通过添加强化助剂进行循环洗涤，难以达到环保要求的净化效果，而且会产生二次污染，虽然结构简单，但是不能实现环保要求。

专利申请201721036296.8公开了一种撬装式钻井油基、水基泥浆不落地处理环保系统。所述泥浆进口管线连接初级固液分离橇，初级固液分离橇两个振动筛出口与蒸洗除油橇中对应的两个蒸洗干燥器进口连接；初级固液分离橇后仓渣浆泵与二级固液分离橇上的除泥除砂器中的除砂器进口相连接；二级固液分离橇除泥除砂器出口和卧式离心机出口与蒸洗除油橇中前仓蒸洗浮选区进口相连；蒸洗除油橇上蒸洗干燥器出口与末端干燥多功能加药橇中干燥装置进口经斜板槽相连接；蒸洗除油橇后仓上的渣浆泵出口与隔膜压滤橇中隔膜压滤机进口相连接。该环保系统虽然能够实现钻井不同阶段的泥浆不落地处理，但是仍然采用复杂的设备构建而成，设备多，占用空间大，施工及安装均较为复杂，难以得到普遍的推广应用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，该系统通过对钻井水基泥浆或岩屑实施破胶、固液分离、水达标处理、固体物无害化处理，满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

本实用新型的另一个目的在于提供一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，该系统构造简单，易于实现，且能够对泥浆进行综合利用，切实实现节能环保的要求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，该系统至少包括有泥浆收集罐、破胶反应罐、脱水机及水净化设备。其中，所述泥浆收集罐用以收集废弃泥浆，并加入破胶剂进行混合；所述泥浆收集罐接有破胶反应罐，在破胶反应罐中加入或补充破胶剂进行破胶反应，通过破胶剂对泥浆实施破胶处理；所述破胶反应罐接有脱水机，通过脱水机进行固液分离，脱水机接有水净化设备，通过水净化设备实现水的净化，从而达标排放，能够满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

进一步，该系统还包括有循环药剂罐，所述循环药剂罐接于所述脱水机后，并通过循环药剂泵接通于泥浆收集罐，以便于破胶剂这些药剂进行循环利用。

更进一步，所述循环药剂罐设置有隔槽及100-400目筛网过滤板，以再次进行固液分离，过滤悬浮颗粒。

进一步，所述泥浆收集罐中设置有搅拌器，以对泥浆和破胶剂的混合进行搅拌，实现二者的混合均匀。

更进一步，所述破胶反应罐中也设置有搅拌器，以充分使泥浆和破胶剂的混合均匀，使破胶反应完全。

更进一步，所述破胶反应罐与脱水机之间设置有PAM絮凝剂管道混合器，经过PAM絮凝剂管道混合器进行混合絮凝，以便于进行固液分离。

更进一步，所述脱水机为泥浆专用脱水机，且泥浆专用脱水机后还接有全自动免烧砖机，以进行固体物无害化处理，避免固废的产生。

所述水净化设备，为超滤UF/反渗透RO组合膜设备，能够有效地对废水进行净化，从而能够达标排放，达到环保要求。

本实用新型所实现的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，直接收集钻井水基泥浆或岩屑，然后通过对钻井水基泥浆或岩屑实施破胶、固液分离、水达标处理、固体物无害化处理，进行达标排放，满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

本实用新型可以应用于石油钻井环保领域，也可以应用于交通、建筑领域。

附图说明

图1是本实用新型所实施的结构示意图。

具体实施方式

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。

图1所示，为本实用新型所实现的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统的结构示意图，图中所示，该系统包括有泥浆收集罐1、破胶反应罐2、PAM絮凝剂管道混合器3、脱水机4、全自动免烧砖机5、循环药剂罐6及水净化设备7，其中，所述泥浆收集罐1用以收集废弃泥浆，并加入破胶剂进行混合，泥浆收集罐1中设置有泥浆搅拌器11，以对泥浆和破胶剂的混合进行搅拌，实现二者的混合均匀。

所述泥浆收集罐1接有破胶反应罐2，在破胶反应罐2中加入或补充破胶剂进行破胶反应，通过破胶剂对泥浆实施破胶处理，破胶反应罐2中也设置有破胶搅拌器21，以充分使泥浆和破胶剂的混合均匀，使破胶反应完全。

破胶反应罐2后接有PAM絮凝剂管道3，经过PAM絮凝剂管道混合器3进行混合絮凝，以便于进行固液分离；PAM絮凝剂管道3后接有脱水机4，通过脱水机4进行固液分离，脱水机4为泥浆专用脱水机，且泥浆专用脱水机4后还接有全自动免烧砖机5，以进行固体物无害化处理，避免固废的产生。

同时，脱水机4接有循环药剂罐6，循环药剂罐6通过循环药剂泵接通于泥浆收集罐，以便于破胶剂这些药剂进行循环利用。循环药剂罐6后接有水净化设备7，所述水净化设备7，为超滤UF/反渗透RO组合膜设备，能够有效地对废水进行净化；通过水净化设备7实现水的净化，从而达标排放，能够满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

工艺流程描述：

钻井废弃泥浆和或岩屑由钻井固控设备排出后，经螺旋输送器送到泥浆收集罐，与循环药剂泵送来的循环破胶剂一起(破胶剂通过现有技术即可实现，如专利申请201610679190.3所公开的氧化破胶剂，又如专利申请201010270084.2所公开的破胶剂Al₂(SO4)₃均是可以实现破胶的效果的)，经泥浆收集罐1中的泥浆搅拌器11搅拌混合均匀，由液下泵送至破胶反应罐2进行破胶反应。达到破胶后，由破胶反应罐2液下泵将浆料转至泥浆专用脱水机4，进泥浆专用脱水机4前与预先配制好的PAM絮凝剂管道混合器3混合絮凝，确保固液分离效果。

泥浆专用脱水机4对固液进行分离。分离出的固体泥饼在自动免烧砖机中加入水泥、早强剂、水搅拌混合，压制免烧砖。分离出水自流进循环药剂罐6，由液下泵转入泥浆收集罐1进行循环破胶。

在循环药剂罐设置有隔槽及100-400目筛网过滤板，以再次进行固液分离，过滤悬浮颗粒；随着泥浆(岩屑)不断处理，泥浆中的水和可溶性有机磺酸盐会累积在循环药液中，当循环药剂罐液位超过筛网底部时，药液经筛网过滤悬浮颗粒，进入隔槽内，再经超滤UF/反渗透RO组合膜膜设备的原水泵、布袋过滤器(10um)、保安过滤器(5um)后进行超滤，分离浓缩出大分子的有机磺酸盐，浓度达到5-20％，可作为复配泥浆原料使用。超滤产水再经加压泵加压、反渗透膜分离，浓水返回循环药剂罐，产水可达到国家《污水综合排放标准》一级标准，可以作为钻井进场冲洗水、泥浆配制水、PAM配制，也可以直接外排。

由此，本实用新型所实现的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，直接收集钻井水基泥浆或岩屑，然后通过对钻井水基泥浆或岩屑实施破胶、固液分离、水达标处理、固体物无害化处理，进行达标排放，满足钻井废弃泥浆或岩屑的随钻不落地处理工艺要求和环保要求。

本实用新型可以应用于石油钻井环保领域，也可以应用于交通、建筑领域。

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 (8)

1.一种钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于该系统至少包括有泥浆收集罐、破胶反应罐、脱水机及水净化设备；其中，所述泥浆收集罐用以收集废弃泥浆，并加入破胶剂进行混合；所述泥浆收集罐接有破胶反应罐，在破胶反应罐中加入或补充破胶剂进行破胶反应，通过破胶剂对泥浆实施破胶处理；所述破胶反应罐接有脱水机，通过脱水机进行固液分离，脱水机接有水净化设备，通过水净化设备实现水的净化。

2.如权利要求1所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于该系统还包括有循环药剂罐，所述循环药剂罐接于所述脱水机后，并通过循环药剂泵接通于泥浆收集罐。

3.如权利要求2所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述循环药剂罐设置有隔槽及100-400目筛网过滤板。

4.如权利要求1所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述泥浆收集罐中设置有搅拌器。

5.如权利要求4所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述破胶反应罐中也设置有搅拌器。

6.如权利要求1所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述破胶反应罐与脱水机之间设置有PAM絮凝剂管道混合器，经过PAM絮凝剂管道混合器进行混合絮凝。

7.如权利要求6所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述脱水机为泥浆专用脱水机，且泥浆专用脱水机后还接有全自动免烧砖机。

8.如权利要求1所述的钻井水基泥浆或岩屑的无害化处理系统，其特征在于所述水净化设备，为超滤UF/反渗透RO组合膜设备。