[实用新型]钻井废弃物中重金属的捕捉和掩蔽系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气田钻井过程中外排危废物的处理，特别涉及一种钻井废弃物重金属的捕捉和掩蔽系统。 

背景技术

钻井废弃物是石油天然气工业的主要污染源之一，其废物处理是目前困扰油田的一大难题。2008年《国家危险废物名录》中已将“废弃钻井液处理产生的污泥”（废物代码071-002-08）列入国家危险废物名目内，其中，重金属是废弃钻井泥浆中主要污染物成分之一。 

根据国内各油田钻井泥浆成分资料统计分析，重金属广泛分布于废弃钻井泥浆中，除银外，一些常见的具有危害性的金属几乎全部检测到踪迹，如Zn、Pb、Cu、Ni、Hg、As、Cr等。废弃钻井泥浆中金属离子含量较高，分析其原因除钻井地点生产用水中相关矿物质背景含量较高的因素所致外，主要原因还与各种添加剂的使用有关。这些金属元素可能是伴随钻井泥浆添加剂、基础添加材料进入体系，也可能是随钻屑由地层中携带出来。 

据有关文献显示，废弃钻井泥浆中的重金属元素通常以6种状态存在，废水中重金属主要以可溶态和离子交换态存在，废弃钻井泥浆中重金属多以吸附态、络合态、碳酸盐态和残渣态存在。Cr是主要污染物，Pb、Zn含量也高。Cr、Zn与有机物结合能力较强，因而泥浆中的大量有机物对重金属的存在状态、迁移和积累等均起着重要作用。Cu主要以与有机物结合的形式存在，残渣中含量较高，可能与硫化物、氢氧化物的存在形式有关。Cd是生物所需的微量元素，它几乎完全以可交换和与碳酸盐结合的形式存在。 

我国陆地油气井钻井泥浆绝大多数采用水基泥浆。钻井废弃泥浆的处理方式通常是回填处理和固化处理两种。 

回填处理：先将储存坑里沉降分离的钻井泥浆上部的水澄清（必要时加絮凝剂），达到规定指标后，就地排放；剩下的污泥，待其自然干化到一定程度，在其上部加土填埋，顶部保持0.5-1.5m的土层，以恢复地貌。该方法处理成本较低，适用于淡水基钻井泥浆。 

固化处理：该技术是近些年发展起来的一种废弃钻井泥浆处理技术。其原理是向废弃钻井泥浆中加入具有固结性能的固化剂，使其转化成类似混凝土的固化体，固结其内的有害成分。但固化处理费用较高，每口井都需建泥浆池，占地面积大（一般采用固化处理后，因加入固化物可使其在原泥浆排放量的基础上再增加30%体积），且固化处理过程中需要使用破稳 剂、助凝剂、固化剂，处理效果较复杂。固化法中，重金属元素可溶态并未改变。随着时间的推移，重金属离子可以随固化体渗出液逸出，污染土壤和地下水，环境污染风险依然较高。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻井废弃物重金属的捕捉和掩蔽系统，将钻井废弃物中重金属元素通过添加化学药剂使之结合成有机硫重金属螯合物，然后经固-液分离进入泥饼。 

重金属硫化物具有良好的化学稳定性，除硫化锰、硫化镍、硫化锌等溶于稀盐酸外，其余有害重金属硫化物只能溶于浓盐酸、浓硫酸甚至王水，消除了有害重金属在土壤中离子化的可能性，切断重金属被植物吸收富集转移和污染地下水的可能性。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种钻井废弃物重金属的捕捉和掩蔽系统，如图1所示，包括： 

一砂石分离装置，用来接收钻井废弃物，加水搅拌过筛后，将其中大颗粒的岩屑和砂石分离并洗涤后排出； 

一泥浆储存搅拌罐，其入口与与砂石分离装置出口相通，通过砂石分离装置洗涤产生的浆体和去除砂石后的泥浆混合后进入带有搅拌装置的泥浆储存搅拌罐中，分批加pH调节剂调节pH值至6～8并加氧化剂降低其COD值，然后加入重金属捕捉剂溶液，重金属捕捉剂（广谱型）与混合浆液中的重金属反应，结合成有机重金属螯合物； 

一泥浆反应罐，其入口与泥浆储存搅拌罐的出口通过管道连接，对去除掉重金属的泥浆混合液分别加入聚凝剂和絮凝剂，进行复合絮凝处理，并低速搅拌，使其脱稳充分； 

一脱干设备，其入口与泥浆反应罐的出口通过管道连接，对脱稳充分后的泥浆进行固液分离。 

本实用新型还包括一沉淀罐，与脱干设备连接，对经过上述步骤使用后的水进行沉淀处理；以及与沉淀罐连接的一回用水箱，将沉淀后的水输送到系统的砂石分离装置等部分循环使用。本实用新型还包括一输送机，与砂石分离装置的入口相通。其中回用水箱与输送机通过相通的管道连接，与砂石分离装置和泥浆储存搅拌罐通过相通的管道连接。 

出机泥饼达到农用污泥标准，用于泥饼修路垫场或还田。