钻井泥浆不落地处理的装置和方法

摘要

本发明公开了一种钻井泥浆不落地处理的装置和方法，包括储浆模块、化学加药模块、混合絮凝反应模块、固液分离模块和水处理模块；储浆模块的物料出口与混合絮凝反应模块的进料口相连通，化学加药模块与混合絮凝反应模块的药液入口相连通；混合絮凝反应模块的絮凝反应物出料口与固液分离模块的分离物进料口相连通，固液分离模块的分离物出料口与水处理模块的分离物进料口相连通；本发明采用机械分离、化学絮凝处理方法对钻井泥浆不落地处理，获得的固相含水率低，为30%?40%，整体上采用撬装模式，使用比较灵活，占地面积小；处理后的水可以达到国家一类水的排放标准，泥饼可以深埋，基本实现非开挖处理的清洁生产。

权利要求

1.钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，包括储浆模块（1）、化学加药模块（2）、混合絮凝反应模块（3）、固液分离模块（4）和水处理模块（5）；

所述的储浆模块的物料出口（105）与所述的混合絮凝反应模块的物料入口（304）相连通，所述的化学加药模块通过管线与所述的混合絮凝反应模块的药液入口（305）相连通；

所述的混合絮凝反应模块的絮凝反应物出料口（306）与固液分离模块的分离物进料口（401）相连通，所述的固液分离模块的分离物出料口（402）与所述的水处理模块的分离物进料口（501）相连通。

2.根据权利要求1所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，所述的储浆模块包括上端敞开的罐体（101）、搅拌装置（102）、振动筛（103）和沙浆泵（104）；

所述的振动筛通过连接板固定在所述的罐体的顶端，所述的搅拌装置和沙浆泵设置在所述的罐体中，并分别通过传动机构与固定在所述的的罐体顶端电机相连接，所述的沙浆泵的输出口，通过管线与罐体上的物料出口（105）相连接。

3.根据权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，在所述的振动筛两侧分别设有所述的搅拌装置。

4.根据权利要求2所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，所述的搅拌装置包括搅拌轴（1021）、宽叶斜板桨（1022）、斜板桨轮毂（1023）和涡轮桨（1024）；

所述的宽叶斜板桨通过斜板桨轮毂固定在搅拌轴上，并位于所述罐体的中部，所述的涡轮桨固定在搅拌轴的下端。

5.根据权利要求4所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，所述的宽叶斜板桨的顶端与罐体内壁之间的间距为为10~20mm；

所述的宽叶斜板桨的长度与宽度之比为：长度∶宽度=15∶1~5，宽叶斜板桨与搅拌轴之间的夹角α为60~70°，宽叶斜板桨的数量为2~6片，均匀分布。

6.根据权利要求5所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，在所述的罐体的底部下部设有螺旋除沙装置（106）。

7.根据权利要求1所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，所述的混合絮凝反应模块包括管道混合器（301）和螺旋絮凝反应管（302）；所述的管道混合器的出口通过离心泵（303）与所述的螺旋絮凝反应管的一端相连通；所述的管道混合器的物料入口（304)与所述的储浆模块的物料出口(105)相连接；所述螺旋絮凝反应管的另一端为絮凝反应物出料口（306），与固液分离模块的分离物进料口（401）相连通；

所述的化学加药模块包括加药罐（201）、储药罐（202）和提升泵（203），所述的储药罐位于加药罐的上方，并高于所述的管道混合器，所述的加药罐通过提升泵（203）所述的储药罐相连接；

所述的储药罐（202）与所述的管道混合器（301）的药液入口（305）相连通。

8.根据权利要求7所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，还包括化学加药模块罐体（204）和絮凝反应罐体（307），所述的加药罐、储药罐和提升泵均设置在所述的化学加药模块罐体中，所述的管道混合器、离心泵和絮凝反应管均设置在所述的絮凝反应罐体中。

9.根据权利要求1所述的钻井泥浆不落地处理的装置，其特征在于，所述的固液分离模块为卧螺螺离心机，所述的水处理模块包括串联连接的管道过滤器和双料过滤器。

10.根据权利要求1~9任一项所述的钻井泥浆不落地处理的装置，实现钻井泥浆不落地处理的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将泥浆泵从泥浆池中抽吸的泥浆，送至振动筛上，启动搅拌装置和振动筛，搅拌装置的转速为50~70转/分钟，过筛后的泥浆储存在罐体中，并通过沙浆泵通过物料入口送至管道混合器；

（2）将加药罐配制的药液，通过提升泵送往加药罐，然后将加药罐中的药液送入管道混合器，所述的药液与过筛后的泥浆在管道混合器中混合，然后通过离心泵送入螺旋絮凝反应管，进行絮凝反应；

（3）将步骤（2）的絮凝反应产物，送入后续的固液分离模块和水处理模块，获得达到国家规定的排放标准的固体物和废水，进行排放。

说明书

钻井泥浆不落地处理的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于钻井产生中产生液体和固体废弃物进行不落地处理的装置和处理方法。

背景技术

[0002] 钻井泥浆是石油工业的重要污染物之一，所述的钻井泥浆含有粘土、各种化学品、污水和油污的混杂体系，其中含有大量不同毒性、不同自然降解性能的污染物，如何处理所述的钻井泥浆，一直是石油钻探行业迫切需要解决的技术难题。

[0003] 对于现有的处理方案单一、没有系统化。难以满足相关领域发展的需要。

[0004] 中国专利，申请号2007800307412公开了一种用于从含固体物质的钻井泥浆中分离固体物质的设备和方法，该设备包括：布置在容器中的滤筛设备，所述滤筛设备包括箱体和位于所述箱体中或位于其上的至少一个滤筛，用于使所述至少一个滤筛振动的振动设备，要处理的物料可流到所述至少一个滤筛，所述物料中的液体可流到并流过所述至少一个滤筛，所述容器的至少一部分布置在所述至少一个滤筛之下；位于所述至少一个滤筛之下以从容器中去除固体物质的主输送装置，所述固体物质包括液体，用于对包括液体的固体物质进一步处理的辅助处理设备；以及用于接收来自主输送装置的包括液体的固体物质并使包括液体的固体物质移动到辅助处理设备的移动设备。

[0005] 显然，上述的设备，仅仅是一种简单的振动滤筛，难以满足钻井泥浆，不落地处理、并达到排放标准、液体循环使用的要求。

[0006] 目前，常规的做法是，将钻井泥浆经振动滤筛后的砂浆，通过砂浆泵，将其输送到后续的工序，其存在的一个主要问题是，难以确保输送的砂浆的液固量的稳定性，直接影响到后续的处理的效果。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种钻井泥浆不落地处理的装置和方法，以克服现有技术存在的缺陷。

[0008] 所述的钻井泥浆不落地处理的装置，包括储浆模块、化学加药模块、混合絮凝反应模块、固液分离模块和水处理模块；所述的储浆模块的物料出口与所述的混合絮凝反应模块的进料口相连通，所述的化学加药模块通过管线与所述的混合絮凝反应模块的药液入口相连通；
所述的混合絮凝反应模块的絮凝反应物出料口与固液分离模块的分离物进料口相连通，所述的固液分离模块的分离物出料口与所述的水处理模块的分离物进料口相连通；
本发明的有益效果是：机械分离、化学絮凝处理方法对钻井泥浆不落地处理，通过化学反应和传质作用来分离、去钻井泥浆中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质，获得的固相含水率低，为30%-40%，整体上采用撬装模式，使用比较灵活，占地面积小；采用的工艺流程先进、合理，设备运行可靠，可全程对包括钻井废弃泥浆类包括非开挖钻井过程中产生的全部废弃物进行处理，处理后的水可以达到国家一类水的排放标准，泥饼可以深埋、也可以用于场地和道路的铺垫，其浸出液对环境没有污染，基本实现非开挖处理的清洁生产。

附图说明

[0009] 图1为钻井泥浆不落地处理的装置结构示意图。

[0010] 图2为储浆模块结构示意图。

[0011] 图3为为设有两片宽叶斜板桨的搅拌装置结构示意图。

[0012] 图4为图3中的A向示意图。

[0013] 图5为化学加药模块和混合絮凝反应模块结构示意图。

具体实施方式

[0014] 参见图1，所述的钻井泥浆不落地处理的装置，包括储浆模块1、化学加药模块2、混合絮凝反应模块3、固液分离模块4和水处理模块5；所述的储浆模块1的物料出口105与所述的混合絮凝反应模块3的物料入口304相连通，所述的化学加药模块2通过管线与所述的混合絮凝反应模块3的药液入口305相连通；
所述的混合絮凝反应模块3的絮凝反应物出料口306与固液分离模块4的分离物进料口
401相连通，所述的固液分离模块4的分离物出料口402与所述的水处理模块5的分离物进料口501相连通；
进一步，参见图2，所述的储浆模块1包括上端敞开的罐体101、搅拌装置102、振动筛103和沙浆泵104；
所述的振动筛103通过连接板固定在所述的罐体101的顶端，所述的搅拌装置102和沙浆泵104设置在所述的罐体101中，并分别通过传动机构与固定在所述的的罐体101顶端电机相连接，所述的沙浆泵104的输出口，通过管线与罐体101上的物料出口105相连接；
优选的，在所述的振动筛103两侧分别设有所述的搅拌装置102；
参见图3和图4，进一步，所述的搅拌装置102包括搅拌轴1021、宽叶斜板桨1022、斜板桨轮毂1023和涡轮桨1024；
所述的宽叶斜板桨1022通过斜板桨轮毂1023固定在搅拌轴1021上，并位于所述罐体
101的中部，所述的涡轮桨1024固定在搅拌轴1021的下端；
所述的宽叶斜板桨的顶端与罐体101内壁之间的间距为为10~20mm；
所述的宽叶斜板桨的长度与宽度之比为：长度∶宽度=15∶1~5，优选15∶2~4；宽叶斜板桨与搅拌轴之间的夹角α为60~70°，宽叶斜板桨的数量为2~6片，均匀分布；
采用长度较长的宽叶斜板桨桨叶和涡轮桨的组合，并采用低转速的方法，以确保分散性能，同时也能够确保体系不至于激烈的湍动；
进一步，在所述的罐体101的底部下部设有螺旋除沙装置106，以去除沉淀的固体，采用角度螺旋，通过利用水和砂石的重力和摩擦力不同，将砂石沿角度螺旋输送到罐外，减轻作业人员清仓强度；
所述的混合絮凝反应模块3包括管道混合器301和螺旋絮凝反应管302；所述的管道混合器301的出口通过离心泵303与所述的螺旋絮凝反应管302的一端相连通；所述的管道混合器的物料入口304与所述的储浆模块1的物料出口105相连接；螺旋絮凝反应管302的另一端为絮凝反应物出料口306，与固液分离模块4的分离物进料口401相连通；
优选的，还包括絮凝反应罐体307，所述的管道混合器301、离心泵303和絮凝反应管302均设置在所述的絮凝反应罐体307中；
所述的化学加药模块2包括加药罐201、储药罐202和提升泵203，所述的储药罐202位于加药罐201的上方，并高于所述的管道混合器301，所述的加药罐201通过提升泵203所述的储药罐202相连接，用于将加药罐201中配制的药液送往储药罐202，所述的储药罐202与所述的管道混合器301的药液入口305相连通；
优选的，还包括化学加药模块罐体204，所述的加药罐201、储药罐202和提升泵203均设置在所述的化学加药模块罐体204中；
采用上述的结构，可在低位加药，节省人工加药的劳动力，高位储药，在絮凝时药液可以自流到管道混合器中，减少了泵的使用，节省能耗；
优选的，所述的固液分离模块4为卧螺螺离心机；
优选的，所述的水处理模块5包括串联连接的管道过滤器和双料过滤器。

[0015] 采用上述的装置，实现钻井泥浆不落地处理的方法，包括如下步骤：（1）将泥浆泵从泥浆池中抽吸的泥浆，送至振动筛103上，启动搅拌装置102和振动筛
103，搅拌装置102的转速为50~70转/分钟，过筛后的泥浆储存在罐体101中，并通过沙浆泵
104通过物料入口304送至管道混合器；
（2）将加药罐201配制的药液，通过提升泵203送往加药罐202，然后将加药罐202中的药液送入管道混合器301，所述的药液与过筛后的泥浆在管道混合器301中混合，然后通过离心泵303送入絮凝反应管302，进行絮凝反应；
（3）将步骤（2）的絮凝反应产物，送入后续的固液分离模块4和水处理模块5，获得达到国家规定的排放标准的固体物和废水，进行排放。

[0016] 实施例1基本参数：
罐体101的长度为10m，宽度为3m，高度为1.8m；
泥浆泵从泥浆池中抽吸的钻井泥浆通过振动筛后，去除了大块的石屑，储存在罐体中，液固比为4:1，所述的液固比指的是液/固；
宽叶斜板桨端部与罐体内壁之间的间距为20mm；
所述的宽叶斜板桨的长度与宽度之比为：
长度∶宽度=15∶2；
宽叶斜板桨与搅拌轴之间的夹角α为70°；
宽叶斜板桨的数量为6片，均匀分布；
搅拌装置速为60转/分钟；
在上述的条件下，将罐体中的钻井泥浆通过砂浆泵输送至后续工段，经检测，罐体，位于四边中心处的钻井泥浆的液固比分别为4:1、4.2:1、3.9:1和3.85:1，基本稳定。

[0017] 经过10小时的运转，泥浆沉淀率为10%；所述的沉淀率的定义如下：
沉淀率：沉淀的固体颗粒物/总固体颗粒物。

[0018] 最后获得的固相含水率低，为30%-40%，处理后的水可以达到国家一类水的排放标准，泥饼可以深埋。