一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油基泥漿或鉆屑處理領(lǐng)域，尤其涉及一種從含油油基鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于：所述處理回收工藝包括高效離心過濾、均質(zhì)和離心沉降過程，通過工藝參數(shù)的優(yōu)化實現(xiàn)油基泥漿鉆井工程產(chǎn)生的含油廢物中油基泥漿的高效回收，并達(dá)到回用鉆井工藝的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明中的工藝具有油基泥漿回收率高，回收的油基泥漿可直接回用鉆井工程，不產(chǎn)生二次污染，工藝簡單和操作條件緩和等特點，適用于處理各種油基泥漿鉆井工程產(chǎn)生的含油廢物。采用本發(fā)明中的處理回收工藝處理后，含油廢物中油基泥漿資源高效回收，回收率高，污染物含量大大降低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【專利說明】一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油基泥漿鉆井工程產(chǎn)生的油基廢物中資源回收和含油廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]油基泥漿對于鉆井工程，尤其是在鹽膏層、水敏性地層的鉆井工程中具有顯著優(yōu)勢。油基泥漿以柴油、白油、生物油、礦物油、合成油等為基油液添加各種油田化學(xué)劑，是目前國際上常用的油基泥漿類型。油基泥漿鉆井過程中產(chǎn)生油基泥漿鉆井廢棄物，主要包括含油鉆屑、振動篩漏漿、固井返排混漿、堵漏返排液、完井清罐底泥等。單井產(chǎn)生量約250-500m3范圍，含油量約為18?25%，其中(I)廢棄油基鉆井泥漿中液相主要包括油基、泥漿添加劑；固相物主要包括:如重晶石粉，破碎的巖屑，固相物粒徑分布較廣，從粒徑分布微米級到厘米級。(2)泥漿罐底泥主要是泥漿罐中殘余的部分油基泥漿，其中液相主要包括油基、泥漿添加劑，固相物主要包括:如重晶石粉及超細(xì)巖屑、坂土粉，固相物的粒徑較小，一般為lOum。(3)固井返排混漿作為鉆井過程中產(chǎn)生的與鉆井泥漿混合物，其中液相主要包括油基和地層水、泥漿添加劑，固相物主要包括:如重晶石粉、水泥粉以及部分破碎巖屑，固相物的粒徑較小，IOum到lOOOum。
[0004]油基泥漿鉆井廢棄物中主要污染物為廢油，是國家《危險廢棄物名錄》中標(biāo)定的HW08類危險廢棄物。長期堆積或填埋會造成地表植被的嚴(yán)重破壞，污染土壤和水源。根據(jù)環(huán)保要求，廢棄的油基泥漿和油基泥漿鉆屑等油基泥漿鉆井廢棄物都要進(jìn)行后期處理。傳統(tǒng)上處理油基泥漿或鉆屑方式包括焚燒處理、裂解、填埋處理及微生物降解處理等。焚燒法投入資金大、運(yùn)行成本高、容易造成二次污染。填埋處理并沒有實現(xiàn)污染物的真正無害化，僅僅是將污染物轉(zhuǎn)移到地下，遇到降雨或地下徑流，有可能導(dǎo)致污染物的擴(kuò)散。微生物處理周期長，切對環(huán)境條件要求高。
[0005]通過將鉆井廢棄物中的柴油、白油或合成油等油基泥漿進(jìn)行回收和資源化回用，是目前油氣田開發(fā)中所需要技術(shù)。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種成本低、不帶來第二次污染且可回收資源、操作簡單的一種油基泥漿鉆井廢棄物中油基泥漿處理回收工藝。
[0008]本發(fā)明所述工藝，是在對油基鉆井廢棄物中固、液兩相的比重、粘度以及流變性等特點進(jìn)行深入分析基礎(chǔ)上，開發(fā)離心過濾-離心沉降過程耦合工藝技術(shù)實現(xiàn)油基泥漿高效回收，并通過工藝優(yōu)化，實現(xiàn)回收的油基泥漿的性能達(dá)到鉆井工程回用要求。
[0009]解決以上技術(shù)問題的本發(fā)明中一種油基泥漿鉆井廢棄物中油基泥漿處理回收工藝，其特征在于:所述處理回收工藝包括離心過濾、均質(zhì)和離心沉降過程。并通過PLC控制進(jìn)行工藝優(yōu)化，使回收的油基泥漿達(dá)到回用要求。
[0010]本發(fā)明中所述處理回收工藝還可包括進(jìn)料過濾、預(yù)篩分過程。廢棄油基泥漿收集、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中有可能混入大石塊、泥塊等異物。較大粒徑的石塊容易造成進(jìn)料孔的堵塞，并有可能損壞設(shè)備，同時較多的泥土進(jìn)入離心過濾機(jī)后往往導(dǎo)致濾餅層的形成，進(jìn)料時盡量避免干泥餅的進(jìn)入。進(jìn)料段增加了進(jìn)料篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔徑為2~4cm，防止異物進(jìn)入離心過濾設(shè)備，造成堵塞，實現(xiàn)物料的預(yù)分離。經(jīng)過進(jìn)料篩網(wǎng)預(yù)分離后，固相最大粒徑為1.8^2cm,中值粒徑約為0.5~0.8mm。
[0011]所述離心過濾過程中離心過濾設(shè)備轉(zhuǎn)速為60(T2400r/min，所述離心過濾中離心轉(zhuǎn)速進(jìn)一步可為60(T900r/min。
[0012]離心過濾過程中，已泥漿鉆井廢棄比重大，粘性大，粒徑分布廣，在較高的轉(zhuǎn)速下離心力較大，有利于液體的過濾。但過高的轉(zhuǎn)速容易將物料磨碎，被磨碎的物料進(jìn)一步與泥餅混合，形成的濾餅層較為堅硬、干燥，分離效果差；較高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致螺旋出料速率加快，物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時間較短，導(dǎo)致分離效率較差。通過優(yōu)化離心機(jī)轉(zhuǎn)速，形成的濾餅層較為松散，有利于液相的分尚。
[0013]所述離心過濾中離心過濾設(shè)備過濾網(wǎng)孔徑0.2~5mm，所述離心過濾中離心過濾設(shè)備過濾網(wǎng)孔徑進(jìn)一步可為0.8^4.0mm。
[0014]所述離心過濾中物料停留時間為5~30s，所述離心過濾物料停留時間進(jìn)一步可為6 ~8s。 [0015]所述離心過濾后所得的粗分離泥漿固含量高，含砂量大，粘度大，固含量約為60~65%，固相最大粒徑約為1.5~2.5mm,中值粒徑約為0.05^0.1mm,破乳電壓ES為420~500mV，泥漿粘度 >500s，六速(3、6、100、200、300、600 r/min)的測定結(jié)果為:(18~25)/(26~50) / (180^240) / (>300) / (>300) /> (300)，達(dá)不到油基泥漿回用性能指標(biāo)，需要輸送入
緩沖罐中，混合、均質(zhì)后進(jìn)一步處理。
[0016]所述均質(zhì)過程即在緩沖罐中設(shè)置泥漿固含量檢測儀器和泥漿粘度檢測儀器，通過將離心過濾制得的粗分離泥漿和后續(xù)離心沉降分離合格泥漿混合、均質(zhì)，使混合物密度、粘度、固含等性質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到進(jìn)入后端離心沉降設(shè)備要求后，再泵入離心沉降設(shè)備。
[0017]離心沉降系統(tǒng)進(jìn)料固含為30%~50%，進(jìn)料泥漿粘度<400s。
[0018]所述緩沖罐中的均質(zhì)過程，通過將離心沉降生產(chǎn)的合格泥漿回流到離心過濾生產(chǎn)的粗分離泥漿中，回流比為1:1~2.5:1。
[0019]所述離心沉降過程，粗分離泥漿進(jìn)入離心沉降設(shè)備轉(zhuǎn)鼓后，比液相密度大的固相顆粒在轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)大離心力作用下快速沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，通過螺旋輸送器把沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的固相推向轉(zhuǎn)鼓小端的壓縮段，在此過程中進(jìn)一步擠壓、脫液，然后經(jīng)出渣口排出，分離后的合格泥漿則從轉(zhuǎn)鼓大端溢流堰流出。
[0020]合格泥漿進(jìn)入緩沖罐中與又一次離心過濾機(jī)過濾的粗泥漿混合處理，處理后的混合泥漿再進(jìn)入離心沉降設(shè)備中進(jìn)行沉降，其中一部份合格泥漿流回緩沖罐中，一部份達(dá)到回收利用標(biāo)準(zhǔn)的泥漿中回收利用。由此，不斷循環(huán)處理。合格泥漿即為還沒有達(dá)到回收利用的標(biāo)準(zhǔn)，但又符合回流到緩沖罐中的泥漿。
[0021]所述離心沉降中轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為600~3000r/min,轉(zhuǎn)鼓和推料螺旋差速為〈600 r/min。
[0022]所述離心沉降中轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速進(jìn)一步可為900-2600 r/min,轉(zhuǎn)鼓和推料螺旋差速進(jìn)一步可為〈300 r/min。
[0023]采用本發(fā)明中的處理回收工藝處理后，泥漿回收率可達(dá)70%以上，經(jīng)過兩級離心分離后生產(chǎn)的油基中固含量10~20%，最大固相粒徑約為5(T80um，中值粒徑約為10~30 um,破乳電壓 ES 為 70(T2000mV 泥漿粘度 100~150s，六速(3、6、100、200、300、600 r/min)的測定結(jié)果為:(6~10)/(12~40)/(50~80)/ (90~120)/ (130~180) / (240~400)，回收的油基能回收并重新應(yīng)用于鉆井工程。同時分離的固相物中污染物含量大大降低，石油類含量〈8%，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。適用于處理廢油基泥漿或含油鉆屑。本發(fā)明所指所指的油基泥漿鉆井廢物是指以柴油、白油、生物油、礦物油、合成油等為基油液添加各種油田化學(xué)劑制備的油基泥漿鉆井過程中產(chǎn)生的含油廢物。
[0024]本發(fā)明針對廢棄油基泥漿中固相顆粒粒徑差距較大，固相物密度差異大的特點，將離心過濾和離心沉降過程耦合，通過離心過濾去除泥漿中0.25^2cm的固相顆粒，通過離心沉降去除泥漿中0.f 1.5mm的固相顆粒，通過工藝參數(shù)的控制，確?；厥盏挠突酀{的性能達(dá)到鉆井工程回用要求，既能有效分離并回收大量油基泥漿，又有較強(qiáng)的抗磨損和堵塞能力，同時系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性可靠性較好。泥漿回收率高，降低了污染物的排放，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
[0025]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明中工藝流程操作圖
具體實施方法
下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)行具`體說明 實施例1
在新疆某油田實施油基鉆井廢棄物中柴油基泥漿的資源化回收項目，油基鉆井廢棄物主要包括廢棄油基泥漿和含油鉆屑，含油量約為20-30%。本實施例中，鉆進(jìn)過程以砂巖為主，鉆屑以砂巖顆粒為主，鉆屑顆粒粒徑較大，約為0.2~10mm，顆粒機(jī)械強(qiáng)度較大、硬度較高，可采用較高的轉(zhuǎn)速。采用設(shè)計核定處理量為0.5m3/h的設(shè)備，考察工藝的處理量、處理效果和工藝穩(wěn)定性。
[0027]結(jié)合圖1，進(jìn)料段通過增加了進(jìn)料篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔徑為4cm，防止異物進(jìn)入離心過濾設(shè)備，造成堵塞。經(jīng)過進(jìn)料篩網(wǎng)后，固相最大粒徑為3~4cm，中值粒徑約為1.5mm,固相含液量約為18%。
[0028]離心過濾過程，采用變頻離心過濾設(shè)備進(jìn)行離心過濾，主要通過離心力作用下，通過篩網(wǎng)的攔截，實現(xiàn)大顆粒鉆屑和油基泥漿的分離。實施中發(fā)現(xiàn)針對油基泥漿粘性較大，固含量高的特點，傳統(tǒng)的離心過濾單元的工藝設(shè)計思路是利用較小的孔徑和形成濾餅層，利用濾餅層的截留，實現(xiàn)固液分離，容易造成濾網(wǎng)的堵塞，分離效果較差，綜合優(yōu)選0.2,0.5、
0.8、1.5、2.0、4.0、5.0 mm孔徑的濾網(wǎng)進(jìn)行離心過濾，轉(zhuǎn)速設(shè)定為600r/min,離心過濾單兀處理效果如表所示，較小的過濾過濾篩網(wǎng)其回收泥漿中固含量較低，泥漿質(zhì)量較好，但其回收量較小，同時分離的固相物中油含量較高，從泥漿的回收量和回收泥漿的質(zhì)量綜合考慮，過濾效率較高的是2_孔徑濾網(wǎng)。[0029]表1
【權(quán)利要求】
1.一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述處理回收工藝包括離心過濾、均質(zhì)和離心沉降過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述處理回收工藝還包括進(jìn)料過濾過程，進(jìn)料過濾網(wǎng)孔徑0.l-4cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心過濾過程中離心過濾設(shè)備轉(zhuǎn)速為50(T2400r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心過濾設(shè)備轉(zhuǎn)速為600~900r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心過濾過程中離心過濾設(shè)備過濾網(wǎng)孔徑0.2~5_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心過濾過程中離心過濾設(shè)備過濾網(wǎng)孔徑0.8~4_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述均質(zhì)過程為將離心沉降過程中生產(chǎn)的柴油基泥漿部分回流到緩沖罐中與離心過濾過程中生產(chǎn)的粗分離泥漿混合，回流比為1: 1-2.5:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心過濾中物料停留時間為5~30s。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心沉降中離心沉降設(shè)備轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為60(T3000;r/min,轉(zhuǎn)鼓和推料螺旋差速為^ 600r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從油基泥漿鉆井廢棄物中回收油基泥漿的工藝，其特征在于:所述離心沉降設(shè)備轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為90(T2400r/min，轉(zhuǎn)鼓和推料螺旋差速為<300r/min0
【文檔編號】E21B21/06GK103758474SQ201410033980
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】王兵, 任宏洋, 黎躍東, 徐陽 申請人:王兵, 任宏洋, 黎躍東, 徐陽