CN212671620U

CN212671620U - 油基钻屑处理系统

Info

Publication number: CN212671620U
Application number: CN202020622000.6U
Authority: CN
Inventors: 许世佩; 许毓; 李兴春; 邵志国; 刘龙杰; 孙静文; 王军平
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Research Institute of Safety and Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Research Institute of Safety and Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2030-04-22

Abstract

本实用新型提供了一种油基钻屑处理系统，包括：油基钻屑预处理装置；氧化钙预热装置；混合装置，油基钻屑预处理装置和氧化钙预热装置均与混合装置连通，混合装置将通入其中的油基钻屑和氧化钙混合；进料装置，混合装置与进料装置连通；热解装置，热解装置与进料装置连通，进料装置将混合装置混合得到的混合料送入热解装置，热解装置对混合料进行热解处理；油气处理装置，油气处理装置与热解装置的油气出口连通，并处理热解产生的油气；残渣处理装置，残渣处理装置与热解装置的残渣出口连通，并处理热解产生的固体残渣。本实用新型解决了现有技术中的油基钻屑的处理工作过程对环境影响大的问题。

Description

油基钻屑处理系统

技术领域

本实用新型涉及油田开采技术领域，具体而言，涉及一种油基钻屑处理系统。

背景技术

目前，在开采页岩气过程中使用油基泥浆钻井，钻头切屑地层中的岩石产生大量钻屑，这些钻屑通过油基泥浆的携带作用被带至地面，从而形成油基钻屑。油基钻屑中含有石油烃类、重金属和有机物等污染物，已被列入国家危险废弃物(国家危险废物名录，HW08)，若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成严重危害。按照排放标准规定，钻屑中总石油烃(TPH)的质量百分数低于1％才能排放。

因此对油基钻屑的处理方法研究广泛，目前普遍采用的处理方法主要有焚烧法、掩埋法、井下回注法、固化法、溶剂萃取法、热处理法、离心分离法等。综合比较这些处理方法，热解处理技术对物料适应性强、工艺原理简单、处理方式灵活、效率高、设备占地面积小、具备“不落地”处理能力、具备全天候工作能力处理、处理过程中产生的二次污染少，同时在资源回收利用方面具有优势，因此成为含油钻屑处理的热点技术。热脱附处理技术主要是在绝氧条件下，在热脱附炉中对物料加热，使其达到物料中挥发性物质的沸点，将其从物料中蒸发脱除的过程。该处理方法对含油钻屑中的油去除效果较好，处理后的残渣含油率最低可以降至0.3％以下，同时可以回收钻屑中的烃类资源。

现有技术一公开了一种油基钻屑热解析处理方法，主要过程是将油基钻屑进行预处理后输送到处理单元，通过加热使反应温度升到钻屑中各组分烃的挥发温度，然后保持一定的停留时间直至油气挥发完全，处理后钻屑通过卸料装置进行存储排放，油气通过出气装置进入回收分离单元，不同凝点的组分在不同的冷凝回收单元进行回收，回收后油的保持不变，可进行再次配制油基钻井液。热解过程中难以严格密封，热解过程中气味较大，热解工作环境污染较大。

现有技术二公开了一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分。钻屑通过钻屑进口进入由热分离外筒体内壁和热分离滚筒体外壁构成的热分离区域，热分离滚筒体在动力端的带动下旋转，使得热分离区域中的钻屑与热磨体不断研磨并持续升温以使钻屑中的液相挥发，挥发产生的热解气经筛网滤掉固相后，由热解气进口进入到积气腔中，并由流道形状为截面积减小的锥形热解气出口加速排出，固相由残渣出口排出。但是滚筒结构导致热解挥发分中灰分含量较高，同时电加热无法充分利用热解过程产生的热解气体的热值，导致整个工艺的能量利用率偏低。固体灰渣仍然是危废，没有得到资源化利用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种油基钻屑处理系统，以解决现有技术中的油基钻屑的处理工作过程对环境影响大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油基钻屑处理系统，包括：油基钻屑预处理装置；氧化钙预热装置；混合装置，油基钻屑预处理装置和氧化钙预热装置均与混合装置连通，混合装置将通入其中的油基钻屑和氧化钙混合；进料装置，混合装置与进料装置连通；热解装置，热解装置与进料装置连通，进料装置将混合装置混合得到的混合料送入热解装置，热解装置对混合料进行热解处理；油气处理装置，油气处理装置与热解装置的油气出口连通，并处理热解产生的油气；残渣处理装置，残渣处理装置与热解装置的残渣出口连通，并处理热解产生的固体残渣。

进一步地，油气处理装置为油气冷凝分离装置。

进一步地，残渣处理装置为免烧砖制造装置。

进一步地，油基钻屑处理系统还包括能量再利用管路，油气处理装置通过能量再利用管路与热解装置连通，并将处理产生的燃气输送至热解装置中。

进一步地，热解装置具有环形密封结构，并且包括位于外侧的燃气加热区和位于内侧的物料热解区。

进一步地，油基钻屑处理系统还包括计量器，计量器设置在进料装置的下端，并对送入热解装置的混合料进行计量。

进一步地，油基钻屑处理系统还包括：烟气换热装置，烟气换热装置与热解装置的烟气出口连通；排烟装置，排烟装置与烟气换热装置连通，并将烟气排出。

进一步地，烟气换热装置包括多级换热器，热解装置产生的高温烟气依次经过各级换热器，并依次进行换热。

进一步地，所有换热器包括：锅炉，锅炉与热解装置的烟气出口连通，并与热解装置产生的高温烟气进行换热；蓄热换热器，蓄热换热器与锅炉连通，并与锅炉产生的低温烟气进行换热。

进一步地，油基钻屑处理系统还包括：除尘器，除尘器设置在烟气换热装置和排烟装置之间，并除尘器与烟气换热装置的冷端出口连通；脱硫脱硝装置，脱硫脱硝装置设置在除尘器和排烟装置之间，并与除尘器和排烟装置连通。

应用本实用新型的技术方案，通过设置有油基钻屑预处理装置、氧化钙预热装置和混合装置，从而在实现油基钻屑高效处理的基础上，利用氧化钙的固硫效果降低油基钻屑处理过程中的气味问题，满足固体危废的总和处理要求，有效降低投资和占地面积，明显改善处理环境气味。而设置的油气处理装置和残渣处理装置能够将热解产生的油气和固体残渣均进行有效处理，从而解决了固体残渣没有得到资源化利用的问题。并且整体系统操作简捷，设备运行稳定性高，热解处理过程清洁节能，热解过程无污染物排放，热效率高，具有显著经济效益。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的油基钻屑处理系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、油基钻屑预处理装置；20、氧化钙预热装置；30、混合装置；40、进料装置；50、热解装置；60、油气处理装置；70、残渣处理装置；80、能量再利用管路；91、锅炉；92、蓄热换热器；100、除尘器；110、脱硫脱硝装置；120、排烟装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的油基钻屑的处理工作过程对环境影响大的问题，本实用新型提供了一种油基钻屑处理系统。

如图1所示的一种油基钻屑处理系统，包括油基钻屑预处理装置10、氧化钙预热装置20、混合装置30、进料装置40、热解装置50、油气处理装置60和残渣处理装置70，油基钻屑预处理装置10和氧化钙预热装置20均与混合装置30连通，混合装置30将通入其中的油基钻屑和氧化钙混合；混合装置30与进料装置40连通；热解装置50与进料装置40连通，进料装置40将混合装置30混合得到的混合料送入热解装置50，热解装置50对混合料进行热解处理；油气处理装置60与热解装置50的油气出口连通，并处理热解产生的油气；残渣处理装置70与热解装置50的残渣出口连通，并处理热解产生的固体残渣。

本实施例通过设置有油基钻屑预处理装置10、氧化钙预热装置20和混合装置30，从而在实现油基钻屑高效处理的基础上，利用氧化钙的固硫效果降低油基钻屑处理过程中的气味问题，满足固体危废的总和处理要求，有效降低投资和占地面积，明显改善处理环境气味。而设置的油气处理装置60和残渣处理装置70能够将热解产生的油气和固体残渣均进行有效处理，从而解决了固体残渣没有得到资源化利用的问题。并且整体系统操作简捷，设备运行稳定性高，热解处理过程清洁节能，热解过程无污染物排放，热效率高，具有显著经济效益。

本实施例的混合装置30具有两个入口和一个出口，两个入口分别与油基钻屑预处理装置10和氧化钙预热装置20连通，出口与混合装置30的入口连通，混合装置30的出口与进料装置40连通，进料装置40的出口与热解装置50的入口连通，热解装置50具有两个出口，其中一个为油气出口，另一个为残渣出口，油气出口与油气处理装置60连通，从而将热解产生的油气通入到油气处理装置60中进行进一步处理，相似地，残渣出口与残渣处理装置70连通，并且通过进料螺旋实现固体残渣的输送，从而将热解产生的固体残渣进行进一步处理。

优选地，油气处理装置60为油气冷凝分离装置，油气冷凝分离装置能够从油气中分离出热解油在输送出即可应用到其他需要的地方，相应地，残渣处理装置70为免烧砖制造装置，固体残渣通过免烧砖制造装置加工成免烧砖即可应用到其他需要的地方。当然，也可以根据需要采用其他类型的处理装置来处理油气和残渣。

进一步优选地，由于油气冷凝分离装置能够从油气中分离出热解油的同时还会产生可供热解装置50利用的燃气，因而油基钻屑处理系统还包括能量再利用管路80，油气处理装置60通过能量再利用管路80与热解装置50连通，并将处理产生的燃气输送至热解装置50中作为燃料补充，从而实现燃气的再利用，降低需要额外补充到热解装置50中的能源量，降低运行费用，经济效益高。

本实施例的热解装置50具有环形密封结构，并且包括燃气加热区和物料热解区，其中燃气加热区位于环形密封结构的外侧，并且其内设置有蓄热式燃气辐射管，物料热解区位于环形密封结构的内侧。

可选地，油基钻屑处理系统还包括计量器，计量器设置在进料装置40的下端，并对送入热解装置50的混合料进行计量，从而对通入到热解装置50中的物料量进行控制。

在本实施例中，油基钻屑处理系统还包括烟气换热装置和排烟装置120，烟气换热装置与热解装置50的烟气出口连通；排烟装置120与烟气换热装置连通，并将烟气排出。

具体地，热解装置50还具有一个烟气出口，热解装置50热解产生的高温烟气，通过烟气出口直接输送到烟气换热装置中进行换热，这样，高温烟气不会发生冷凝凝气，提高了能量利用率，实现了对高温烟气的温度进行充分利用，降低了设备投资成本。本实施例的烟气换热装置包括多级换热器，热解装置50产生的高温烟气依次经过各级换热器，并依次进行换热，从而对高温烟气的温度进行充分利用。更具体的说，本实施例设置有两个换热器，两个换热器组成两级换热器，两个换热换热器分别为锅炉91和蓄热换热器92，其中，锅炉91与热解装置50的烟气出口连通，并且作为一级换热器与热解装置50产生的高温烟气进行一级换热；蓄热换热器92与锅炉91连通，并且作为二级换热器与锅炉91一级换热后产生的低温烟气进行二级换热，二级换热后的冷却烟气可以通过排烟装置120排出即可。当然，也可以根据需要设置更多级换热器进行换热，换热器的具体类型也可以根据需要进行相应选择。

在本实施例中，油基钻屑处理系统还包括除尘器100和脱硫脱硝装置110，除尘器100设置在烟气换热装置和排烟装置120之间，并除尘器100与烟气换热装置的冷端出口连通，脱硫脱硝装置110设置在除尘器100和排烟装置120之间，并与除尘器100和排烟装置120连通，这样换热后得到的冷却气体依次经过除尘器100和脱硫脱硝装置110进行排放前的处理，使得排放的烟气符合排放标准，防止污染环境。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的油基钻屑的处理工作过程对环境影响大的问题；

2、利用氧化钙的固硫效果降低油基钻屑处理过程中的气味问题，满足固体危废的总和处理要求，有效降低投资和占地面积，明显改善处理环境气味；

3、解决了固体残渣没有得到资源化利用的问题；

4、整体系统操作简捷，设备运行稳定性高，热解处理过程清洁节能，热解过程无污染物排放，热效率高，具有显著经济效益；

5、实现了对高温烟气的温度进行充分利用，降低了设备投资成本。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种油基钻屑处理系统，其特征在于，包括：

油基钻屑预处理装置(10)；

氧化钙预热装置(20)；

混合装置(30)，所述油基钻屑预处理装置(10)和所述氧化钙预热装置(20)均与所述混合装置(30)连通，所述混合装置(30)将通入其中的油基钻屑和氧化钙混合；

进料装置(40)，所述混合装置(30)与所述进料装置(40)连通；

热解装置(50)，所述热解装置(50)与所述进料装置(40)连通，所述进料装置(40)将所述混合装置(30)混合得到的混合料送入所述热解装置(50)，所述热解装置(50)对所述混合料进行热解处理；

油气处理装置(60)，所述油气处理装置(60)与所述热解装置(50)的油气出口连通，并处理热解产生的油气；

残渣处理装置(70)，所述残渣处理装置(70)与所述热解装置(50)的残渣出口连通，并处理热解产生的固体残渣。

2.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述油气处理装置(60)为油气冷凝分离装置。

3.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述残渣处理装置(70)为免烧砖制造装置。

4.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述油基钻屑处理系统还包括能量再利用管路(80)，所述油气处理装置(60)通过所述能量再利用管路(80)与所述热解装置(50)连通，并将处理产生的燃气输送至所述热解装置(50)中。

5.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述热解装置(50)具有环形密封结构，并且包括位于外侧的燃气加热区和位于内侧的物料热解区。

6.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述油基钻屑处理系统还包括计量器，所述计量器设置在所述进料装置(40)的下端，并对送入所述热解装置(50)的混合料进行计量。

7.根据权利要求1所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述油基钻屑处理系统还包括：

烟气换热装置，所述烟气换热装置与所述热解装置(50)的烟气出口连通；

排烟装置(120)，所述排烟装置(120)与所述烟气换热装置连通，并将烟气排出。

8.根据权利要求7所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述烟气换热装置包括多级换热器，所述热解装置(50)产生的高温烟气依次经过各级所述换热器，并依次进行换热。

9.根据权利要求8所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所有所述换热器包括：

锅炉(91)，所述锅炉(91)与所述热解装置(50)的烟气出口连通，并与所述热解装置(50)产生的高温烟气进行换热；

蓄热换热器(92)，所述蓄热换热器(92)与所述锅炉(91)连通，并与所述锅炉(91)产生的低温烟气进行换热。

10.根据权利要求7所述的油基钻屑处理系统，其特征在于，所述油基钻屑处理系统还包括：

除尘器(100)，所述除尘器(100)设置在所述烟气换热装置和所述排烟装置(120)之间，并所述除尘器(100)与所述烟气换热装置的冷端出口连通；

脱硫脱硝装置(110)，所述脱硫脱硝装置(110)设置在所述除尘器(100)和所述排烟装置(120)之间，并与所述除尘器(100)和所述排烟装置(120)连通。