鉆井廢液的處理裝置及其處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鉆井廢液的處理裝置及其處理方法，裝置包括主混合管、酸管、進(jìn)水管、收集倉(cāng)、助凝劑罐、絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)、混合罐，所述助凝劑罐通過(guò)助凝劑計(jì)量泵與主混合管連接，所述絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)通過(guò)計(jì)量泵與主混合管連接，所述混合罐通過(guò)離心泵與絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)連接，酸管通過(guò)注酸計(jì)量泵連接主混合管，主混合管上設(shè)置有流量計(jì)、壓力表及靜態(tài)混合器。鉆井廢液直接經(jīng)過(guò)主混合管進(jìn)行絮凝作用，無(wú)需貯存絮凝，工作效率得到提高，同時(shí)減小了裝置體積，便于運(yùn)輸，上層凈水可以回收利用，節(jié)約了水資源并且降低了成本，稀釋、注酸以及助凝劑的加入加快了絮凝反應(yīng)的速度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鉆井廢液的處理裝置及其處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢液的處理裝置及方法，具體的說(shuō)是鉆井廢液的處理裝置及利用該裝置處理鉆井廢液的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣的勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的鉆井廢液。鉆井廢液主要含有鉆屑、膨潤(rùn)土、有機(jī)高分組處理劑、無(wú)機(jī)鹽、加重材料、污水、油類(lèi)及可溶性微量元素等污染物質(zhì)，具有污染物成分復(fù)雜、負(fù)荷極高，COD值高、色度大、懸浮物含量高等特點(diǎn)，已經(jīng)成為石油天然氣開(kāi)采過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成影響的主要污染物之一，因此，如何治理和利用鉆井廢液是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。對(duì)于鉆井廢液的處理，現(xiàn)有技術(shù)通常采用的處理方法是化學(xué)混凝法，其中化學(xué)混凝沉降法是目前國(guó)內(nèi)普遍采用的處理技術(shù)，先利用藥劑促使其不穩(wěn)定，等顆粒大量聚集時(shí)利用機(jī)械裝置進(jìn)行固液分離。針對(duì)流動(dòng)性大、周期短、廢液水質(zhì)變化大的鉆井廢液，通常采用絮凝、沉降、過(guò)濾、電解沉降等方式進(jìn)行處理，現(xiàn)有的絮凝法處理鉆井廢液的裝置及方法通常存在絮凝作用時(shí)間長(zhǎng)、需要建大型絮凝池，占地面積大、運(yùn)輸不方便、水量需求大等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種油氣田鉆井過(guò)程中對(duì)鉆井廢液的處理裝置及其處理方法。該裝置及方法絮凝作用時(shí)間短、工作效率高、占地面積小，凈水可以循環(huán)利用，大幅降低了成本。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
鉆井廢液的處理裝置，包括主混合管(2)、酸管(7)、進(jìn)水管(I)、收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐
(11)、絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)、混合罐(15)，其特征在于:助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)分別與主混合管(2)連接，混合罐(15)連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)，酸管(7)通過(guò)注酸計(jì)量泵(8)連接主混合管(2 )，主混合管(2 )上設(shè)置有流量計(jì)(5 )和靜態(tài)混合器(6 )。
[0005]所述助凝劑罐(11)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17a)且連接進(jìn)水管(I )，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16a)，底部設(shè)置有管道連接助凝劑計(jì)量泵(18)進(jìn)口端，助凝劑計(jì)量泵(18)出口端連接主混合管(2)。
[0006]所述混合罐(15)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17b)且連接進(jìn)水管(1)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16b)，底部設(shè)置有管道連接離心泵(14)進(jìn)口端，離心泵(14)出口端連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)
(13)頂部。
[0007]所述絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)頂部設(shè)置有進(jìn)水管(I )，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16c)，底部設(shè)置有管道連接計(jì)量泵(12 )進(jìn)口端，計(jì)量泵(12 )出口端連接主混合管(2 )。
[0008]所述收集倉(cāng)(10)頂部分別連接進(jìn)水管(I)、主混合管(2)、凈水管(20)，底部設(shè)置排水管(19)。
[0009]所述排水管(19)進(jìn)口端分別與收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)底部連接且均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)(35) (36) (37)，出口端連接離心泵(9)的進(jìn)口端，離心泵(9)的出口端設(shè)置有帶閥門(mén)(32 )的凈水管(21)，在凈水管(21)上依次連接凈水管(20 )、排污管
(22)、循環(huán)管(38)。
[0010]所述凈水管(20)通過(guò)閥門(mén)(34)連接收集倉(cāng)(10)，循環(huán)管(38)通過(guò)閥門(mén)(31)連接進(jìn)水管(1)，排污管(22)連接閥門(mén)(33)。
[0011]一種利用上述鉆井廢液處理裝置處理鉆井廢液的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a、加清水稀釋鉆井廢液，水與鉆井廢液的比例為5:1;
b、稀釋后的鉆井廢液進(jìn)入主混合管，由流量計(jì)控制鉆井廢液的流量，流量控制在0.02m3/s~0.03m3/s，通過(guò)注酸計(jì)量泵將酸管中的酸液泵入主混合管中，泵入量為0.02-0.2mL /s,酸液調(diào)節(jié)鉆井廢液PH值在6.5-7.5之間;
C、通過(guò)進(jìn)料漏斗將助凝劑加入助凝劑罐中，通過(guò)進(jìn)水管加入清水，清水與助凝劑的比例為20:1，啟動(dòng)攪拌器對(duì)助凝劑和清水?dāng)嚢?~6分鐘，將混合好的助凝劑通過(guò)助凝劑計(jì)量泵泵入主混合管中，加入助凝劑量為鉆井廢液的0.1%。至1.2%o ；
d、通過(guò)進(jìn)水管向混合罐中加入清水，通過(guò)進(jìn)料漏斗加入絮凝劑，清水與絮凝劑的比例為20:1，啟動(dòng)攪拌器攪拌2~3個(gè)小時(shí)，充分混合后通過(guò)離心泵泵入絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存；
e、將絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存的絮凝劑通過(guò)計(jì)量泵泵入主混合管中，泵入量為0.03-0.04L /s ；
f、鉆井廢液流入靜態(tài)混合器中進(jìn)行混合；
所述步驟b中酸液由鹽酸和硫酸按1:1配制而成，酸液濃度為0.l~lmol/L。
[0012]所述步驟c加入的助凝劑由硫酸鋁和氯化鈣混合而成，硫酸鋁加入量為25~40kg/m3，氯化鈣加入量為20~40kg/ m3，所述步驟d加入的絮凝劑包括以下質(zhì)量比例的組分:聚丙烯酰胺0.1% ~ 0.3%、氫氧化鐵18% ~ 20%、硫酸鐵25% ~ 45%。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.鉆井廢液直接經(jīng)過(guò)主混合管進(jìn)行絮凝作用后注入井下，廢液在主混合管中無(wú)需停滯，無(wú)需貯存絮凝，大大縮短了絮凝作用的時(shí)間，工作效率得到提高，間接地減小了裝置體積，便于操作和運(yùn)輸；
2.根據(jù)主混合管鉆井廢液的流量來(lái)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的輸送量，可以定量輸送絮凝劑至主混合管中，極大程度上減少了絮凝劑的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本；
3.收集倉(cāng)、助凝劑罐和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中沉淀后的上層凈水可以回收利用，減少了對(duì)水量的需求，降低成本，節(jié)約水資源。
[0014]4.首先稀釋鉆井廢液可以降低固相顆粒之間的吸引力，繼而加入酸液可避免氫氧根對(duì)絮凝作用的干擾，然后加入助凝劑可以防止固體產(chǎn)生高電勢(shì)，使其隨高分子量聚合物一起絮凝，此三個(gè)步驟加快了后續(xù)的絮凝作用，提高了工作效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記:進(jìn)水管1，主混合管2，泥入口 3，泥出口 4，流量計(jì)5，靜態(tài)混合器6，酸管7,注酸計(jì)量泵8,離心泵9,收集倉(cāng)10,助凝劑罐11,計(jì)量泵12,絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)13,離心泵14，混合罐15，攪拌器16a、16b、16c，進(jìn)料漏斗17a、17b，助凝劑計(jì)量泵18，排水管19，凈水管20，凈水出口 21，污水出口 22，閥門(mén)31-37，循環(huán)管38。

【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
本實(shí)施例鉆井廢液的處理裝置，包括主混合管(2)、酸管(7)、進(jìn)水管(I)、收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐(11)、絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)、混合罐(15)，其特征在于:助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)分別與主混合管(2)連接，混合罐(15)連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)，酸管(7)通過(guò)注酸計(jì)量泵(8 )連接主混合管(2 )，主混合管(2 )上設(shè)置有流量計(jì)(5 )和靜態(tài)混合器(6 )。
[0019]所述助凝劑罐(11)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17a)且連接進(jìn)水管(I )，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16a)，底部設(shè)置有管道連接助凝劑計(jì)量泵(18)進(jìn)口端，助凝劑計(jì)量泵(18)出口端連接主混合管(2)。
[0020]所述混合罐(15)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17b)且連接進(jìn)水管(1)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16b)，底部設(shè)置有管道連接離心泵(14)進(jìn)口端，離心泵(14)出口端連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)
(13)頂部。
[0021 ] 所述絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13 )頂部設(shè)置有進(jìn)水管(I)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16c )，底部設(shè)置有管道連接計(jì)量泵(12 )進(jìn)口端，計(jì)量泵(12 )出口端連接主混合管(2 )。
[0022]所述收集倉(cāng)(10)頂部分別連接進(jìn)水管(I)、主混合管(2)、凈水管(20)，底部設(shè)置排水管(19)。
[0023]所述排水管(19)進(jìn)口端分別與收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)底部連接且均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)(35) (36) (37)，出口端連接離心泵(9)的進(jìn)口端，離心泵(9)的出口端設(shè)置有帶閥門(mén)(32 )的凈水管(21)，在凈水管(21)上依次連接凈水管(20 )、排污管
(22)、循環(huán)管(38)。
[0024]所述凈水管(20 )通過(guò)閥門(mén)(34 )連接收集倉(cāng)(1 )，循環(huán)管(38 )通過(guò)閥門(mén)(31)連接進(jìn)水管(1)，排污管(22)連接閥門(mén)(33)。
[0025]處理鉆井廢液時(shí)，清水通過(guò)進(jìn)水管I分別流入收集倉(cāng)10、助凝劑罐11、絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)13、混合罐15，鉆井廢液通過(guò)泥入口 3分別進(jìn)入主混合管2和收集倉(cāng)10，同時(shí)酸管7中的酸液通過(guò)注酸計(jì)量泵8泵入主混合管2。
[0026]通過(guò)漏斗17a向助凝劑罐11中加入助凝劑并通過(guò)進(jìn)水管I注水，經(jīng)攪拌器16a攪拌均勻后助凝劑計(jì)量泵18將助凝劑罐11中的助凝劑泵入主混合管2中。
[0027]通過(guò)進(jìn)水管I向混合罐15注水并通過(guò)漏斗17b中加入絮凝劑，經(jīng)攪拌器16b攪拌均勻后通過(guò)離心泵14將混合罐15中的絮凝劑泵入絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)13中經(jīng)攪拌器16c攪拌均勻儲(chǔ)存，添加絮凝劑時(shí)，根據(jù)主混合管2的流量計(jì)5來(lái)判斷鉆井廢液的流量，調(diào)節(jié)計(jì)量泵12的流量值，計(jì)量泵12將絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)13中的絮凝劑泵入主混合管2中，然后鉆井廢液流入靜態(tài)混合器6進(jìn)行混合，最后經(jīng)泥出口 4流出主混合管2。
[0028]打開(kāi)收集倉(cāng)10、助凝劑罐11和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)13的底部閥門(mén)35、36、37，底層沉積物流入排水管19，打開(kāi)閥門(mén)33，通過(guò)離心泵9將排水管19中的沉積物由污水出口 22排除，沉積物排除完畢后關(guān)閉閥門(mén)33，打開(kāi)閥門(mén)31、34，通過(guò)離心泵9分別將上層凈水泵入進(jìn)水管I和收集倉(cāng)10，循環(huán)用于鉆井廢液的處理，關(guān)閉閥門(mén)31、34，打開(kāi)閥門(mén)32，上層凈水由凈水出口 21排出，回收做其他用處，上層凈水排除完畢后關(guān)閉閥門(mén)32。
[0029]實(shí)施例2
利用鉆井廢液處理裝置處理鉆井廢液的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a、加清水稀釋鉆井廢液，水與鉆井廢液的比例為5:1;
b、稀釋后的鉆井廢液進(jìn)入主混合管，由流量計(jì)控制鉆井廢液的流量，流量控制在0.02m3/s~0.03m3/s，通過(guò)注酸計(jì)量泵將酸管中的酸液泵入主混合管中，泵入量為0.02-0.2mL /s,酸液調(diào)節(jié)鉆井廢液PH值在6.5-7.5之間;
C、通過(guò)進(jìn)料漏斗將助凝劑加入助凝劑罐中，通過(guò)進(jìn)水管加入清水，清水與助凝劑的比例為20:1，啟動(dòng)攪拌器對(duì)助凝劑和清水?dāng)嚢?~6分鐘，將混合好的助凝劑通過(guò)助凝劑計(jì)量泵泵入主混合管中，加入助凝劑量為鉆井廢液的0.1%。至1.2%o ；
d、通過(guò)進(jìn)水管向混合罐中加入清水，通過(guò)進(jìn)料漏斗加入絮凝劑，清水與絮凝劑的比例為20:1，啟動(dòng)攪拌器攪拌2~3個(gè)小時(shí)，充分混合后通過(guò)離心泵泵入絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存；
e、將絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存的絮凝劑通過(guò)計(jì)量泵泵入主混合管中，泵入量為0.03-0.04L /s ；
f、鉆井廢液流入靜態(tài)混合器中進(jìn)行混合；
所述步驟b中酸液由鹽酸和硫酸按1:1配制而成，酸液濃度為0.l~lmol/L。
[0030]所述步驟c加入的助凝劑由硫酸鋁和氯化鈣混合而成，硫酸鋁加入量為25~40kg/m3，氯化鈣加入量為20~40kg/ m3，所述步驟d加入的絮凝劑包括以下質(zhì)量比例的組分:聚丙烯酰胺0.1% ~ 0.3%、氫氧化鐵18% ~ 20%、硫酸鐵25% ~ 45%。
【權(quán)利要求】
1.鉆井廢液的處理裝置，包括主混合管(2)、酸管(7)、進(jìn)水管(I)、收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐(11)、絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)、混合罐(15)，其特征在于:助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)分別與主混合管(2)連接，混合罐(15)連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)，酸管(7)通過(guò)注酸計(jì)量泵(8)連接主混合管(2)，主混合管(2)上設(shè)置有流量計(jì)(5)和靜態(tài)混合器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述助凝劑罐(11)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17a)且連接進(jìn)水管(I)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16a)，底部設(shè)置有管道連接助凝劑計(jì)量泵(18)進(jìn)口端，助凝劑計(jì)量泵(18)出口端連接主混合管(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述混合罐(15)頂部設(shè)置有進(jìn)料漏斗(17b)且連接進(jìn)水管(I)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16b)，底部設(shè)置有管道連接離心泵(14)進(jìn)口端，離心泵(14)出口端連接絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)頂部設(shè)置有進(jìn)水管(I)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌器(16c)，底部設(shè)置有管道連接計(jì)量泵(12)進(jìn)口端，計(jì)量泵(12)出口端連接主混合管(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述收集倉(cāng)(10)頂部分別連接進(jìn)水管(I)、主混合管(2)、凈水管(20)，底部設(shè)置排水管(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述排水管(19)進(jìn)口端分別與收集倉(cāng)(10)、助凝劑罐(11)和絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)(13)底部連接且均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥門(mén)(35、36、37)，出口端連接離心泵(9)的進(jìn)口端，離心泵(9)的出口端設(shè)置有帶閥門(mén)(32)的凈水管(21)，在凈水管(21)上依次連接凈水管(20)、排污管(22)、循環(huán)管(38)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉆井廢液的處理裝置，其特征在于:所述凈水管(20)通過(guò)閥門(mén)(34)連接收集倉(cāng)(10)，循環(huán)管(38)通過(guò)閥門(mén)(31)連接進(jìn)水管(1)，排污管(22)連接閥門(mén)(33)。
8.一種利用權(quán)利要求1至7中任一鉆井廢液處理裝置處理鉆井廢液的方法，包括以下幾個(gè)步驟: a、加清水稀釋鉆井廢液，水與鉆井廢液的比例為5:1; b、稀釋后的鉆井廢液進(jìn)入主混合管，由流量計(jì)控制鉆井廢液的流量，流量控制在0.02m3/s?0.03m3/s，通過(guò)注酸計(jì)量泵將酸管中的酸液泵入主混合管中，泵入量為0.02?0.2mL/s,酸液調(diào)節(jié)鉆井廢液PH值在6.5?7.5之間； C、通過(guò)進(jìn)料漏斗將助凝劑加入助凝劑罐中，通過(guò)進(jìn)水管加入清水，清水與助凝劑的比例為20: 1，啟動(dòng)攪拌器對(duì)助凝劑和清水?dāng)嚢??6分鐘，將混合好的助凝劑通過(guò)助凝劑計(jì)量泵泵入主混合管中，加入助凝劑量為鉆井廢液的0.1%。至1.2%o ； d、通過(guò)進(jìn)水管向混合罐中加入清水，通過(guò)進(jìn)料漏斗加入絮凝劑，清水與絮凝劑的比例為20:1，啟動(dòng)攪拌器攪拌2?3個(gè)小時(shí)，充分混合后通過(guò)離心泵泵入絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存； e、將絮凝劑儲(chǔ)備倉(cāng)中儲(chǔ)存的絮凝劑通過(guò)計(jì)量泵泵入主混合管中，泵入量為0.03?0.04L/s ； f、鉆井廢液流入靜態(tài)混合器中進(jìn)行混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理鉆井廢液的方法，其特征在于:所述步驟b中酸液由鹽酸和硫酸按1:1配制而成，酸液濃度為0.1?lmol/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理鉆井廢液的方法，其特征在于:所述步驟C加入的助凝劑由硫酸鋁和氯化鈣混合而成，硫酸鋁加入量為25?40kg/m3，氯化鈣加入量為20?40kg/m3，所述步驟d加入的絮凝劑包括以下質(zhì)量比例的組分:聚丙烯酰胺0.1%?0.3%、氫氧化鐵18%?20%、硫酸鐵25%?45%。
【文檔編號(hào)】C02F103/10GK104496061SQ201410426713
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】江銳 申請(qǐng)人:江銳