CN215365199U - 一种海上废弃钻井液处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种海上废弃钻井液处理系统，振动筛的固相出料口的下方设置粗颗粒固相收集罐，振动筛的液相出料口的下方设置混合液收集罐，混合液收集罐的输出口与脱稳罐的输入口相连通，脱稳罐的固相出口与粗颗粒固相收集罐的固相收集口相连通，脱稳罐的液相出口与重力沉降罐的输入口相连，重力沉降罐的液相出口与固液分离器的输入口相连，固液分离器的液相出口与絮凝罐的输入口相连，絮凝罐的液相出口与钻井液清液收集罐的液相入口相连，钻井液清液收集罐的液相出口与钻井液外排管线相连通。该处理系统能够实现海上钻井过程中产生的废弃钻井液的高效回收，从而降低生产成本、提高原料利用率以及减轻环境污染，促进海上油气资源的开发。

Description

一种海上废弃钻井液处理系统

技术领域

本实用新型涉及废弃钻井液回收处理技术领域，更具体地说涉及一种海上废弃钻井液处理系统。

背景技术

在石油开采的钻井阶段，钻井液是一种必不可少的工作液。钻井液的主要作用主要有以下几个方面：(1)清洁井底，携带岩屑；(2)冷却和润滑钻头和钻柱；(3)平衡井壁岩石侧压力；(4)平衡地层压力；(5)悬浮岩屑和加重剂；(6)在地面能沉除砂子和岩屑；(7)有效传递水力功率；(8)承受钻杆和套管的部分重力；(9)提供所钻地层的大量资料；(10)水力破岩。但是，钻井过程中采用钻井液并非能够无限期循环使用，随着钻井液循环时间和循环次数的增加，钻进过程中岩屑、地层流体中的各种杂质组分进入钻井液体系，进而导致钻井液逐渐变质，不适合继续用于钻进，从而变为废弃钻井液。

钻井液主要有三大类型，分别为水基钻井液、油基钻井液和合成基钻井液。由于地层的复杂性，钻井过程中在不同的地层层段会针对性地采用不同类型、不同配方的钻井液进行钻进。这就导致了废弃钻井液通常是一种成分复杂,并含有多种有毒有害物质的废弃液体。相关资料显示，废弃钻井液中通常包含粘土、加重材料、各种化学处理剂、水、油及钻屑,是复杂的多相稳定胶态悬浮体系。尽管不同钻井过程产生废液的组分、种类、性质不同,但其中所含有的盐类、木质素磺酸盐、重金属、油、酚类和硫化物都会对环境造成严重影响。海上钻井过程中产生的废弃钻井液是海洋石油资源开发过程中的一种主要污染物。若对废弃钻井液处理不当，其直接排放将导致海洋生物死亡、渔业资源枯竭、渔获降低，对海洋生态环境产生严重不良影响。其次，废弃钻井液中含有的重金属、高分子聚合物等均难以自然降解，一旦排放到自然环境中，仅凭大自然的自我净化能力其生态恢复周期极长。另外，现在的海上钻井作业大多处于近海地区，由于洋流、季风等因素的影响，向海洋直接排放处理不达标的废弃钻井液还会给滨海度假、观光等休闲娱乐旅游行业带来难以预计的损失。

现阶段，国内外废弃钻井液的处理主要有如下方法：(1)回填法；(2)固化法；(3)井下回注法；(4)钻井液转化固井液技术；(5)循环使用技术；(6)生物降解技术。由于海洋钻井的高风险、高投资特点，海洋钻井过程中的废弃钻井液通常采用处理后进行外排，以降低生产作业成本。例如，中国专利(CN205743787A)公开了一种用于海上钻油井的一级固控系统，实现钻井液中固相颗粒与液相颗粒的机械分离；中国专利(CN205370479U)公开了一种钻井液不落地循环利用回收撬装装置。这些文献虽然为废弃钻井液的回收、处理和利用提供了一定的方法或装置，但是现有的装置流程复杂、成本高，不利于在海上钻井平台的狭小空间使用；并且，若采用将钻井液运送会陆地进行处理的方法不仅成本高，而且在转运过程中存在泄漏的风险。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，现有的处理装置流程复杂、成本高，不利于在海上钻井平台的狭小空间使用，且若将钻井液运送会陆地进行处理不仅成本高，而且在转运过程中存在泄漏的风险，提供了一种海上废弃钻井液处理系统，该处理系统能够实现海上钻井过程中产生的废弃钻井液的高效回收，从而降低生产成本、提高原料利用率以及减轻环境污染，促进海上油气资源的开发。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。

一种海上废弃钻井液处理系统，包括振动筛、粗颗粒固相收集罐、混合液收集罐、脱稳罐、重力沉降罐、固液分离器、絮凝罐、细颗粒固相收集罐和钻井液清液收集罐，

所述振动筛的固相出料口的下方设置所述粗颗粒固相收集罐，所述振动筛的液相出料口的下方设置所述混合液收集罐，所述混合液收集罐的输出口通过第一管路与所述脱稳罐的输入口相连通，所述脱稳罐的固相出口通过第一固相管路与所述粗颗粒固相收集罐的固相收集口相连通，所述脱稳罐的液相出口通过第二管路与所述重力沉降罐的输入口相连，所述重力沉降罐的液相出口通过第三管路与所述固液分离器的输入口相连，所述固液分离器的液相出口通过第四管路与所述絮凝罐的输入口相连，所述絮凝罐的液相出口通过第五管路与所述钻井液清液收集罐的液相入口相连，所述钻井液清液收集罐的液相出口与钻井液外排管线相连通，所述重力沉降罐、所述固液分离器和所述絮凝罐的固相出口分别通过第二固相管路与所述细颗粒固相收集罐的固相收集口相连通。

所述海上废弃钻井液处理系统还包括钻井液复配装置，所述钻井液清液收集罐的液相出口还通过第二清液输送泵与所述钻井液复配装置的液相入口相连通，以实现将处理达标的钻井液清液输送至钻井液复配装置，通过向钻井液复配装置中加入各类添加剂，调节钻井液清液的pH和密度后，复配形成新的钻井液，新的钻井液再次进入钻井液循环系统用于钻井作业。

所述固液分离器采用离心机或者三相分离器。

所述三相分离器的气体出口与放空管线相连。

所述海上废弃钻井液处理系统还包括脱稳剂储罐，所述脱稳剂储罐的出料口与所述脱稳罐的加料口相连。

所述海上废弃钻井液处理系统还包括絮凝剂储罐，所述絮凝剂储罐的出料口与所述絮凝罐的加料口相连。

在所述第一管路上设置有第一混合液输送泵，在所述第二管路上设置有第二混合液输送泵，在所述第三管路上设置有第三混合液输送泵，在所述第四管路上设置有第四混合液输送泵。

在所述第五管路上设置有第一清液输送泵。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用振动筛、重力沉降罐和固液分离器对钻井液进行机械分离，实现了钻井液中大部分固相颗粒的有效脱除；采用脱稳罐、絮凝罐对钻井液进行化学分离，通过加入脱稳剂、絮凝剂等化学剂改变和破坏了钻井液中的胶体体系，进一步促进了钻井液中的悬浮固相杂质脱除，强化了固相颗粒的脱除效果；

本实用新型通过机械分离和化学分离对海上钻井液进行处理，充分发挥了两种分离方式各自的优势，克服了采用单一的机械分离或化学分离造成的钻井液处理后杂质含量较高，不易达到外排需求的问题，显著降低了外排钻井液中的污染物含量；考虑了海上钻井过程中淡水资源匮乏的问题，针对性设置钻井液复配装置，将处理达标的钻井液清液再次用于钻井液的配置，降低了生产成本，同时也减少了外排液体的总量，减轻了环境负荷；装置衔接紧凑，连接关系简单，有利于在海上钻井平台上实施。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的连接关系示意图；

图2是本实用新型的实施例2的连接关系示意图；

图中：1为振动筛；1.1为固相出料口；1.2为液相出料口；2为粗颗粒固相收集罐；3为混合液收集罐；4为脱稳罐；5为重力沉降罐；6为固液分离器；7为絮凝罐；8为细颗粒固相收集罐；9为钻井液清液收集罐；10为钻井液复配装置；11为钻井液循环管线；12为钻井液外排管线；13为第一混合液输送泵；14为第二混合液输送泵；15为第三混合液输送泵；16为第四混合液输送泵；17为第一清液输送泵；18为第二清液输送泵。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种海上废弃钻井液处理系统，包括振动筛1、粗颗粒固相收集罐2、混合液收集罐3、脱稳罐4、重力沉降罐5、固液分离器6、絮凝罐7、细颗粒固相收集罐8和钻井液清液收集罐9，

振动筛1的固相出料口1.1的下方设置粗颗粒固相收集罐2，振动筛1的液相出料口1.2的下方设置混合液收集罐3，混合液收集罐3的输出口通过第一管路与脱稳罐4的输入口相连通，脱稳罐4的固相出口通过第一固相管路与粗颗粒固相收集罐2的固相收集口相连通，脱稳罐1的液相出口通过第二管路与重力沉降罐5的输入口相连，重力沉降罐5的液相出口通过第三管路与固液分离器6的输入口相连，固液分离器6的液相出口通过第四管路与絮凝罐7的输入口相连，絮凝罐7的液相出口通过第五管路与钻井液清液收集罐9的液相入口相连，钻井液清液收集罐9的液相出口与钻井液外排管线12相连通，重力沉降罐5、固液分离器6和絮凝罐7的固相出口分别通过第二固相管路与细颗粒固相收集罐8的固相收集口相连通。

钻井液循环管线11内的废弃钻井液通过振动筛1实现钻井液中粗颗粒岩屑与液相之间的初步分离，再通过脱稳罐4中的化学药剂改变钻井液的物理、化学性质，破坏其胶体性质，进而促进钻井液中的悬浮杂质分离，经过振动筛1与脱稳罐4处理后的混合液再依次经过重力沉降罐5、固液分离器6、絮凝罐7进行物理沉降、机械强化分离和化学絮凝分离，最终获得处理达标的钻井液清液。

实施例二

在实施例一的基础上，海上废弃钻井液处理系统还包括钻井液复配装置10，钻井液清液收集罐9的液相出口还通过第二清液输送泵18与钻井液复配装置10的液相入口相连通，以实现将处理达标的钻井液清液输送至钻井液复配装置10，通过向钻井液复配装置10中加入各类添加剂，调节钻井液清液的pH和密度后，复配形成新的钻井液，新的钻井液再次进入钻井液循环系统用于钻井作业。

钻井液循环管线11内的废弃钻井液通过振动筛1实现钻井液中粗颗粒岩屑与液相之间的初步分离，再通过脱稳罐4中的化学药剂改变钻井液的物理、化学性质，破坏其胶体性质，进而促进钻井液中的悬浮杂质分离，经过振动筛1与脱稳罐4处理后的混合液再依次经过重力沉降罐5、固液分离器6、絮凝罐7进行物理沉降、机械强化分离和化学絮凝分离，最终获得处理达标的废弃在钻井液清液，并储集在钻井液清液收集罐9，为提高液相的利用率、缓解海上钻井过程中淡水资源匮乏的问题，将处理达标的钻井液清液输送至钻井液复配装置10，通过向钻井液复配装置10中加入各类添加剂，调节钻井液清液的pH和密度后，复配形成新的钻井液，新的钻井液再次进入钻井液循环系统用于钻井作业。

实施例三

在实施例二的基础上，固液分离器6采用离心机或者三相分离器。

三相分离器的气体出口与放空管线相连。

海上废弃钻井液处理系统还包括脱稳剂储罐，脱稳剂储罐的出料口与脱稳罐4的加料口相连。

海上废弃钻井液处理系统还包括絮凝剂储罐，絮凝剂储罐的出料口与絮凝罐7的加料口相连。

在第一管路上设置有第一混合液输送泵13，在第二管路上设置有第二混合液输送泵14，在第三管路上设置有第三混合液输送泵15，在第四管路上设置有第四混合液输送泵16。

在第五管路上设置有第一清液输送泵17。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：包括振动筛、粗颗粒固相收集罐、混合液收集罐、脱稳罐、重力沉降罐、固液分离器、絮凝罐、细颗粒固相收集罐和钻井液清液收集罐，

所述振动筛的固相出料口的下方设置所述粗颗粒固相收集罐，所述振动筛的液相出料口的下方设置所述混合液收集罐，所述混合液收集罐的输出口通过第一管路与所述脱稳罐的输入口相连通，所述脱稳罐的固相出口通过第一固相管路与所述粗颗粒固相收集罐的固相收集口相连通，所述脱稳罐的液相出口通过第二管路与所述重力沉降罐的输入口相连，所述重力沉降罐的液相出口通过第三管路与所述固液分离器的输入口相连，所述固液分离器的液相出口通过第四管路与所述絮凝罐的输入口相连，所述絮凝罐的液相出口通过第五管路与所述钻井液清液收集罐的液相入口相连，所述钻井液清液收集罐的液相出口与钻井液外排管线相连通，所述重力沉降罐、所述固液分离器和所述絮凝罐的固相出口分别通过第二固相管路与所述细颗粒固相收集罐的固相收集口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：所述海上废弃钻井液处理系统还包括钻井液复配装置，所述钻井液清液收集罐的液相出口还通过第二清液输送泵与所述钻井液复配装置的液相入口相连通。

3.根据权利要求2所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：所述固液分离器采用离心机或者三相分离器。

4.根据权利要求3所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：所述三相分离器的气体出口与放空管线相连。

5.根据权利要求2所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：所述海上废弃钻井液处理系统还包括脱稳剂储罐，所述脱稳剂储罐的出料口与所述脱稳罐的加料口相连。

6.根据权利要求2所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：所述海上废弃钻井液处理系统还包括絮凝剂储罐，所述絮凝剂储罐的出料口与所述絮凝罐的加料口相连。

7.根据权利要求2所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：在所述第一管路上设置有第一混合液输送泵，在所述第二管路上设置有第二混合液输送泵，在所述第三管路上设置有第三混合液输送泵，在所述第四管路上设置有第四混合液输送泵。

8.根据权利要求2所述的一种海上废弃钻井液处理系统，其特征在于：在所述第五管路上设置有第一清液输送泵。

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