CN210738502U - 油基钻屑制备压裂支撑剂系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其包括热解设备、焚烧设备、造粒设备、第一热交换回路以及第一连接管路，热解设备对油基钻屑进行热解；焚烧设备对热解设备中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料；造粒设备利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒；第一热交换回路与焚烧设备的出口排出的烟气进行热交换以吸收烟气的热量并与热解设备进行热交换以向热解设备放热而提供热源；第一连接管路将热解设备和焚烧设备连通，以将油基钻屑在热解设备中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备中。由此，危险废物的资源化利用，且能节省能量并实现无害化处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田领域，尤其涉及一种油基钻屑制备压裂支撑剂系统。
背景技术
页岩气油基钻屑是指在页岩气钻井过程中产生的一种含油固体污染物，属于多相体系，一般由水包油、油包水及大量悬浮固体组成，粘度较大，固相难以彻底沉降，属于《国家危险废物名录》中HW08类危险废物。目前国内外主要采用焚烧、高温裂解回收、萃取回收等方法进行处理，国家《危险废物名录》规定危废处理之后仍为危废，这些方法不但无法实现无害化处理，且能耗高、安全性能较差、处理成本难以接受。因此现有技术中需要一种能够在降低页岩气油基钻屑对环境危害的同时回收利用的方法。
石油压裂支撑剂是石油、天然气和页岩气低渗透油气井开采压裂施工的重要填充介质，其性质直接影响了整个油气井的增产能力。在油气井中注入石油压裂支撑剂不仅可以提高油气层的渗透能力，增加油气产量，而且还能延长油气井使用年限。随着钻井技术的进步，页岩气井越来越深，每口井的压裂支撑剂用量将达2400吨/井，随着国家对页岩气开发力度加大，压裂支撑剂的使用量将大幅增加。当前，压裂支撑剂的生产多是单独的进行生产，并没有与危废的资源化利用相结合。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其能将油基钻屑和压裂支撑剂接合在一起，实现危险废物的资源化利用，且能节省能量并实现无害化处理。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其包括热解设备、焚烧设备、造粒设备、第一热交换回路以及第一连接管路，热解设备对油基钻屑进行热解，以形成热解残渣并回收油基钻屑中的废矿物油；焚烧设备对热解设备中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料；造粒设备利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒；第一热交换回路与焚烧设备的出口排出的烟气进行热交换以吸收烟气的热量并与热解设备进行热交换以向热解设备放热而提供热源；第一连接管路将热解设备和焚烧设备连通，以将油基钻屑在热解设备中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备中。
在一实施例中，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括预热设备、第二热交换回路以及第二连接管路，预热设备对油基钻屑进行预热并进行脱水；第二热交换回路与焚烧设备的出口排出的烟气进行热交换以吸收焚烧设备的出口排出的烟气的热量并与预热设备进行热交换以向预热设备放热而提供热源；第二连接管路将预热设备和焚烧设备连通，以将油基钻屑在预热设备中产生的不凝气通入焚烧设备中。
在一实施例中，第一热交换回路和第二热交换回路集成在一起。
在一实施例中，第一连接管路和第二连接管路集成在一起。
在一实施例中，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括存储池，存储池存储油基钻屑。
在一实施例中，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括储油槽，储油槽连通于热解设备的内部和预热设备的内部，以接收并存储油基钻屑在热解设备中热解以及在预热设备中预热得到的废矿物油。
在一实施例中，造粒设备包括湿磨机、干化设备、成球机以及烧制装置；湿磨机将压裂支撑剂的原料磨碎成湿料；干化设备对磨碎成的湿料进行干燥；成球机对干燥的磨碎的压裂支撑剂的原料制成球料；烧制装置对球料进行烧制以形成压裂支撑剂颗粒。
在一实施例中，造粒设备还包括热交换循环回路，热交换循环回路与烧制装置排出的烟气进行换热以吸收烟气的热并与干化设备进行热交换以向干化设备放热而提供热源。
在一实施例中，造粒设备还包括辅料添加设备，辅料添加设备向成球机添加所需的辅料。
在一实施例中，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括烟气处理装置，
烟气处理装置连通于焚烧设备以及干化设备，对焚烧设备排出的烟气以及干化设备排出的烟气进行处理以实现达标排放。
本实用新型的有益效果如下：在本实用新型中，焚烧设备对热解设备中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料，造粒设备利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒，实现了危险废物的资源化利用；第一热交换回路充分回收焚烧设备的出口排出的烟气所含的热量，节省焚烧设备的能量消耗；第一连接管路将热解设备和焚烧设备连通，以将油基钻屑在热解设备中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备中，以被焚烧处理(即进行彻底无害化处理)，既节能环保，又降低了成本。
附图说明
图1是根据本实用新型的油基钻屑制备压裂支撑剂系统的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1热解设备 6预热设备
2焚烧设备 7第二热交换回路
3造粒设备 8第二连接管路
31湿磨机 9输送装置
32干化设备 10存储池
33成球机 11储油槽
34烧制装置 12运输设备
35热交换循环回路 121斜道
36冷却装置 122翻斗输送机
37筛分装置 122a升降设备
38辅料添加设备 122b翻斗
4第一热交换回路 13天然气输送管道
5第一连接管路 14烟气处理装置
具体实施方式
附图示出本发明的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本发明。
此外，诸如上、下、左、右、前和后等用于说明实施例中的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的，且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应所述改变。
图1是根据本实用新型的油基钻屑制备压裂支撑剂系统的示意图。
如图1所示，油基钻屑制备压裂支撑剂系统包括热解设备1、焚烧设备2、造粒设备3、第一热交换回路4以及第一连接管路5。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括预热设备6、第二热交换回路7以及第二连接管路8。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括输送装置9。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括存储池10。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括储油槽11。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括运输设备12。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括天然气输送管道13。依据实际情况，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还可包括烟气处理装置14。
热解设备1对油基钻屑进行热解，以形成热解残渣并回收油基钻屑中的废矿物油。
焚烧设备2对热解设备1中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料。焚烧设备2为回转窑。焚烧后的热解残渣扩通过碳元素含量的测量作为焚烧是否合格的指标。在生产中，可以采用抓斗为焚烧设备2输送油基钻屑。
造粒设备3利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒。如图1所示，造粒设备3包括湿磨机31、干化设备32、成球机33以及烧制装置34。依据实际情况，造粒设备3还可包括热交换循环回路35。造粒设备3还包括冷却装置36。依据实际情况，造粒设备3还可包括筛分装置37。依据实际情况，造粒设备3还可包括辅料添加设备38。湿磨机31将压裂支撑剂的原料磨碎成湿料。干化设备32对磨碎成的湿料进行干燥。成球机33对干燥的磨碎的压裂支撑剂的原料制成球料。陶粒烧制装置34对球料进行烧制以形成压裂支撑剂颗粒。陶粒烧制装置34为回转窑。热交换循环回路35与烧制装置34排出的烟气进行换热以吸收烟气的热并与干化设备32进行热交换以向干化设备32放热而提供热源。热交换循环回路35充分回收烧制装置34的出口排出的烟气所含的热量，节省干化设备32的能量消耗。热交换循环回路35可以采用任何合适的热交换介质和相应的构成，例如可以采用有机朗肯循环回路的组件。冷却装置36接收来自烧制装置34烧制成的压裂支撑剂颗粒并使压裂支撑剂颗粒冷却，冷却装置36可以采用水冷方式。筛分装置37将冷却的压裂支撑剂颗粒进行筛分，以获得规定粒径的压裂支撑剂颗粒。辅料添加设备38向成球机33添加所需的辅料。辅料添加设备38所添加的辅料和量可以依据根据压裂支撑剂的产品类型来确定。例如铝矾土、粘土等辅料。通过造粒设备3形成压裂支撑剂颗粒，实现了危险废物的资源化利用。
第一热交换回路4与焚烧设备2的出口排出的烟气进行热交换以吸收烟气的热量并与热解设备1进行热交换以向热解设备1放热而提供热源。第一热交换回路4充分回收焚烧设备2的出口排出的烟气所含的热量，节省焚烧设备2的能量消耗。第一热交换回路4可以采用任何合适的热交换介质和相应的构成，例如可以采用有机朗肯循环回路的组件。
第一连接管路5将热解设备1和焚烧设备2连通，以将油基钻屑在热解设备1中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备2中，以被焚烧处理(即进行彻底无害化处理)，既节能环保，又降低了成本。
预热设备6对油基钻屑进行预热并进行脱水。
第二热交换回路7与焚烧设备2的出口排出的烟气进行热交换以吸收焚烧设备2的出口排出的烟气的热量并与预热设备6进行热交换以向预热设备6放热而提供热源。同样地，第二热交换回路7充分回收焚烧设备2的出口排出的烟气所含的热量，节省预热设备6的能量消耗。如图1所示，第二热交换回路7和第一热交换回路4集成在一起，由此第二热交换回路7和第一热交换回路4组合在一起，最大限度地充分回收焚烧设备2的出口排出的烟气所含的热量。第二热交换回路7可以采用任何合适的热交换介质和相应的构成，例如可以采用有机朗肯循环回路的组件。
第二连接管路8将预热设备6和焚烧设备2连通，以将油基钻屑在预热设备6中产生的不凝气通入焚烧设备2中，以被焚烧处理(即进行彻底无害化处理)，既节能环保，又降低了成本。如图1所示，第二连接管路8和第一连接管路5集成在一起。预热设备6的预热可以减轻焚烧设备2的负荷，提高焚烧设备2的工作效率。
输送装置9将预热设备6预热后的油基钻屑输送到焚烧设备2中。输送装置9为螺旋推进装置。优选地，螺旋推进装置具有外保温的功能，以节省焚烧设备2所需的热量。
存储池10存储油基钻屑，以供焚烧设备2使用，从而实现油基钻屑的产生和处理分离，提高作业的灵活性。
储油槽11连通于热解设备1的内部和预热设备6的内部，以接收并存储油基钻屑在热解设备1中热解以及在预热设备6中预热得到的废矿物油。
运输设备12设置在热解设备1和焚烧设备2之间，以将热解设备1中产生的热解残渣输送到焚烧设备2中。如图1所示，运输设备12包括斜道121以及翻斗输送机122，斜道121接收热解设备1中产生的热解残渣，翻斗输送机122包括升降设备122a以及翻斗122b，翻斗122b接收来自斜道121传输的热解残渣，升降设备122a带动翻斗122b升降以使升降到焚烧设备2的入口处的翻斗122b翻转以将翻斗122b中的热解残渣供给到焚烧设备2的入口中。
天然气输送管道13向热解设备1热输送天然气并提供热解设备1热解所需的热量。天然气输送管道13作为热解设备1的供热辅助设施，可以作为热解设备1的启动热源，当然不限于此，作为启动热源，也可以采用电加热。
烟气处理装置14连通于焚烧设备2以及干化设备32，对焚烧设备2排出的烟气以及干化设备32排出的烟气进行处理以实现达标排放。
在根据本实用新型中，油基钻屑来自页岩气钻井生产，但不限于此，可以适用于任何油田、气田钻井生产的油基钻屑。
综上所述，在本实用新型中，焚烧设备2对热解设备1中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料，造粒设备3利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒，实现了危险废物的资源化利用；第一热交换回路4充分回收焚烧设备2的出口排出的烟气所含的热量，节省焚烧设备2的能量消耗；第一连接管路5将热解设备1和焚烧设备2连通，以将油基钻屑在热解设备1中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备2中，以被焚烧处理(即进行彻底无害化处理)，既节能环保，又降低了成本。
上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
Claims (10)
1.一种油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，包括热解设备(1)、焚烧设备(2)、造粒设备(3)、第一热交换回路(4)以及第一连接管路(5)，
热解设备(1)对油基钻屑进行热解，以形成热解残渣并回收油基钻屑中的废矿物油；
焚烧设备(2)对热解设备(1)中油基钻屑热解后的热解残渣进行焚烧，以脱除有机物，脱除有机物后的热解残渣作为压裂支撑剂的原料；
造粒设备(3)利用压裂支撑剂的原料进行造粒，以形成压裂支撑剂颗粒；
第一热交换回路(4)与焚烧设备(2)的出口排出的烟气进行热交换以吸收烟气的热量并与热解设备(1)进行热交换以向热解设备(1)放热而提供热源；
第一连接管路(5)将热解设备(1)和焚烧设备(2)连通，以将油基钻屑在热解设备(1)中进行热解产生的不凝气通入焚烧设备(2)中。
2.根据权利要求1所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，
油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括预热设备(6)、第二热交换回路(7)以及第二连接管路(8)，
预热设备(6)对油基钻屑进行预热并进行脱水；
第二热交换回路(7)与焚烧设备(2)的出口排出的烟气进行热交换以吸收焚烧设备(2)的出口排出的烟气的热量并与预热设备(6)进行热交换以向预热设备(6)放热而提供热源；
第二连接管路(8)将预热设备(6)和焚烧设备(2)连通，以将油基钻屑在预热设备(6)中产生的不凝气通入焚烧设备(2)中。
3.根据权利要求2所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，第一热交换回路(4)和第二热交换回路(7)集成在一起。
4.根据权利要求2所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，第一连接管路(5)和第二连接管路(8)集成在一起。
5.根据权利要求1所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括存储池(10)，存储池(10)存储油基钻屑。
6.根据权利要求2所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，
油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括储油槽(11)，储油槽(11)连通于热解设备(1)的内部和预热设备(6)的内部，以接收并存储油基钻屑在热解设备(1)中热解以及在预热设备(6)中预热得到的废矿物油。
7.根据权利要求1所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，
造粒设备(3)包括湿磨机(31)、干化设备(32)、成球机(33)以及烧制装置(34)；
湿磨机(31)将压裂支撑剂的原料磨碎成湿料；
干化设备(32)对磨碎成的湿料进行干燥；
成球机(33)对干燥的磨碎的压裂支撑剂的原料制成球料；
烧制装置(34)对球料进行烧制以形成压裂支撑剂颗粒。
8.根据权利要求7所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，
造粒设备(3)还包括热交换循环回路(35)，热交换循环回路(35)与烧制装置(34)排出的烟气进行换热以吸收烟气的热并与干化设备(32)进行热交换以向干化设备(32)放热而提供热源。
9.根据权利要求7所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，造粒设备(3)还包括辅料添加设备(38)，辅料添加设备(38)向成球机(33)添加所需的辅料。
10.根据权利要求1所述的油基钻屑制备压裂支撑剂系统，其特征在于，
油基钻屑制备压裂支撑剂系统还包括烟气处理装置(14)，
烟气处理装置(14)连通于焚烧设备(2)以及干化设备(32)，对焚烧设备(2)排出的烟气以及干化设备(32)排出的烟气进行处理以实现达标排放。
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| CN201921276522.9U CN210738502U (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 油基钻屑制备压裂支撑剂系统 |
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| CN201921276522.9U CN210738502U (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 油基钻屑制备压裂支撑剂系统 |
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| CN (1) | CN210738502U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116003154A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-25 | 天津泛茵德泰石油环保科技发展股份有限公司 | 石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统及工艺 |
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2019
- 2019-08-07 CN CN201921276522.9U patent/CN210738502U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN116003154A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-25 | 天津泛茵德泰石油环保科技发展股份有限公司 | 石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统及工艺 |
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