[发明专利]水基钻井液废弃物固液分离设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液废弃物处理设备和方法，特别涉及水基钻井液废弃物固液分离设备及方法。 

背景技术

水基钻井液废弃物是石油钻井过程中产生的污染物。它是一种含有矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多相体系，其浸出液有较高毒性。油田钻井生产每天都要产生大量的水基钻井液废弃物，水基钻井液废弃物直接排放会影响到作物生长的营养环境条件及其品质，长期堆积会造成地表植被的严重破坏，污染土壤和水源，危及人类的生存。目前，国内外常用的水基钻井液无害化处理方法主要有以下几种：1、填埋法2、固化与综合利用相结合3、土地耕作法4、泵入安全地层或环形空间法5、闭合回路系统法。以上几种方法都存在或多或少的缺点。填埋法比较简单，但是受到环境场地的限制；固化与综合利用相结合的方法因未进行固液分离，固化后废弃物体积未减少，给最终处理增加了困难；土地耕作法只适用于辽阔而且相对平整的地带，并且需要合适的土壤结构；泵入安全地层与环形空间法是一种受限使用的方法；闭合回路系统法必须在经济合算的情况下才能使用。因此，需要好的方法和工艺来对油田水基钻井液废弃物进行后续处理。 

发明内容

为克服上述现有技术中水基钻井液无害化处理方法存在的缺陷，本发明提出了一种水基钻井液固-液分离设备及方法，它是在经过预处理的水基钻井液废弃物中加入絮凝剂等，通过离心机使水和固相离心分离出来，实现固液分离。分离出的废水经过二级絮凝、过滤处理达标后可以实现井场回用或者排放，分离出的废渣通过固化处理，达标堆放。通过此种方法使水基钻井液废弃物处理后的废水、废渣的浸出液的主要污染物指标达到GB8978-1996《污水综合排放标准》(二级要求)。 

本发明的技术方案如下： 

一种水基钻井液固液分离设备，主要包括配药撬和缓冲撬两个撬式装置，配药撬上主要设有药品罐、离心泵、配药漏斗、自动喂料机、搅拌器、多个隔膜计量泵，药品罐中设置成多个药品室，药品罐一侧通过管线连接有配药漏斗和离心泵，药品罐另一侧通过管线连接有隔膜计量泵，药品罐上面安装有多个用于加药的搅拌器和自动喂料机；缓冲撬上安装有罐仓和螺杆泵，罐仓分隔成预处理钻井液收集罐和污水收集罐，预处理收集罐与污水收集罐下部均设有清砂口，螺杆泵一侧通过管线与罐仓连接，螺杆泵另一侧与混合管道连接，多个隔膜 计量泵出口分别通过软管与该混合管道多点连接，罐仓上面设置有离心机，离心机与混合管道末端连接，混合管道内设置有混合器，离心机下部设有排砂槽和排液口。 

一种水基钻井液固液分离方法，主要包括以下步骤： 

a、将钻井过程中产生的钻井液及废弃物收集到收集罐中，通过气浮作用，实现油水分离； 

b、钻井液废弃物通过泵导入离心机中，经过离心机的预处理，甩出重晶石等固相，液相收集到预处理钻井液收集罐中； 

c、用螺杆泵将预处理钻井液收集罐中的钻井液抽出，用隔膜计量泵将无机絮凝剂抽出，一块通过混合器混合均匀，之后再与用隔膜计量泵抽出的有机絮凝剂一块通过混合器混合均匀，导入离心机，预处理钻井液与无机絮凝剂、有机絮凝剂反应，再经过离心机的沉降离心作用，固相与液相分离，固相排出收集，液相收集到污水收集罐中； 

d、污水收集罐中的污水，通过进一步加有机絮凝剂，让固相液相分离，将液相污水抽走，固相收集到罐中进行重复处理； 

e、污水做进一步的精细过滤处理，处理成达标排放的清水。 

本发明中水基钻井液的固液分离方法主要用到以下原理： 

a、气浮原理：在水中形成高度分散的微小气泡，粘附水中疏水基的固体或液体颗粒，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而达到固液或液液分离。 

b、无机絮凝剂絮凝原理：钻井液中大部分颗粒属于胶体颗粒范围，小于1微米，这些细颗粒很难沉淀。无机絮凝剂溶于水中，通过溶解和吸水可发生强烈水解，并在水解同时发生各种聚合反应，生成具有较长线性结构的多核络合物，这些络合物能有效降低或消除溶液中胶体的毛电位，通过电中和，吸附架桥及絮体的卷扫作用，使胶体凝聚，并形成聚合度很高的凝胶。