CN219156714U - 油气田废弃钻井泥浆再生利用设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了钻井环保设备领域的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，箱体，箱体内设有隔板，隔板将箱体分为重金属净化腔室和岩屑过滤腔室，重金属净化腔室下部连通有泥浆进液管，重金属净化腔室上部与岩屑过滤腔室连通有输送管，重金属净化腔室内侧壁沿竖向间隔布置有若干过滤板，过滤板呈镂空状，过滤板内填充有若干重金属吸附球，重金属吸附球包括镂空外壳，镂空外壳内填充有螯合树脂球。本方案在泥浆回收利用前采用螯合树脂球吸附钻井泥浆中的重金属，可以减少排放物对环境的污染，无需进行再分离，提高了钻井泥浆再生利用的效率，且便于后续对吸附在螯合树脂球中的重金属进行集中处理。

Description

油气田废弃钻井泥浆再生利用设备

技术领域

本实用新型属于钻井环保设备领域，具体是油气田废弃钻井泥浆再生利用设备。

背景技术

在油气田钻井过程中会产生大量的钻井废弃物。钻井废弃物是一种极为复杂的分散体系，主要由钻井泥浆、钻井产生的废水以及岩屑等组成，具有油类、固体悬浮物、重金属离子含量高、含水率变化大，难于脱水等特点，是目前油气田勘探过程中产生的主要污染物。

钻井废弃物中有毒有害成分含量较高，若直接排放会对环境造成较大危害。其中，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物。这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性。目前，在很多油田的钻井过程中，会在井口附近开挖一个较大的泥浆坑，钻井废弃物随着钻井过程的进行而产生，并直接排入泥浆坑，钻井泥浆的渗漏及外溢会对地下水及周边土壤会造成严重污染，使土地荒芜。因此，需要对钻井泥浆进行处理减少污染。

例如中国专利，公告号为CN202970557U的专利公开了一种沉降式排砂泥浆回收装置，包括箱体、水平螺旋输送机、斜置螺旋输送机、溢流管和钻屑泥砂出口等。通过串联的两级处理单元对钻井泥浆中较大颗粒的岩屑和泥砂进行沿程收集，对沉淀后的较稀泥浆则通过溢流管流出，并泵回钻井队的固控系统回收处理。

该专利通过沉降式螺旋排砂泥浆回收装置将钻屑从废弃钻井液中分离，实现废弃的钻井泥浆不落地达标处理。但是由于油气田排出的泥浆含有许多重金属和有害物质，该专利靠沉降无法去除钻井泥浆中的重金属和有害物质，因此，我们提出了油气田废弃钻井泥浆再生利用设备。

实用新型内容

为了解决由于油气田排出的泥浆含有许多重金属和有害物质，现有技术靠沉降无法去除钻井泥浆中的重金属和有害物质的问题，本实用新型的目的是提供油气田废弃钻井泥浆再生利用设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，包括箱体，箱体内设有隔板，隔板将箱体分为重金属净化腔室和岩屑过滤腔室，重金属净化腔室下部连通有泥浆进液管，重金属净化腔室上部与岩屑过滤腔室连通有输送管，重金属净化腔室内侧壁沿竖向间隔布置有若干过滤板，过滤板呈镂空状，过滤板内填充有若干重金属吸附球，重金属吸附球包括镂空外壳，镂空外壳内填充有螯合树脂球。

本方案的原理：本方案通过布置多层过滤板，过滤板内填充螯合树脂球制成的重金属吸附球，利用螯合树脂球与泥浆中的重金属离子进行螯合作用，将钻井泥浆中的重金属转移至螯合树脂球中，以达到去除钻井泥浆中重金属离子的目的。

采用上述方案后实现了以下有益效果：

1.相较于现有技术靠沉降无法去除钻井泥浆中的重金属的问题，本方案在泥浆回收利用前采用螯合树脂球吸附钻井泥浆中的重金属，可以减少排放物对环境的污染，且相较于泥浆混合重金属捕集剂以去除泥浆中的重金属离子后，需要对重金属捕集剂进行再分离，本方案采用螯合树脂球无需进行再分离，提高了钻井泥浆再生利用的效率，且便于后续对吸附在螯合树脂球中的重金属进行集中处理；

2.本方案通过下进上出的方式，减缓了泥浆向上溢出的速度，延长螯合树脂球与重金属离子的反应时间，提高了螯合树脂球的吸附力度；

3.球状的螯合树脂比表面积大，可以增大重金属的螯合面积，提高去除重金属的效率，且螯合树脂球成本较低，经再生处理可重复使用，减少了设备成本。

进一步，过滤板与重金属净化腔室内侧壁可拆卸连接。

有益效果：过滤板与重金属净化腔室内侧壁可拆卸连接，便于定期更换过滤板内的重金属吸附球，避免螯合树脂吸附饱和重金属后影响后续吸附效果。

进一步，螯合树脂球上开有若干孔。

有益效果：螯合树脂球上的孔结构，增加了螯合树脂球的比表面积，有利于重金属离子在树脂中扩散，进一步增大了重金属的螯合面积，提高去除重金属的效率。

进一步，螯合树脂球包括含硫型螯合树脂球、含砷型螯合树脂球、含氮型螯合树脂球、含氧型螯合树脂球和含磷型螯合树脂球，且每层过滤板中填充的螯合树脂球类别不同。

有益效果：每层过滤板中填充不同类别的螯合树脂球，可以集中吸附单一重金属离子，便于后续对单层吸附的重金属进行集中处理。

进一步，过滤板内填充有隔油海绵球。

有益效果：过滤板内填充有隔油海绵球，在过滤重金属离子时，同时去除泥浆中的废弃油基，缩短了废弃钻井泥浆的净化时间，提高了利用效率。

进一步，岩屑过滤腔室内设有锥形桶，输送管的输入端与锥形桶侧壁相切，输送管上安装有输送泵，锥形桶顶部连通开有溢流管，溢流管连通有泥浆池，锥形桶底部连通有废弃岩屑收集槽。

有益效果：带有废弃岩屑的泥浆混合液切入锥形桶，在锥形桶内产生高速旋转流场，由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，密度大的废弃岩屑在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，形成了外旋涡流场从锥形桶底部流向废弃岩屑收集槽；密度小的泥浆向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成向上运动的内涡旋，然后由溢流管排入泥浆池，这样就达到了两相分离的目的，相较于现有技术采用沉淀法分离，本方案采用离心力结合重力进行两相分离的效率更高，且经过重金属去除、废弃岩屑分离的泥浆可直接回收利用。

进一步，锥形桶内侧壁固定连接有导流板，导流板呈螺旋状，且导流板位于输送管下方。

有益效果：锥形桶内设置螺旋状的导流板，使废弃岩屑沿导流板方向下沉，加强废弃岩屑的下沉效果，提高泥浆分离的净化力度。

进一步，导流板朝远离锥形桶侧壁一侧倾斜，倾斜角度为a。

有益效果：导流板朝远离锥形桶侧壁一侧倾斜，进一步阻挡了废弃岩屑上浮，提高了泥浆再利用的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的剖面图。

图2为本实用新型实施例的锥形桶的剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、隔板2、泥浆进液管3、输送管4、过滤板5、重金属吸附球6、隔油海绵球7、锥形桶8、输送泵9、溢流管10、废弃岩屑收集槽11、导流板12。

实施例基本如附图1-图2所示：

油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，包括箱体1，箱体1内设有隔板2，隔板2将箱体1分为重金属净化腔室和岩屑过滤腔室，重金属净化腔室下部连通有泥浆进液管3，重金属净化腔室上部与岩屑过滤腔室连通有输送管4，重金属净化腔室内侧壁沿竖向间隔布置有若干过滤板5，过滤板5与重金属净化腔室内侧壁可拆卸连接，过滤板5呈镂空状，过滤板5内填充有若干重金属吸附球6和隔油海绵球7，重金属吸附球6包括镂空外壳，镂空外壳内填充有螯合树脂球，螯合树脂球上开有若干孔，螯合树脂球包括含硫型螯合树脂球、含砷型螯合树脂球、含氮型螯合树脂球、含氧型螯合树脂球和含磷型螯合树脂球，且每层过滤板中填充的螯合树脂球类别不同。

岩屑过滤腔室内设有锥形桶8，输送管4的输入端与锥形桶8侧壁相切，输送管4上安装有输送泵9，锥形桶8顶部连通开有溢流管10，溢流管10连通有泥浆池，锥形桶8内侧壁固定连接有导流板12，导流板12呈螺旋状，且导流板12位于输送管4下方，导流板12朝远离锥形桶8侧壁一侧倾斜，倾斜角度为5°，锥形桶8底部连通有废弃岩屑收集槽11。

具体实施过程如下：

重金属去除阶段：将钻井泥浆稀释后，通过泥浆进液管3注入重金属净化腔室，由于重金属净化腔室内可拆卸连接有若干过滤板5，过滤板5内填充有重金属吸附球6，利用重金属吸附球6中的螯合树脂球与重金属离子进行螯合反应，以去除钻井泥浆中的重金属离子，相较于泥浆混合重金属捕集剂以去除泥浆中的重金属离子后，需要对重金属捕集剂进行再分离，本方案采用螯合树脂球无需进行再分离，提高了钻井泥浆再生利用的效率，且每层过滤板5中的螯合树脂球吸附的重金属类别不同，便于后续对吸附在螯合树脂球中的重金属进行分类处理，且重金属净化腔室下进上出的方式，减缓了泥浆向上溢出的速度，延长螯合树脂球与重金属离子的反应时间，提高了螯合树脂球的吸附力度。

废弃岩屑过滤阶段：打开输送泵9，带有废弃岩屑的泥浆混合液切入锥形桶8，在锥形桶8内产生高速旋转流场，由于粗颗粒与细颗粒之间存在粒度差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，密度大的废弃岩屑在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，形成了外旋涡流场从锥形桶8底部流向废弃岩屑收集槽11；密度小的泥浆向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成向上运动的内涡旋，然后由溢流管10排入泥浆池，这样就达到了两相分离的目的。

锥形桶8内设置螺旋状的导流板12，使废弃岩屑沿导流板12方向下沉，加强废弃岩屑的下沉效果，提高泥浆分离的净化力度。

相较于现有技术采用沉淀法分离，本方案采用离心力结合重力进行两相分离的效率更高，且经过重金属去除、废弃岩屑分离的泥浆可直接回收利用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：包括箱体，箱体内设有隔板，隔板将箱体分为重金属净化腔室和岩屑过滤腔室，重金属净化腔室下部连通有泥浆进液管，重金属净化腔室上部与岩屑过滤腔室中部连通有输送管，重金属净化腔室内侧壁沿竖向间隔布置有若干过滤板，过滤板呈镂空状，过滤板内填充有若干重金属吸附球，重金属吸附球包括镂空外壳，镂空外壳内填充有螯合树脂球。

2.根据权利要求1所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：过滤板与重金属净化腔室内侧壁可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：螯合树脂球上开有若干孔。

4.根据权利要求3所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：螯合树脂球包括含硫型螯合树脂球、含砷型螯合树脂球、含氮型螯合树脂球、含氧型螯合树脂球和含磷型螯合树脂球，且每层过滤板中填充的螯合树脂球类别不同。

5.根据权利要求4所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：过滤板内填充有隔油海绵球。

6.根据权利要求5所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：岩屑过滤腔室内设有锥形桶，输送管的输入端与锥形桶侧壁相切，输送管上安装有输送泵，锥形桶顶部连通开有溢流管，溢流管连通有泥浆池，锥形桶底部连通有废弃岩屑收集槽。

7.根据权利要求6所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：锥形桶内侧壁固定连接有导流板，导流板呈螺旋状，且导流板位于输送管下方。

8.根据权利要求7所述的油气田废弃钻井泥浆再生利用设备，其特征在于：导流板朝远离锥形桶侧壁一侧倾斜，倾斜角度为a。

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