CN219093106U - 石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油钻井岩屑和泥浆废物处理技术领域，尤其涉及石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统；包括四个设备单元，分别为：收贮设备单元、水基废物泥水分离处理单元、油基废物脱油成渣处理单元和陶粒制造单元；水基废物泥水分离处理单元由各设备之间通过水基废物输送装置依次连接后连接陶粒制造单元；油基废物脱油成渣处理单元设备之间通过油基废物输送装置依次连接后连接陶粒制造单元；陶粒制造单元由破碎机、粉磨机、拌合机、挤出机、加热装置及烧结设备，设备之间通过制陶输送装置依次连接。本实用新型的优点在于：避免污染发生；将废物制成陶粒，变废为宝实现资源化利用。

Description

石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统

技术领域

本实用新型涉及石油钻井岩屑和泥浆废物处理技术领域，尤其涉及石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统。

背景技术

石油开发生产中，为平衡地层压力，维护井眼井壁坍塌，往往采用添加的有膨润土、重晶石、高分子化学有机化合物、乳化剂等复合型材料的钻井液伴随着开采的过程，钻井液的使用会产生了废弃污染物，包括生产污水或废弃岩屑等等，污染物中往往具有高COD、高BOD、高盐、高氨氮和重金属超标、高分子有机类化学物质等问题，这些污染物通过钻井液携带到地面，若没有被有效处理，对植被、水体、土壤及人类身体健康将产生较大的危害。

随着近年来环保意识的不断加强，目前对废弃污染物的处理方法为：在开采现场进行清洁化工作，将钻井液废物进行收集并减量化操作，工艺技术流程是由螺旋输送机、液体接收罐组成的钻井液废物设备接收系统，再将水基废物和油基废物分别进行减量化处理，分离出废固和废液；然后对水基废固和油基废固分别进行处理。

以上对开采钻井废物进行处理具有以下几个问题：

a、石油钻井中为探明储量钻机设备较多，与环保设备一起投放在开采现场导致占地较多，容易导致管理混乱；而且钻采工作的流动性强，为保证环保要求，环保设备和储污池会跟随现场转移而移动，这对储污池的环保及技术要求都带来较大的难度，尤其雨季，污染物易与雨水发生浸泡，浸散出有机盐类、高分子化合物、矿物油等有毒物质污染到河流或田地改变了生态环境和土壤性质，会造成了水源污染或农田不可复耕问题。

b、对废弃的水基废物减量化后产生的污泥，选择地方砖厂烧砖利用，但是水基废固的制砖添加量不能大于10％与粘土配比，若废固大于10％，烧制的红砖易出现开裂、变形等产品不合格；由于添加量过少废固去除率非常低，导致大量地水基废固污染物在砖厂内堆积如山，无法形成高效的处理方式。

c、对废弃的油基废物减量化和焚烧热解后，剩余灰渣，目前的处理办法是协同水泥厂15％添加量再利用，或者直接堆积，同样无法形成高效的处理方式。

如何将在石油钻井作业中水基废物和油基废物实现环保、高效的处理，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，通过集中化的系统，将石油钻井中的水基废物和油基废物进行高效的环保处理。

为实现上述目的，本实用新型的方案如下：石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，包括四个设备单元，分别为收贮设备单元、水基废物泥水分离处理单元、油基废物脱油成渣处理单元及陶粒制造单元；

所述收贮设备单元由螺旋输送机、沉降罐、贮存罐组成，水基废物与油基废物分别由收贮设备单元依次进行收贮，运输至相应的储污池，通过相应的储污池连接水基废物泥水分离处理单元和油基废物脱油成渣处理单元；

所述水基废物泥水分离处理单元由破胶脱稳装置、板框压滤机、烘干装置组成，所述水基废物泥水分离处理单元各设备之间通过水基废物输送装置依次连接后连接所述陶粒制造单元；

所述油基废物脱油成渣处理单元由甩干机、离心机、回转窑组成，各设备之间通过油基废物输送装置依次连接后连接所述陶粒制造单元；

所述陶粒制造单元由破碎机、粉磨机、拌合机、挤出机、加热装置及烧结设备组成，所述陶粒制造单元各设备之间通过制陶输送装置依次连接。

进一步，水基废物泥水分离处理单元和油基废物脱油成渣处理单元上分别还设有尾气处理装置，所述尾气处理装置分别设置在烘干装置和回转窑上，所述尾气处理装置包括二燃室、除尘装置、脱硫装置、活性炭吸附装置。

进一步，所述破胶脱稳装置与所述板框压滤机下均设置废水管路，所述废水管路连接污水处理装置或污水处理厂；所述甩干机与所述离心机下设置废液管路，所述废液管路连接废液提纯处理设备。

进一步，所述回转窑内设有螺旋拌合推进器，所述螺旋拌合推进器设置在回转窑内壁上。

进一步，所述陶粒制造单元中粉磨机为球磨机，加热装置为恒温烘干箱；所述烧结设备为高温电炉。

本实用新型的优点在于：一体化集中处理的方式，使得钻井的作业面积被增大，方便现场作业实施；当现场作业出现流动时，减少了环保设备拆搭建立的时间和资金投入，避免了因环保问题影响现场的钻井生产，提高了现场作业的时效；可有效的将钻井的岩屑污泥污染物控制在固定范围内，当出现雨雪天气，钻井现场不会出现钻井岩屑污染物的“跑、冒、漏”现象，改善了现场的清洁管理情况，也避免了污染物可能对土壤、河流、农田等地造成的污染。

陶粒一般采用粘土为原料，通过将钻井水基和油基废物的集中处理，将处理后得到的脱水污泥和灰渣制成陶粒，在保护生态平衡不采用粘土的情况下，同样制成具有较高强度、轻量的陶粒，是使钻井岩屑污染物可以废物利用，实现资源再生，提高生产利用率；将脱水污泥和灰渣一体化集中制成陶粒，可以将钻井废固全部有效利用，解决现有技术中仅通过添加10％或15％的方法进行处理，为污染物提供量化的解决方案，大大的提高了钻井废物的处理效率。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的系统结构图；

具体实施方式

以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

对内蒙古油田进行钻井开采过程中，在钻采现场使用40米U300型螺旋输送机将水基废物和油基废物分别输送至36立方敞口固液沉降罐，通过初步沉降后分别进入贮存罐中，再通过输送泵将废物分别送至密闭罐车中，将水基废物和油基废物分别送至建立在开采现场以外区域的岩屑泥浆一体化处理中心；

在一体化处理中心内建立封闭、固定的储污池，水基废物排放进水基储污池中，将水基储污池中的废物通过水基废物皮带输送机传输到破胶脱稳装置上，用于对钻井水基废物进行破胶脱稳，再将破胶脱稳后的废物污泥传输输送到板框压滤机内，对废物污泥脱水，使其泥水分离至含水率60％，再将压滤后的污泥输送至烘干装置内，至含水率30％左右，将固液分离后的废水通过破胶脱稳装置与板框压滤机下均设置废水管路输送至污水处理厂，将固液分离后的脱水污泥输送至陶粒制造单元。

油基废物排放在油基储污池中，将油基储污池中的废物通过油基废物皮带输送机传输到甩干机内，对油基废物进行固液分离，甩干后的污泥输送至离心机进行离心，将对固液分离后的废液通过废液提纯处理设备进行废液提纯，进过处理后的液体可以用于石油钻井作业的钻井液使用，实现废液循环使用；将固液分离后的脱油废物输送至回转窑，通过加热热解方式将脱油后的废物进行焚烧热解，产出含油率2％的灰渣，将得到的灰渣输送至陶粒制造单元；

陶粒制造单元采用包括破碎机、粉磨机、拌合机、挤出机、加热装置及烧结设备。

其中，在烘干装置和回转窑上还分别设有尾气处理装置，尾气处理装置可将水基废物和油基废物加热过程中产生的废气吸收处理。

其中，在回转窑内壁上设有螺旋拌合推进器，螺旋拌合推进器将回转窑内的脱油污泥推动，方便燃烧热解。

其中，粉磨机可采用球磨机，加热装置使用烘干箱，烧结设备为高温炉。

将内蒙古油田钻井中的水基废物和油基废物进行制造陶粒：

1、将脱水污泥与灰渣按照质量比为7:3进行混合，采用颚式破碎机对其进行进一步破碎处理，破碎后的小块再用球磨机进行粉磨，控制泥浆粉的粒径小于200μm；将泥浆粉通过制陶输送装置送至拌合机处；

2、将泥浆粉与水按照质量比5:1进行混合，采用拌合机充分混合揉制后，加工成长方体形状，将泥浆块放入托盘中，并覆膜保持其水分，放入陈化室，静止陈化12h。

3、将陈化室中的泥浆块传输至挤出机中，挤出直径10mm的条状，并按照长度约为15mm进行切割成短条，制成陶粒坯体。

4、将陶粒坯体输送至坩埚中，放入105℃恒温烘干箱中，烘干时间为8h，去除水分，使陶粒坯体得含水率在1.0％。

5、烧结：将烘干后的陶粒坯体传输至高温炉，通过高温炉烧结，烧制温度为1050℃，烧制300min，取出后自然冷却得到陶粒。

采用石油钻井水基废物和油基废物制得的陶粒，经检验后发现吸水率为12％，堆积密度为小于800kg/m³，筒压强度为4.1MPa；符合陶粒产品的吸水率、堆积密度和强度的数据要求；实现了石油钻井水基废物、油基废物的无害化处理，也实现了变废为宝，资源回收再利用。

实施例2

在对天津市大港油田进行钻井开采过程中，在钻采现场收贮设备包括使用40米U300型螺旋输送机将水基废物输送至36立方敞口固液沉降罐，通过初步沉降后分别进入贮存罐中，再通过输送泵将废物分别送至密闭罐车中，将水基废物送至建立在开采现场以外区域的岩屑泥浆一体化处理中心；将其倾倒进环保集中处理中心的水基储污池中。

将水基储污池中的废物通过水基废物皮带输送机传输到破胶脱稳装置上，用于对钻井水基废物进行破胶脱稳，再将破胶脱稳后的废物污泥传输输送到板框压滤机内，对废物污泥脱水，使其泥水分离至含水率60％，再将压滤后的污泥输送至烘干装置内，至含水率30％左右，将固液分离后的废水通过破胶脱稳装置与板框压滤机下设置废水管路输送至污水处理厂，将固液分离后的脱水污泥输送至陶粒制造单元。

将脱水污泥进行制造陶粒；

首先采用颚式破碎机对脱水污泥进行破碎处理，破碎后的小块放入研钵中采用粉磨机进行研磨，研磨至粉状后用200μm的筛子进行过筛。

然后将上述步骤中的泥浆粉与水按照质量比为3.5:1进行混合，然后搅拌，采用拌合机充分混合揉制后，加工成长方体形状，将泥浆块放入托盘中，并覆膜保持其水分，静止陈化12h后放入挤出机，挤压造粒呈直径10mm圆球。

再后，将装有泥浆陶粒坯体的坩埚放入105℃的恒温烘干箱中，干燥6h，去除水分，使陶粒坯体得含水率为1.5％。

将烘干后的陶粒坯体放入高温炉中，设定500℃进行预烧0.5h后，再放入1070℃的高温炉中进行烧制30min，烧制成陶粒，取出后在室内自然冷却后得到陶粒。

通过一体化集中处理系对将水基废物处理后，同样可以制成具有较高强度、轻量的陶粒，使钻井岩屑污染物可以废物利用，实现资源再生，为钻井废物的处理提供了量化的处理方式。

Claims (5)

1.石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，其特征在于：包括四个设备单元，分别为收贮设备单元、水基废物泥水分离处理单元、油基废物脱油成渣处理单元及陶粒制造单元；

所述收贮设备单元由螺旋输送机、沉降罐、贮存罐组成，水基废物与油基废物分别由收贮设备单元依次进行收贮，运输至相应的储污池，通过相应的储污池连接水基废物泥水分离处理单元或油基废物脱油成渣处理单元；

所述水基废物泥水分离处理单元由破胶脱稳装置、板框压滤机、烘干装置组成，所述水基废物泥水分离处理单元各设备之间通过水基废物输送装置依次连接后连接所述陶粒制造单元；

所述油基废物脱油成渣处理单元由甩干机、离心机、回转窑组成，各设备之间通过油基废物输送装置依次连接后连接所述陶粒制造单元；

所述陶粒制造单元由破碎机、粉磨机、拌合机、挤出机、加热装置及烧结设备组成，所述陶粒制造单元各设备之间通过制陶输送装置依次连接。

2.根据权利要求1所述的石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，其特征在于：所述水基废物泥水分离处理单元和所述油基废物脱油成渣处理单元分别设有尾气处理装置，所述尾气处理装置分别设置在烘干装置和回转窑上。

3.根据权利要求1所述的石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，其特征在于：所述破胶脱稳装置与所述板框压滤机下均设置废水管路，所述废水管路连接污水处理装置或污水处理厂；所述甩干机与所述离心机下设置废液管路，所述废液管路连接废液提纯处理设备。

4.根据权利要求1所述的石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，其特征在于：所述回转窑内设有螺旋拌合推进器，所述螺旋拌合推进器设置在回转窑内壁上。

5.根据权利要求1所述的石油钻井水基废物和油基废物一体化集中处理系统，其特征在于：所述陶粒制造单元中加热装置为恒温烘干箱；所述烧结设备为高温炉。

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