CN210256729U - 一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，包括搅拌桶，所述搅拌桶与油田钻井水基废弃钻井泥浆输送管道的出口端相连通，并设有闸门，所述搅拌桶还与粉煤灰储罐和脱硫石膏粉储罐相连通，并设有控制阀和流量计；所述搅拌桶设有高度传感器；本实用新型的优点在于：提高了工作效率，降低了成本，处理效果好，避免了环境污染，有利于可持续发展。

Description

一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统

技术领域

本实用新型涉及一种油田钻井水基废弃钻井泥浆处理系统，具体地说是一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，属于油田钻井水基废弃钻井泥浆处理系统领域。

背景技术

我国正处在转型升级、动能转换的关键阶段，结构调整阵痛仍在持续稳增长的基础尚不牢固，新动能成长之势仍显不足。一方面，面临错综复杂的国际形势，低迷的国际贸易对我国进出口负面影响加大，并伴生诸多不确定性因素，我们必须增强风险防范意识，牢牢把握对外开放的主动权另一方面，国内去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板任务艰巨，面临诸多现实挑战，我们必须加大供给侧结构性改革力度，继续扩大有效需求，以加强新经济创新人才培养和高新技术企业创新能力储备为重点，加快培育新动能。归根结底一句话，就要坚持以创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念为引领，努力把经济向好之势转化为推动经济增长之能，确保实现“十三五”经济社会发展良好开局。

油田钻井水基废弃钻井泥浆，是一种含有多种化学处理剂，污水、污油及多项稳态胶体的悬浮体系。随着钻井深度增加，难度加大，钻井液中加入添加剂种类和数量也越来越多，环境污染危害也越来越大，废弃泥浆是油田生产和生活的主要污染之一。危害环境的主要成分如：烃类、木质素磺、盐酸等，聚合物，重金属离子（汞、铜、砷、铬、锌、铅）等。为了防止钻井液废弃泥浆对环境造成的污染必须对其进行处理，通常采用固化处理的方式。合格钻井废弃物可以用于土地修复、矿坑回填、种植吸复重金属植被、目前已完成植被生长实验、主要体现在抗干旱、重度盐碱地修复等。实现了废弃物高效资源化利用，有效消除钻井作业对环境造成的污染隐患，同时可实现钻井废弃物的资源化利用，处理后的钻井废弃物可以用于油田修建简易公路及铺垫井场。一方面既保护了生态平衡，改善了人居环境，又为政府实现可持续发展目标起到了有效的促进作用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，提高了工作效率，降低了成本，处理效果好，避免了环境污染，有利于可持续发展。

本实用新型的技术方案为：

一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，包括搅拌桶，所述搅拌桶与油田钻井水基废弃钻井泥浆输送管道的出口端相连通，并设有闸门，所述搅拌桶还与粉煤灰储罐和脱硫石膏粉储罐相连通，并设有控制阀和流量计；所述搅拌桶设有高度传感器如点触式液面高度传感器。

使用时，油田钻井水基废弃钻井泥浆由输送管道输送至搅拌桶，当达到搅拌桶的一定高度时，即高度传感器的位置，关闭闸门，开启控制阀，使粉煤灰储罐和脱硫石膏粉储罐内的粉煤灰和脱硫石膏粉加入到搅拌桶内，同时，根据流量计控制加入到搅拌桶内的粉煤灰和脱硫石膏粉的量，选择合适的油田钻井水基废弃钻井泥浆、粉煤灰和脱硫石膏粉的配比，例如100：2-5：1-4等。粉煤灰中的SiO2、Al2O3等物质在废弃泥浆中水化，受到Ca（OH）2的碱性激发，分别成C-S-H凝胶和水化铝酸钙类物质，水化铝酸钙又会受到硫酸盐的激发，生成单硫型的水化硫铝酸钙等产物，提高了废弃泥浆体系的凝胶组分和硬化质量。

其中，所述高度传感器的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述闸门控制相连，当钻井泥浆达到搅拌桶内高度传感器的位置时，控制器控制闸门关闭。

进一步的，所述流量计的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述控制阀控制相连，当粉煤灰和脱硫石膏粉加入到搅拌桶内的量满足用量要求时，控制器控制控制阀关闭。

进一步的，所述搅拌桶设有桶盖，所述桶盖上设有搅拌装置，如搅拌桨叶，所述搅拌装置与设置在所述桶盖上的搅拌电机传动相连。

进一步的，所述搅拌装置为搅拌棒、搅拌桨叶或螺旋绞龙，优选为螺旋绞龙，不但搅拌效果好，而且便于输料。

优选地，所述搅拌装置上半段为搅拌棒、下半段为螺旋绞龙结构。采用螺旋绞龙结构有利于物料的垂直方向的混合，采用搅拌棒有利于物料的水平方向的混合。

进一步的，所述搅拌桶的底部为圆锥形，且锥底设有出料口，并设有出料阀门，当搅拌到一定程度后，开启出料阀门，将混合好的泥浆输出即可实现固化。搅拌1-2分钟泥浆失去流动性，完全可实现泥浆不落地固化处理工艺要求，泥浆1-4小时硬化可装车转运，2-7天以上可彻底固化或就地填埋，达到环保要求，还可以上复新土进行种植、植被，实现了废泥浆的增值利用，具有突出的经济效益和社会效益。

本实用新型的有益效果为：提高了工作效率，降低了成本，处理效果好，避免了环境污染，有利于可持续发展。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，包括搅拌桶1，所述搅拌桶1与油田钻井水基废弃钻井泥浆输送管道2的出口端相连通，并设有闸门3，所述搅拌桶1还与粉煤灰储罐4和脱硫石膏粉储罐5相连通，并设有控制阀6和流量计7；所述搅拌桶1设有高度传感器（如点触式液面高度传感器）8。

使用时，油田钻井水基废弃钻井泥浆由输送管道输送至搅拌桶，当达到搅拌桶的一定高度时，即高度传感器的位置，关闭闸门，开启控制阀，使粉煤灰储罐和脱硫石膏粉储罐内的粉煤灰和脱硫石膏粉加入到搅拌桶内，同时，根据流量计控制加入到搅拌桶内的粉煤灰和脱硫石膏粉的量，选择合适的油田钻井水基废弃钻井泥浆、粉煤灰和脱硫石膏粉的配比，例如100：2-5：1-4等。粉煤灰中的SiO2、Al2O3等物质在废弃泥浆中水化，受到Ca（OH）2的碱性激发，分别成C-S-H凝胶和水化铝酸钙类物质，水化铝酸钙又会受到硫酸盐的激发，生成单硫型的水化硫铝酸钙等产物，提高了废弃泥浆体系的凝胶组分和硬化质量。

其中，所述高度传感器8的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述闸门3控制相连，当钻井泥浆达到搅拌桶内高度传感器的位置时，控制器控制闸门关闭。

所述流量7计的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述控制阀6控制相连，当粉煤灰和脱硫石膏粉加入到搅拌桶内的量满足用量要求时，控制器控制控制阀关闭。

所述搅拌桶1设有桶盖9，所述桶盖9上设有搅拌装置10，如搅拌桨叶，所述搅拌装置10与设置在所述桶盖上的搅拌电机11传动相连。

所述搅拌装置为搅拌棒、搅拌桨叶或螺旋绞龙，优选为螺旋绞龙，不但搅拌效果好，而且便于输料。优选为，所述搅拌装置上半段为搅拌棒、下半段为螺旋绞龙结构。

所述的粉煤灰储罐4和脱硫石膏粉储罐5均设有下料绞龙，避免物料堵塞。

所述搅拌桶1的底部为圆锥形，且锥底设有出料口12，并设有出料阀门，当搅拌到一定程度后，开启出料阀门，将混合好的泥浆输出即可实现固化。搅拌1-2分钟泥浆失去流动性，完全可实现泥浆不落地固化处理工艺要求，泥浆1-4小时硬化可装车转运，2-7天以上可彻底固化或就地填埋，达到环保要求，还可以上复新土进行种植、植被，实现了废泥浆的增值利用，具有突出的经济效益和社会效益。

粉煤灰的矿物主要分为无定形相和结晶性两大类。无定形相主要是玻璃相和无定形碳。无定形相主要是由硅铝质等组成的玻璃体，这些玻璃体经过高温煅烧，储藏了较高的化学内能，是粉煤灰活性的主要来源。结晶性主要有莫来石、磁铁矿、赤铁矿、石英、石墨及少量硅酸盐、方铝矿、金红石等。莫来石熔点为1810℃，相对密度为3，硬度为6。由于莫来石硬度大，粉磨较困难。

粉煤灰的化学成分与煤所含的各种物质成分有关，主要成分是二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（Fe2O3）、氧化钙（CaO）、未燃尽的炭（烧失量），还有少量微量元素等。原煤中含有一定量的氧化钙、氧化镁（CaO、MgO），在燃烧中很容易和二氧化硅（SiO2）反应生成硅酸盐。因此，当粉煤灰含钙量高时，本身具有一定的水硬性。

脱硫石膏是来自烟气脱硫过程中产生的一种工业副产品，主要由含两个结晶水的硫酸钙组成，外观上呈现不同的颜色，常见颜色是灰黄色或灰白色，灰色主要是由于烟尘中未燃尽的碳质量分数较高的缘故，并含有少量CaCO3颗粒，其分子式为CaSO4·2H2O。烟气脱硫石膏呈粉状，颗粒较细，平均粒径约40-60μm，颗粒呈短柱状，径长比在1.5~2.5之间。外观常见颜色呈灰黄色或灰白色，灰色是由于脱硫烟气所含的飞灰所致。脱硫石中二水硫酸钙的含量一般都在90%以上，游离水含量在10%左右，并含有飞灰、碳酸钙、亚硫酸钙以及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。嘉润电解铝厂配套有石膏脱水系统，石膏浆液经水力旋流器浓缩后进入真空皮带脱水装置，经脱水处理后的石膏固体表面含水率不超过10%。

泥浆固化的其机理是向废水基泥浆（或其沉淀物）中加入固化剂（粉煤灰、脱硫石膏）。使钻井废物中的有害成份固定在惰性固体终产物中。固化过程中，泥浆中的重金属离子生成羟基化合物固定，阻止重金属离于外移，其他污染物由于吸附作用及固化体的网状结构和较小的空隙通道。限制了其迁移，所以浸出率较低。例如总Cl-的迁移速率降低。这已经被研究人员通过电子显微照相仪对固化泥浆和未固化泥浆进行扫描电镜分析得到了证实，通过对电镜照片分析可以看出：水基泥浆原泥装固化体中颗粒胶结较松散。有较大的空隙通道；而水基泥浆用处理后的泥饼固化后颗粒聚结紧密，有交叉网状结构。空隙通道较小。利用固化剂的化学稳定、封闭和化学凝固作用，废物中金属离子和有机物在环境中的侵蚀和沥滤大为减少，最终废弃泥浆将传化成类似土壤或胶结强度很大的固体。可以毫不夸张地说，泥浆固化剂具有显著地性价比，在施工中省去了巨量的人力、机械工程量和成本费用，只需要一台小型的挖沟机械，左右、前后、上下搅拌几次泥浆，使加入的泥浆固化剂能够较为均匀的与泥浆混合。（快干高强岩屑固化剂，采用了矿渣粉、火山灰、快干水泥、破胶剂、速凝剂等材料复合而成。按照每立方泥浆加入400-500kg固化剂充分搅拌，7天强度可达到15Mpa，28天强度可达到20-25Mpa.）。

Claims (6)

1.一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：包括搅拌桶，所述搅拌桶与油田钻井水基废弃钻井泥浆输送管道的出口端相连通，并设有闸门，所述搅拌桶还与粉煤灰储罐和脱硫石膏粉储罐相连通，并设有控制阀和流量计；所述搅拌桶设有高度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：所述高度传感器的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述闸门控制相连，当钻井泥浆达到搅拌桶内高度传感器的位置时，控制器控制闸门关闭。

3.根据权利要求1所述的一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：所述流量计的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述控制阀控制相连，当粉煤灰和脱硫石膏粉加入到搅拌桶内的量满足用量要求时，控制器控制控制阀关闭。

4.根据权利要求1所述的一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：所述搅拌桶设有桶盖，所述桶盖上设有搅拌装置，所述搅拌装置与设置在所述桶盖上的搅拌电机传动相连。

5.根据权利要求4所述的一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：所述搅拌桨叶为螺旋绞龙。

6.根据权利要求5所述的一种油田水基钻井岩屑固化自动配比生产系统，其特征在于：所述搅拌桶的底部为圆锥形，且锥底设有出料口，并设有出料阀门。

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