CN215559785U - 一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，包括框架、进料口和出料口，还包括若干个热解仓和输料装置。所述多个热解仓上下串联连接，所述输料装置的出口与出料口相连接；所述热解仓内部设有反应仓和加热仓，反应仓设有搅拌装置和清渣装置，搅拌装置与贯穿内部的轴相连接，清渣装置安装在热解仓上部，位于下料口正上方；加热仓设置有若干个加热管和保温材料，若干个用于对热解仓物料进行热解处理的加热管，所述加热管内部设有加热装置。本实用新型占地面积小，适用于工作面有限的海上钻井平台，处理效果好，处理能力可达到24‑36t/d，尾渣减量率能达到80%以上，热解后的固体残渣含油率低于0.3%，含水率低于1%。

Description

一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置

技术领域

本实用新型涉及钻井机械设备技术领域，特别涉及一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置。

背景技术

海上钻井平台在钻完井过程中产生大量的钻井废弃物，处理方式有：排放、回注或运回陆地处理。受限于成本和场地等条件，海上钻井废弃物处理比陆地更为困难，环保压力也较大，目前还缺少低成本、高效的解决方案。

在海上平台，一部分水基泥浆、钻屑和合成基液泥浆、钻屑被倒入海中，一部分运往陆地处理；而油基泥浆、钻屑则必须运回陆地处理或在井场就地回注到地下。随着海洋环保要求日趋提高，越来越多的海上区块要求钻井废物"零排放"，钻井废物合规处理处置已成为海上作业生产亟待解决的问题。近年来，通常通过特制集装箱运输到陆上处理站集中处理，不仅额外耗费了集装箱制作费、专用运输的时间和费用，在储运的过程中不可避免产生的泄露会对海洋生态产生严重的影响，且因各种原因集装箱回运不及时而导致钻采中断。

钻井废弃物处理的主要目标是实现废弃物的减量化、无害化处理，最重要的技术指标是处理后废弃物中油的含量，其实质是油的脱除。目前主要采用的处理技术有：高温焚烧法、LRET(废弃油基泥浆岩屑资源回收技术)、热解技术(热相分离)。因目前这些技术装备均体积庞大，不适合在海上钻井平台就地使用。因国内开展海洋石油大开发战略，环保零排放面临非常严峻的形式，环保需求强劲；钻井泥浆、岩屑海上运输及陆地接收难度大。而热解干化技术普遍应用于陆地处置含油污泥、钻井废弃物的部分处置过程，技术比较成熟，但是设备一般体积偏大，功率高，不适合海上钻井平台这种空间有限的地方使用。

常规的热解干化设备，通常采取回转窑的方式，通过对回转窑间接加热，使处理物料在设定的时间通过回转窑的过程中，其中的水分、油分、有机物和烃类物质气化，从固体无机物中分离出来，再经过冷凝、过滤、油水分离，回收有份和水分，使最终的无机固体残渣无害化。这类设备要达到一定规模的处置量和指标要求，必须具备一定的设备体积，目前最小的热解干化设备，处理能力1t/h，其主机尺寸为6000×1800×2200mm，加上配套的进出料装置、冷凝回收装置、水处理装置、尾气处理装置等，占地面积至少也要在100平米以上，这对面积狭小的海上钻井平台而言依然难以满足。

目前海上钻井废弃物的处置方式，是以特制集装箱船运到陆地，委托给专业公司在陆地进行处置。其中处置费用包含：特制集装箱制作费、来回运输费、还有专业公司陆地处置费等。由于泥浆、钻屑的含水量一般高达80%以上，必须使用特制的集装箱装运，运量大、运输成本高，处置耗资巨大，且受运力、气候、集装箱装卸等影响，空箱返运经常延误，因钻井平台无法大量临时贮存钻井废弃物的场地设施，常被迫怠工停产，严重影响钻采进度，是海上钻采亟待解决的一大难题。同时，由于半液态的泥浆、钻屑经长途海运难以避免泄露，对海洋环境也存在着一定的污染隐患。因而，对海上钻井平台钻采产生的泥浆、钻屑先进行原位减量化处理，脱除水分、油分和有机污染物，处理后大幅减量的无害无机固体残渣再运往陆地处理。

综上所述，现有的热解设备体积较大，在海上钻井平台使用要占用较大空间，平台难以满足而影响钻采生产，且处理效果不好。因而，设计研发一种占地面积小且能够最大化的分离其中的水分、油分和有机物的热解干化设备就显得十分必要。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，占地面积小，处理效果好，可以最大化的分离其中的水分、油分和有机物，处理能力可达到24-36t/d，尾渣减量率能达到80%以上，热解后的固体残渣含油率低于0.3%，含水率低于1%。

为解决上述问题，本实用新型通过以下方案实现：

一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，包括框架、进料口和出料口，还包括若干个热解仓和输料装置，所述多个热解仓上下串联连接，位于最上层的热解仓的进口与所述进料口相连接，位于最下层的热解仓的出口与所述输料装置的进口相连接，所述输料装置的出口与出料口相连接；

进一步的，所述热解仓内部设有反应仓和加热仓，所述反应仓内部有刮板装置和清渣装置，所述加热仓有若干个用于对反应仓物料进行热解处理的加热管和保温材料，所述加热仓内部设有加热装置。

优选的，所述热解仓的数量为5个，所述5个热解仓由上至下串联连接。

优选的，所述每个热解仓的包含有1个反应仓和1个加热仓，上部为反应仓，下部为加热仓。

优选的，所述每个反应仓设有1个刮板装置和1个清渣装置，所述刮板装置通过螺栓连接在搅拌轴上，由搅拌轴带动旋转对物料进行搅拌打散。所述清渣装置设置在每个热解仓落料口的正上方，所述清渣装置设置带有弹簧的钢板，当刮板装置随着搅拌轴旋转到清渣装置时，清渣装置的弹簧钢板积蓄的弹性势能迅速释放，向下击打下料口实现清渣防堵。

优选的，所述每个加热仓设有加热管和保温材料，每个加热仓设置有5-7个加热管，均位于反应仓下部，与反应仓固定连接，所述加热仓周围均匀设置有保温材料。

进一步的，位于最上面的热解仓由第一法兰与框架上部的连接板用螺栓连接，其它热解仓底部由第二法兰与框架内部的连接板连接。

进一步的，还设有电机减速机，所述电机减速机的输出端与所述搅拌轴转动连接。

进一步的，所述框架包括内围板和外围板，所述内围板和外围板中间围成空心结构，空心结构内部设置有保温层。

进一步的，每层热解仓底部均设置进口和出口，所述进口和出口的中心线从上至下均匀错开。

与现有技术相比，本实用新型所述采用撬装式设计，减少了占地面积，占地面积最小可达约4平方米。处理后的水可用于调制泥浆回用，回收的油也可再利用，最终的尾渣减量率80%以上，可装吨袋船运到陆地处理。可以最大化的分离其中的水分、油分和有机物，达到减量化、无害化、资源化。处理效果好，按物料含水程度不同，处理能力可达到24-36t/d，尾渣减量率80%以上，热解后的固体残渣含油率低于0.3%，含水率低于1%，可24小时连续不间断运行。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图中所示：1是第一法兰，2是热解仓，3是加热仓，31是反应仓、33是加热管，4是框架，5是第二法兰，6是框架支撑，7是导料口，8是输料装置，9是电机减速机，10是进料口，11是出气口，12是清渣装置，13是刮板装置，14是底板，15是搅拌轴，16是外围板，17是第三法兰，18是出料口，19是保温层，20是内围板。

具体实施方式

下面详细说明本实用新型的优选实施方式。

实施例1：参照图1，一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，包括框架4、进料口10和出料口18，还包括若干个热解仓2和输料装置8，所述输料装置8设置在所述多个热解仓2的下方，所述多个热解仓2上下串联连接，位于最上层的热解仓2的进口与所述进料口10相连接，位于最下层的热解仓2的出口与所述输料装置8的进口相连接，所述输料装置8的出口与出料口18相连接，所述输料装置8用于将处理之后的固体残渣输送至出料口18；所述热解仓2内部设有若干个用于对热解仓2物料进行热解处理的反应仓31和加热仓3，所述反应仓31内部设有刮板装置和清渣装置，所述加热仓3内部设有加热管33和保温材料。海上钻井废弃物从进料口10进入本实用新型内部进行热解，由上至下，经过多个热解仓2的热解处理，热解气体通过出气口11由外侧风机传送至油气回收装置进一步处理，固体残渣由底部的导料口7重力落料至输料装置8，并由其输送至出料口18，装吨袋进行集中处置。其中，输料装置8优选为无轴螺旋冷却输料装置8。

优选的，所述热解仓2的数量为5个，所述5个热解仓2由上至下串联连接。优选的，所述加热管33的数量为5-7个，均与热解仓2固定连接。其中，位于最上面的热解仓2由第一法兰1与框架4上部的连接板用螺栓连接，每个热解仓2是独立的，用螺栓将其法兰相连接相连接在一起，其它热解仓2底部由法兰与框架4内部的连接板连接。导料口7和输料装置8通过第三法兰17进行连接。框架支撑6用于对整个装置进行支撑。热解仓由反应仓31和加热仓组成，反应仓31位于上部，加热仓位于下部，加热仓与反应仓31固定连接在一起，加热管33直通至加热仓内部，对反应仓31物料进行热解处理。由加热泵伸入加热管33内对反应仓31进行电加热。每个反应仓31底板14紧挨着加热仓3的上部，每个热解仓2有2个落料口呈180度分布，上下紧挨着的热解仓2，下料口7不在同一垂直方向，与上部成90度水平旋转分布。

进一步的，每个反应仓31内还设有刮板装置13和清渣装置12。刮板装置13与搅拌轴15螺栓连接，物料通过搅拌轴15带动的刮板装置13进行搅拌打散，使其均匀受热，避免结焦。

进一步的，每台热解干化装置设置有电机减速机9，用以带动搅拌轴旋转。所述电机减速机9的输出端与所述搅拌轴15转动连接。

进一步的，还设有清渣装置12。每个热解仓落料口正上方设置有一个清渣装置12，当刮板装置13随着搅拌轴15旋转到清渣装置12时，因推压将其弹起至刮板与其脱离的瞬间，清渣装置12的弹簧钢板积蓄的弹性势能迅速释放，恢复原状，向下击打导料口7，将堵塞在导料口7处的物料击落至下一热解仓2，进而实现清渣防堵的功能。

所述框架4包括内围板20和外围板16，所述内围板20和外围板16中间围成空心结构，空心结构内部设置有保温层19。保温层19内部填充有保温材料，既避免热量流失，又保障了安全的外部工作环境。所述加热装置优选为加热管33，所述加热管33周围均匀设置有保温材料。每个热解仓2底部设有加热仓，每个加热仓都装有一组加热管33，加热管33外端通过法兰与外接加热装置连接，加热管33周围均匀布置保温材料。每层热解仓2底部均设置导料口，所述进口和出口的中心线从上至下均匀错开，不同时在一条垂直方向上。

本实用新型为整体撬装式，功能区分为上下两部分，上部为热解仓2，下部为出料装置，中间设置一平台用于安装及连接上下两部分。该设备构造为：上部分为叠置的热解仓2，由上至下逐层递进热解。每层热解仓2底部和顶部有缺口作为导料口。每层热解仓2底部均有螺旋双刃刮板，多次对物料反转打散，使其加均匀受热，又防止结焦，并将分层热解后的物料刮至倒料口，进入下一层继续热解，同时设备内部热循环系统对物料也起到风干作用。上部第一个热解仓2侧面设置有一气体通道，热解气通过该通道输送至另一撬装式尾气净化系统，对其产生的热解气体进行冷凝回收。上部设置有进料口10，底部设置有出料口18。下部分为出料装置，将最终热解完成的物料进行搅拌降温并输送至出料口18，外接物料仓。顶部经过多层热解处理后的物料由底部的无轴螺旋冷却出料装置输送至外部收集箱，集中处置。

本实用新型主要用于海上钻井废弃物的热解处理，海上钻井废弃物经脱水处理后，从进料口10送入本设备，经过多层热解仓2进行热解干化，热解气体从出气口11由外侧风机引出至另一撬装气体处理设备，热解干化处理后的固体残渣最后经无轴螺旋冷却输料装置8输送至出料口18，收集起来装至吨袋，集中拉运至陆地由再行处置。

本实用新型所述的设备采用撬装式设计，占地面积小，适合钻井平台作业，可以解决钻井废弃物处置的一大难题，大幅降低其运输和处置成本，提高钻采作业效率。同时避免海洋环境污染，实现了减量化与资源化并举，经济与社会效益显著。其中降低的处置成本包含：吨袋代替特制集装箱费用、来回运输费海上+陆地减量80%、还有专业公司陆地处置费省去前端处置费用等。本实用新型所述的设备解决了海上钻井平台钻井废弃物的处理难题，使得其就地减量化处理，热解干化后尾渣的含水率低于1%、含油率低于0.3%针对含油废弃物处理，达到GB 16297-1996《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》。处理后的水可用于调制泥浆回用，回收的油也可再利用，最终的尾渣减量率80%以上，可装吨袋船运到陆地处理。本实用新型占地面积最小可达约4平方米，且可以最大化的分离其中的水分、油分和有机物，达到减量化、无害化、资源化。热解后的固体残渣含油率低于0.3%，含水率低于1%，完全符合国家相关标准。热解气体经冷凝-油水分离-水处理撬做进一步处理，以回收油品、回收水净化后再利用。本实用新型处理效果好，按物料含水程度不同，处理能力可达到24-36t/d，尾渣减量率80%以上，可24小时连续不间断运行。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“内侧”、“外侧”、“顶端”、“末端”、“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。同时，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，以上所述仅仅是本实用新型的一个实施例，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对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，包括框架、进料口和出料口，其特征在于：还包括若干个热解仓和输料装置，所述多个热解仓串联连接，位于最上层的热解仓的进口与所述进料口相连接，位于最下层的热解仓的出口与所述输料装置的进口相连接，所述输料装置的出口与出料口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：所述热解仓内部设有反应仓和加热仓，反应仓内部设有刮板装置和清渣装置，对反应仓物料进行搅拌使其均匀受热，并清除下料口的粘渣，加热仓设置有加热管和保温层，所述加热管内部设有加热装置，加热仓外部均布满保温材料。

3.根据权利要求2所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：所述热解仓的数量为5个，所述5个热解仓由上至下串联连接。

4.根据权利要求2所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：每个热解仓有1个反应仓和1个加热仓，上部为反应仓，下部为加热仓。

5.根据权利要求2所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：所述刮板装置通过搅拌轴带动旋转对物料进行搅拌打散，所述清渣装置设置在每个热解仓落料口的正上方，所述清渣装置设置有带有弹簧的钢板，当刮板装置随着搅拌轴旋转到清渣装置时，清渣装置的弹簧钢板积蓄的弹性势能迅速释放，向下击打导料口实现清渣防堵。

6.根据权利要求2所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：所述加热仓由加热管和保温材料组成，其中，加热管的数量为5-7个，加热管外为保温材料，加热仓位于热解仓内部下侧。

7.根据权利要求2所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：位于最上面的热解仓由第一法兰与框架上部的连接板用螺栓连接，其它热解仓底部由第二法兰与框架内部的连接板连接。

8.根据权利要求5所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：还设有电机减速机，所述电机减速机的输出端与所述搅拌轴转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：所述框架包括内围板和外围板，所述内围板和外围板中间围成空心结构，空心结构内部设置有保温层。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种适用于海上钻井平台的新型热解干化装置，其特征在于：每层热解仓底部均设置进口和出口，所述进口和出口的中心线从上至下均匀错开。

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