一种钻屑及废弃钻井液无害化处理装置及方法与流程

1.本发明涉及一种钻屑和废弃液处理领域，具体涉及一种钻屑及废弃钻井液无害化处理装置及方法。


背景技术：

2.石油天然气的勘探开发俗称钻井，钻井中需要用到一种介质叫钻井液，钻井液的主要作用是： 清洁井底并携带钻屑至地面、 悬浮钻屑和加重材料、控制和平衡地层压力、形成滤饼保护井壁等，因此，在钻井过程中需要控制钻井液的性能，保证钻井的顺利。钻井过程中通过钻机配套的固控设备净化钻井液，维护钻井液性能。固控设备主要包括振动筛、除砂除泥器、固控离心机、搅拌器和泵等，振动筛、除砂除泥器、固控离心机会排出大量的钻屑并携带少量钻井液，这部分钻屑分为2种，一种为水基钻屑、一种为油基钻屑，水基钻屑和油基钻屑需要配置两套不同的减量化处理设备，通过不同的处理工艺进行现场随钻处理，设备占地面积大，人员配置多，设备利用率低，处置费用高。
3.水基钻屑常规的处理方式：通过稀释搅拌、筛分、压滤的减量化处理，得到岩屑和澄清液相，再将岩屑和澄清液相分别运送至下一级处理公司进行处理。
4.油基钻屑常规处理方式:1、现场通过离心设备做减量化处理，减量后的岩屑送至环保公司处理。优点：进行了固-液分离，方便钻屑的运输，节约后期处理费用，回用部分泥浆；2、现场直接收集，送环保公司处理。
5.完井废弃钻井液处理方式：直接排放、固化填埋或拉运转至泥浆站集中处理。缺点：容易造成环境污染，资源浪费，处置费用高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种钻屑及废弃钻井液无害化处理装置及方法，以解决水基钻屑、油基钻屑、完井废弃钻井液的减量化处理的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种多功能钻屑及废弃钻井液处理装置，包括收集装置，离心机供液泵，上料装置，一级缓存罐，多功能离心机，智能高速变频离心机，螺旋输送机，在线絮凝装置，三级缓存罐，外输泵，二级缓存罐，中转泵，加药泵，加药装置，所述收集装置连接上料装置，上料装置输出端并接多功能离心机，所述多功能离心机上部连接上料装置，中部连接一级缓存罐，底部连接螺旋输送机，所述上料装置整体呈长方体状，前部设计有受料漏斗，同收集装置结合使用，收集装置中将物料输送至上料装置受料漏斗内，通过上料装置将物料泵入多功能离心机内，完成供料，所述收集装置呈长方体状，罐体四周带锥度，中间带螺旋，螺旋顶部有多个入料口，物料能自动滑落到螺旋入料口，通过螺旋输送物料，所述多功能离心机呈锥形状，顶端设有进料口，中部设有液相出口，底部设有锥形固相出料斗，顶端进料口与上料装置的出口管线相连，中部液相出口与一级缓存罐相连接，底部锥形固相出料斗与螺旋输送机相连。所述一级缓存罐顶端有连接法兰，与多功能离心机出液口相连，收集多功能离心机
分离出的液相，罐面配置搅拌器及液位计，所述螺旋输送机，端部配置电机及减速机，通过电机和减速机驱动u形槽内的螺旋，从而输送多功能离心机及高速变频离心机分离出的固相，所述高速变频离心机进料口与在线絮凝装置相连，所述在线絮凝装置与加药装置相连，加药装置呈长方体状，内置收集管和分隔开的三个腔室，罐体外侧设置有各类运输管，顶部设有进料口，底端设有出料口，出料口同加药泵相连。所述加药泵和在线絮凝装置相配合，所述智能高速变频离心机出液端连接二级缓存罐和三级缓存罐，所述二级缓存罐和三级缓存罐用于缓存智能高速变频离心机分离出的液相，罐上连接中转泵。
8.一种钻屑及废弃钻井液无害化处理方法，基于所述的一种多功能钻屑及废弃钻井液处理装置实现，包括：油基钻屑处理步骤；水基钻屑处理步骤；完井废弃钻井液处理步骤。
9.油基钻屑处理方法包括以下步骤：岩屑收集装置将固控系统排出的油基钻屑统一收集；通过上料装置，将待处理钻屑送入多功能离心机内，通过多功能离心机将钻屑分为合格的固相和待处理液相，合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理；多功能离心机分离出的液相进入一级缓存罐内，一级缓存罐上设计的离心机供液泵将罐内液相泵入智能高速变频离心机内，通过智能高速变频离心机进行二次离心分离，离心机分离出的液相进入二级缓存罐或三级缓存罐内，根据液相的实际参数确定下一步流程。
10.水基钻屑处理方法包括钻井液直接回用步骤和液相再次配浆回用步骤。
11.钻井液直接回用方法包括以下步骤：岩屑收集装置将固控系统排出的水基钻屑统一收集；通过上料装置，将待处理钻屑送入多功能离心机内，通过多功能离心机将钻屑分为合格的固相和待处理液相，合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理；多功能离心机分离出的液相进入一级缓存罐内；通过设计在一级缓存罐上的供液泵将液相泵入智能高速变频离心机内对液相进行第二次固液分离；分离后的液相则进入二级缓存罐，再通过二级缓存罐上设计的中转泵将液相再次泵送入智能高速变频离心机内，进行第三次高速分离；合格钻井液相进入三级缓存罐，通过三级缓存罐上配置的外输泵将钻井液泵回固控循环系统，实现钻井液循环利用。
12.液相再次配浆回用方法包括以下步骤：岩屑收集装置将固控系统排出的水基钻屑统一收集；通过上料装置，将待处理钻屑送入多功能离心机内，通过多功能离心机将钻屑分为合格的固相和待处理液相，合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理，合格固相指吨袋打包时无渗出水，吨袋方便叠放，含水率油小于20%；
多功能离心机分离出的液相进入一级缓存罐内,通过设计在一级缓存罐上的供液泵将液相泵入智能高速变频离心机内进行第二次固液分离,分离后的液相进入二级缓存罐，再通过二级缓存罐上设计的中转泵将液相再次泵送入在线絮凝装置内。
13.通过加药装置将絮凝剂加入在线絮凝装置，液相在线絮凝装置内和絮凝剂充分反应后再次进入智能高速变频离心机内，进行第三次高速分离，清液进入三级缓存罐，此时三级缓存罐内的清液满足再次配浆标准，清液通过三级缓存罐上设计的外输泵，将清液泵送至配浆系统，完成整个处理过程，实现钻井液循环利用。钻完井后的废弃钻井液，有两种处理方法：调整钻井液性能直接回用步骤和回收清液再次配浆循环利用步骤。
14.调整钻井液性能直接回用方法包括以下步骤：钻完井后的废弃钻井液通过固控系统转运泵将废弃钻井液转运至一级缓存罐；通过设计在一级缓存罐上的供液泵将钻井液泵入智能高速变频离心机内对钻井液进行第一次固液分离，分离后的液相则进入二级缓存罐，再通过二级缓存罐上设计的中转泵将钻井液再次泵送入智能高速变频离心机内，进行第二次高速分离；合格钻井液相进入三级缓存罐，通过三级缓存罐上配置的外输泵将钻井液泵至罐车内，转运至下一口井，实现钻井液循环利用，回收清液再次配浆循环利用方法包括以下步骤：钻完井后的废弃钻井液通过固控系统转运泵将废弃钻井液转运至一级缓存罐；通过设计在一级缓存罐上的供液泵将钻井液泵入智能高速变频离心机内对钻井液进行第一次固液分离，分离后的液相则进入二级缓存罐，再通过二级缓存罐上设计的中转泵将钻井液泵送再次泵送入在线絮凝装置内；在结合第二步的同时，通过加药装置将絮凝剂加入在线絮凝装置，液相在线絮凝装置内和絮凝剂充分反应后再次进入智能高速变频离心机内，进行第二次高速分离.当清液进入三级缓存罐，此时三级缓存罐内的清液满足再次配浆标准，清液通过三级缓存罐上设计的外输泵，将清液泵送至配罐车内，转运至下一口井或泥浆站，完成整个处理过程，实现钻井液循环利用。
15.基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：本发明配置了最新型的多功能离心机和智能高速变频离心机；本发明可实现水基钻屑，油基钻屑，完井废弃钻井液的重复使用，方法步骤简单，适用范围广，减量效果显著；本发明提供的装置具有可进行智能化操作的可视界面；装置采用了撬装模块设计，现场的安装更加方便快速，处理后的钻屑可实现直接打包运输，处理后的泥浆可以实现重复使用，实现不落地、减量化、无害化处理、废弃物回收利用的功能。
附图说明
16.图1是本发明所用装置的结构示意图；图2是本发明的工艺流程图；图中：1.收集装置；2.离心机供液泵；3.上料装置；4.一级缓存罐；5.多功能离心机；6.智能高速变频离心机；7.螺旋输送机；8.在线絮凝装置；9.三级缓存罐；10.外输泵；11.二级缓存罐；12.中转泵；13.加药泵；14.加药装置。
具体实施方式
17.本发明提供了一种钻屑及废弃钻井液无害化处理装置及方法，其中装置包括收集装置1，离心机供液泵2，上料装置3，一级缓存罐4，多功能离心机5，智能高速变频离心机6，螺旋输送机7，在线絮凝装置8，三级缓存罐9，外输泵10，二级缓存罐11，中转泵12，加药泵13，加药装置14，所述收集装置1连接上料装置2，上料装置输出端并接多功能离心机5，所述智能高速变频离心机6一端连接一级缓存罐4，另一端连接在线絮凝装置8，在智能高速变频离心机6上沿部分连接三级缓存罐9。
18.可选或优选地，所述收集装置1呈长方体状，罐体四周带锥度，中间带螺旋，螺旋顶部有多个入料口，物料能自动滑落到螺旋入料口，通过螺旋输送物料。
19.可选或优选地，所述上料装置3整体呈长方体状，前部设计有受料漏斗，同收集装置1结合使用，输送收集装置1中储存的物料输送至受料漏斗内，通过上料装置3泵入多功能离心机5内，完成供料。
20.可选或优选地，所述一级缓存罐4顶端有连接法兰，与多功能离心机5出液口相连，收集多功能离心机5分离出的液相，罐面配置搅拌器及液位计。
21.可选或优选地，其特征在于，所述多功能离心机5呈锥形状，顶端设有进料口，中部设有液相出口，底部设有锥形固相出料斗，顶端进料口与上料装置2的出口管线相连，中部液相出口与一级缓存罐4相连接，底部锥形固相出料斗与螺旋输送机（7）相连。
22.可选或优选地，其特征在于，所述螺旋输送机7端部配置电机及减速机，通过电机和减速机驱动u形槽内的螺旋，从而输送多功能离心机5分离出的固相。
23.可选或优选地，其特征在于，所述加药装置14为长方体结构，罐体分为三腔室，罐体外侧设置有各类运输管，顶部设有进料口，底端设有出料口，出料口同加药泵13相连。
24.可选或优选地，所述二级缓存罐11用于缓存高速变频离心机6分离出的液相，罐上设置中转泵12。
25.可选或优选地，所述智能高速变频离心机6用于处理多功能离心机5分离出的液相，智能高速变频离心机6进料口与离心机供液泵2出液口及在线絮凝装置8相连，通过其配套变频控制系统，选择不同参数，以到达最佳处理效果。
26.所述钻屑和废弃钻井液为固相，液相和其他化学药剂组成的多相稳定悬浮胶体体系，包括以下步骤：油基钻屑处理的步骤如下：岩屑收集装置1将固控系统排出的油基钻屑统一收集，通过上料装置3，将待处理钻屑送入多功能离心机5内，通过多功能离心机5将钻屑分为合格的固相和待处理液相，合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理。合格固相指吨袋打包时无渗出油，吨袋方便叠放，含油率小于6.8%。多功能离心机5分离出的液相进入一级缓存罐4内，一级缓存罐4上设计的离心机供液泵2将罐内液相泵入智能高速变频离心机6内，通过智能高速变频离心机6进行二次离心分离，智能高速变频离心机6分离出的液相进入二级缓存罐11或三级缓存罐9内，根据液相的实际参数确定下一步流程。
27.水基钻屑处理包括
①
钻井液直接回用工艺和
②
液相再次配浆回用工艺。
28.钻井液直接回用工艺：
①
岩屑收集装置1将固控系统排出的水基钻屑统一收集，通过上料装置3，将待处理钻屑送入多功能离心机5内，通过多功能离心机5将钻屑分为合格的固相和待处理液相，
合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理。合格固相指吨袋打包时无渗出水，吨袋方便叠放，含水率油小于20%。多功能离心机5分离出的液相进入一级缓存罐内。通过设计在一级缓存罐4上的供液泵2将液相泵入高效智能高速离心机6内对液相进行第二次固液分离。分离后的液相则进入二级缓存罐11，再通过二级缓存罐11上设计的中转泵12将液相再次泵送入智能高速变频离心机6内，进行第三次高速分离，得到符合回用标准的合格钻井液。合格钻井液相进入三级缓存罐9，通过三级缓存罐9上配置的外输泵10将钻井液泵回固控循环系统，实现钻井液循环利用。
29.②
液相再次配浆回用工艺：岩屑收集装置1将固控系统排出的水基钻屑统一收集，通过上料装置3，将待处理钻屑送入多功能离心机5内，通过多功能离心机5将钻屑分为合格的固相和待处理液相，合格的固相通过吨袋或岩屑箱收集，统一转运至环保公司处理。合格固相指吨袋打包时无渗出水，吨袋方便叠放，含水率油小于20%。多功能离心机5分离出的液相进入一级缓存罐4内,通过设计在一级缓存罐4上的供液泵2将液相泵入智能高速变频离心机6内进行第二次固液分离,分离后的液相进入二级缓存罐11，再通过二级缓存罐11上设计的中转泵12将液相再次泵送入在线絮凝装置8内，同时，通过加药装置14将絮凝剂加入在线絮凝装置8，液相在絮凝装置8内和絮凝剂充分反应后再次进入智能高速变频离心机6内，进行第三次高速分离，清液进入三级缓存罐9，此时三级缓存罐9内的清液满足再次配浆标准，清液通过三级缓存罐9上设计的外输泵10，将清液泵送至配浆系统，完成整个处理过程，实现钻井液循环利用。
30.钻完井后的废弃钻井液，有两种处理工艺路径：
③
调整钻井液性能直接回用和
④
回收清液再次配浆循环利用。
31.③
调整钻井液性能直接回用工艺：钻完井后的废弃钻井液通过固控系统转运泵将废弃钻井液转运至一级缓存罐4，通过设计在一级缓存罐4上的供液泵2将钻井液泵入智能高速变频离心机6内对钻井液进行第一次固液分离，分离后的液相则进入二级缓存罐11，再通过二级缓存罐11上设计的中转泵12将钻井液再次泵送入智能高速变频离心机6内，进行第二次高速分离，得到符合回用标准的合格钻井液。合格钻井液相进入三级缓存罐9，通过三级缓存罐9上配置的外输泵10将钻井液泵至罐车内，转运至下一口井，实现钻井液循环利用。
32.④
回收清液再次配浆循环利用：钻完井后的废弃钻井液通过固控系统转运泵将废弃钻井液转运至一级缓存罐4，通过设计在一级缓存罐4上的供液泵2将钻井液泵入智能高速变频离心机6内对钻井液进行第一次固液分离，分离后的液相则进入二级缓存罐11，再通过二级缓存罐11上设计的中转泵12将钻井液泵送再次泵送入在线絮凝装置8内，同时，通过加药装置14将絮凝剂加入在线絮凝装置8，液相再絮凝装置8内和絮凝剂充分反应后再次进入智能高速变频离心机6内，进行第二次高速分离，清液进入三级缓存罐9，此时三级缓存罐9内的清液满足再次配浆标准，清液通过三级缓存罐9上设计的外输泵10，将清液泵送至配罐车内，转运至下一口井或泥浆站，完成整个处理过程，实现钻井液循环利用。
33.本发明的一种实施方式是：当钻屑和废弃钻井液为固相，液相和其他化学药剂组成的多相稳定悬浮胶体体系时，首先通过收集装置1收集到这些钻屑，并通过上料装置3倒入多功能离心机5中进行处理，并分理出固相和液相，而废弃钻井液随着分离出的钻屑液相
一同倒入一级缓存罐4中储存，并通过一级缓存罐4上的离心机供液泵2将这些液相一同泵入智能高速变频离心机6中，随着智能高速变频离心机6处理后，会细分出固相和液相两部分，其中分离出的固相和之前多功能离心机5分离出的固相一同通过螺旋输送机7直接打包，而智能高速变频离心机6分离出的液相，通过检测是否达标进行处理，合格液相直接泵入三级缓存罐9中被循环利用，不合格液相则被泵入二级缓存罐11中，通过二级缓存罐11上方的中转泵12泵入进入智能高速变频离心机6之前的流程中，此时通过加药装置14经过加药泵13同时经过絮凝装置8处理后，被一同泵入智能高速变频离心机6中重新进行处理，直至完全达到合格液相。
34.以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利 用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术 方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。