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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410426713.4(22)申请日 2014.08.27C02F 9/04(2006.01)C02F 103/10(2006.01)(71)申请人 江锐地址 618300 四川省德阳市广汉市高坪镇龙潭村1组(72)发明人 江锐(54) 发明名称钻井废液的处理装置及其处理方法(57) 摘要本发明公开了一种钻井废液的处理装置及其处理方法,装置包括主混合管、酸管、进水管、收集仓、助凝剂罐、絮凝剂储备仓、混合罐,所述助凝剂罐通过助凝剂计量泵与主混合管连接,所述絮凝剂储备仓通过计量泵与主混合管连接,所述混合罐通过离心泵与絮凝剂储备仓连接,酸。
2、管通过注酸计量泵连接主混合管,主混合管上设置有流量计、压力表及静态混合器。钻井废液直接经过主混合管进行絮凝作用,无需贮存絮凝,工作效率得到提高,同时减小了装置体积,便于运输,上层净水可以回收利用,节约了水资源并且降低了成本,稀释、注酸以及助凝剂的加入加快了絮凝反应的速度。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 104496061 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104496061 A1/2 页21.钻井废液的处理装置,包括主混合管 (2)、酸管 (7)、进水管 (1)、收集仓 (。
3、10)、助凝剂罐 (11)、絮凝剂储备仓 (13)、混合罐 (15),其特征在于 :助凝剂罐 (11) 和絮凝剂储备仓(13) 分别与主混合管 (2) 连接,混合罐 (15) 连接絮凝剂储备仓 (13),酸管 (7) 通过注酸计量泵 (8) 连接主混合管 (2),主混合管 (2) 上设置有流量计 (5) 和静态混合器 (6)。2.根据权利要求 1 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述助凝剂罐 (11) 顶部设置有进料漏斗 (17a) 且连接进水管 (1),内部设置有搅拌器 (16a),底部设置有管道连接助凝剂计量泵 (18) 进口端,助凝剂计量泵 (18) 出口端连接主混合管 (2)。3。
4、.根据权利要求书 1 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述混合罐 (15) 顶部设置有进料漏斗 (17b) 且连接进水管 (1),内部设置有搅拌器 (16b),底部设置有管道连接离心泵 (14) 进口端,离心泵 (14) 出口端连接絮凝剂储备仓 (13) 顶部。4.根据权利要求 1 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述絮凝剂储备仓 (13) 顶部设置有进水管 (1),内部设置有搅拌器 (16c),底部设置有管道连接计量泵 (12) 进口端,计量泵 (12) 出口端连接主混合管 (2)。5.根据权利要求 1 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述收集仓 (10) 顶部分别连接进水。
5、管 (1)、主混合管 (2)、净水管 (20),底部设置排水管 (19)。6.根据权利要求 5 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述排水管 (19) 进口端分别与收集仓 (10)、助凝剂罐 (11) 和絮凝剂储备仓 (13) 底部连接且均设有开关阀门 (35、36、37),出口端连接离心泵 (9) 的进口端,离心泵 (9) 的出口端设置有带阀门 (32) 的净水管 (21),在净水管 (21) 上依次连接净水管 (20)、排污管 (22)、循环管 (38)。7.根据权利要求 5 所述钻井废液的处理装置,其特征在于 :所述净水管 (20) 通过阀门(34) 连接收集仓 (10),循环管 (。
6、38) 通过阀门 (31) 连接进水管 (1),排污管 (22) 连接阀门(33)。8.一种利用权利要求 1 至 7 中任一钻井废液处理装置处理钻井废液的方法,包括以下几个步骤 :a、加清水稀释钻井废液,水与钻井废液的比例为 5:1 ;b、稀释后的钻井废液进入主混合管,由流量计控制钻井废液的流量,流量控制在0.02m3/s 0.03m3/s,通过注酸计量泵将酸管中的酸液泵入主混合管中,泵入量为 0.02 0.2mL/s,酸液调节钻井废液 PH 值在 6.5 7.5 之间 ;c、通过进料漏斗将助凝剂加入助凝剂罐中,通过进水管加入清水,清水与助凝剂的比例为20:1,启动搅拌器对助凝剂和清水搅拌26。
7、分钟,将混合好的助凝剂通过助凝剂计量泵泵入主混合管中,加入助凝剂量为钻井废液的 0.1至 1.2 ;d、通过进水管向混合罐中加入清水,通过进料漏斗加入絮凝剂,清水与絮凝剂的比例为 20:1,启动搅拌器搅拌 2 3 个小时,充分混合后通过离心泵泵入絮凝剂储备仓中储存 ;e、将絮凝剂储备仓中储存的絮凝剂通过计量泵泵入主混合管中,泵入量为 0.03 0.04L/s ;f、钻井废液流入静态混合器中进行混合。9.根据权利要求 8 所述的处理钻井废液的方法,其特征在于 :所述步骤 b 中酸液由盐酸和硫酸按 1:1 配制而成,酸液浓度为 0.1 1mol/L。10.根据权利要求 8 所述的处理钻井废液的方法。
8、,其特征在于 :所述步骤 c 加入的助凝权 利 要 求 书CN 104496061 A2/2 页3剂由硫酸铝和氯化钙混合而成,硫酸铝加入量为2540kg/m3,氯化钙加入量为2040kg/m3,所述步骤 d 加入的絮凝剂包括以下质量比例的组分 :聚丙烯酰胺 0.1 0.3、氢氧化铁 18 20、硫酸铁 25 45。权 利 要 求 书CN 104496061 A1/4 页4钻井废液的处理装置及其处理方法技术领域0001 本发明涉及废液的处理装置及方法,具体的说是钻井废液的处理装置及利用该装置处理钻井废液的方法。背景技术0002 在石油天然气的勘探开发过程中,会产生大量的钻井废液。钻井废液主要含有。
9、钻屑、膨润土、有机高分组处理剂、无机盐、加重材料、污水、油类及可溶性微量元素等污染物质,具有污染物成分复杂、负荷极高,COD 值高、色度大、悬浮物含量高等特点,已经成为石油天然气开采过程中对环境造成影响的主要污染物之一,因此,如何治理和利用钻井废液是当前亟待解决的问题。对于钻井废液的处理,现有技术通常采用的处理方法是化学混凝法,其中化学混凝沉降法是目前国内普遍采用的处理技术,先利用药剂促使其不稳定,等颗粒大量聚集时利用机械装置进行固液分离。针对流动性大、周期短、废液水质变化大的钻井废液,通常采用絮凝、沉降、过滤、电解沉降等方式进行处理,现有的絮凝法处理钻井废液的装置及方法通常存在絮凝作用时间长。
10、、需要建大型絮凝池,占地面积大、运输不方便、水量需求大等问题。发明内容0003 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种油气田钻井过程中对钻井废液的处理装置及其处理方法。该装置及方法絮凝作用时间短、工作效率高、占地面积小,净水可以循环利用,大幅降低了成本。0004 为解决上述技术问题,本发明提供了以下技术方案 :钻井废液的处理装置,包括主混合管(2)、酸管(7)、进水管(1)、收集仓(10)、助凝剂罐(11)、絮凝剂储备仓(13)、混合罐(15),其特征在于 :助凝剂罐(11)和絮凝剂储备仓(13)分别与主混合管(2)连接,混合罐(15)连接絮凝剂储备仓(13),酸管(7)通过注酸计量。
11、泵(8)连接主混合管(2),主混合管(2)上设置有流量计(5)和静态混合器(6)。0005 所述助凝剂罐(11)顶部设置有进料漏斗( 7a)且连接进水管(1),内部设置有搅拌器(16a),底部设置有管道连接助凝剂计量泵(18)进口端,助凝剂计量泵( )出口端连接主混合管(2)。0006 所述混合罐(15)顶部设置有进料漏斗(17b)且连接进水管(1),内部设置有搅拌器(16b),底部设置有管道连接离心泵(14)进口端,离心泵( )出口端连接絮凝剂储备仓(13)顶部。0007 所述絮凝剂储备仓(13)顶部设置有进水管(1),内部设置有搅拌器(16c),底部设置有管道连接计量泵(12)进口端,计量。
12、泵(12)出口端连接主混合管(2)。0008 所述收集仓(10)顶部分别连接进水管(1)、主混合管(2)、净水管(20),底部设置排水管(19)。0009 所述排水管(19)进口端分别与收集仓(10)、助凝剂罐( )和絮凝剂储备仓( 3)说 明 书CN 104496061 A2/4 页5底部连接且均设有开关阀门(35)(36)(37),出口端连接离心泵(9)的进口端,离心泵(9)的出口端设置有带阀门(32)的净水管(21),在净水管(21)上依次连接净水管(20)、排污管(22)、循环管(38)。0010 所述净水管(20)通过阀门(34)连接收集仓(10),循环管(38)通过阀门(31)连接。
13、进水管(1),排污管(22)连接阀门(33)。0011 一种利用上述钻井废液处理装置处理钻井废液的方法,包括以下几个步骤 :a、加清水稀释钻井废液,水与钻井废液的比例为 5:1 ;b、稀释后的钻井废液进入主混合管,由流量计控制钻井废液的流量,流量控制在 0.02m3/s0.03m3/s,通过注酸计量泵将酸管中的酸液泵入主混合管中,泵入量为0.020.2mL /s,酸液调节钻井废液 PH 值在 6.57.5 之间 ;c、通过进料漏斗将助凝剂加入助凝剂罐中,通过进水管加入清水,清水与助凝剂的比例为 20:1,启动搅拌器对助凝剂和清水搅拌 2 6 分钟,将混合好的助凝剂通过助凝剂计量泵泵入主混合管中。
14、,加入助凝剂量为钻井废液的 0.1至 1.2 ;d、通过进水管向混合罐中加入清水,通过进料漏斗加入絮凝剂,清水与絮凝剂的比例为 20:1,启动搅拌器搅拌 23 个小时,充分混合后通过离心泵泵入絮凝剂储备仓中储存 ;e、将絮凝剂储备仓中储存的絮凝剂通过计量泵泵入主混合管中,泵入量为 0.03 0.04 L /s ;f、钻井废液流入静态混合器中进行混合 ;所述步骤 b 中酸液由盐酸和硫酸按 1:1 配制而成,酸液浓度为 0.11mol/L。0012 所述步骤 c 加入的助凝剂由硫酸铝和氯化钙混合而成,硫酸铝加入量为 2540kg/ m3,氯化钙加入量为2040kg/ m3,所述步骤d加入的絮凝剂包。
15、括以下质量比例的组分 :聚丙烯酰胺 0.1% 0.3%、氢氧化铁 18% 20%、硫酸铁 25% 45%。0013 与现有技术相比,本发明的有益效果是 :1. 钻井废液直接经过主混合管进行絮凝作用后注入井下,废液在主混合管中无需停滞,无需贮存絮凝,大大缩短了絮凝作用的时间,工作效率得到提高,间接地减小了装置体积,便于操作和运输 ;2. 根据主混合管钻井废液的流量来调节计量泵的输送量,可以定量输送絮凝剂至主混合管中,极大程度上减少了絮凝剂的浪费,降低了生产成本 ;3. 收集仓、助凝剂罐和絮凝剂储备仓中沉淀后的上层净水可以回收利用,减少了对水量的需求,降低成本,节约水资源。0014 4. 首先稀释。
16、钻井废液可以降低固相颗粒之间的吸引力,继而加入酸液可避免氢氧根对絮凝作用的干扰,然后加入助凝剂可以防止固体产生高电势,使其随高分子量聚合物一起絮凝,此三个步骤加快了后续的絮凝作用,提高了工作效率。附图说明0015 以下结合附图所示实施例的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。0016 图 1 是本发明结构示意图。0017 图中标记 :进水管 1,主混合管 2,泥入口 3,泥出口 4,流量计 5,静态混合器 6,酸说 明 书CN 104496061 A3/4 页6管 7,注酸计量泵 8,离心泵 9,收集仓 10,助凝剂罐 11,计量泵 12,絮凝剂储备仓 13,离心泵14,混合罐。
17、15,搅拌器16a、16b、16c,进料漏斗17a、17b,助凝剂计量泵18,排水管19,净水管20,净水出口 21,污水出口 22,阀门 31-37,循环管 38。具体实施方式0018 实施例 1本实施例钻井废液的处理装置,包括主混合管(2)、酸管(7)、进水管(1)、收集仓(10)、助凝剂罐(11)、絮凝剂储备仓(13)、混合罐(15),其特征在于 :助凝剂罐(11)和絮凝剂储备仓(13)分别与主混合管(2)连接,混合罐(15)连接絮凝剂储备仓(13),酸管(7)通过注酸计量泵(8)连接主混合管(2),主混合管(2)上设置有流量计(5)和静态混合器(6)。0019 所述助凝剂罐(11)顶部。
18、设置有进料漏斗( 7a)且连接进水管(1),内部设置有搅拌器(16a),底部设置有管道连接助凝剂计量泵(18)进口端,助凝剂计量泵( )出口端连接主混合管(2)。0020 所述混合罐(15)顶部设置有进料漏斗(17b)且连接进水管(1),内部设置有搅拌器(16b),底部设置有管道连接离心泵(14)进口端,离心泵( )出口端连接絮凝剂储备仓(13)顶部。0021 所述絮凝剂储备仓(13)顶部设置有进水管(1),内部设置有搅拌器(16c),底部设置有管道连接计量泵(12)进口端,计量泵(12)出口端连接主混合管(2)。0022 所述收集仓(10)顶部分别连接进水管(1)、主混合管(2)、净水管(2。
19、0),底部设置排水管(19)。0023 所述排水管(19)进口端分别与收集仓(10)、助凝剂罐( )和絮凝剂储备仓( 3)底部连接且均设有开关阀门(35)(36)(37),出口端连接离心泵(9)的进口端,离心泵(9)的出口端设置有带阀门(32)的净水管(21),在净水管(21)上依次连接净水管(20)、排污管(22)、循环管(38)。0024 所述净水管(20)通过阀门(34)连接收集仓(10),循环管(38)通过阀门(31)连接进水管(1),排污管(22)连接阀门(33)。0025 处理钻井废液时,清水通过进水管1分别流入收集仓10、助凝剂罐11、絮凝剂储备仓13、混合罐15,钻井废液通过泥。
20、入口3分别进入主混合管2和收集仓10,同时酸管7中的酸液通过注酸计量泵 8 泵入主混合管 2。0026 通过漏斗 17a 向助凝剂罐 11 中加入助凝剂并通过进水管 1 注水,经搅拌器 16a 搅拌均匀后助凝剂计量泵 18 将助凝剂罐 11 中的助凝剂泵入主混合管 2 中。0027 通过进水管 1 向混合罐 15 注水并通过漏斗 17b 中加入絮凝剂,经搅拌器 16b 搅拌均匀后通过离心泵 14 将混合罐 15 中的絮凝剂泵入絮凝剂储备仓 13 中经搅拌器 16c 搅拌均匀储存,添加絮凝剂时,根据主混合管 2 的流量计 5 来判断钻井废液的流量,调节计量泵12的流量值,计量泵12将絮凝剂储备仓。
21、13中的絮凝剂泵入主混合管2中,然后钻井废液流入静态混合器 6 进行混合,最后经泥出口 4 流出主混合管 2。0028 打开收集仓 10、助凝剂罐 11 和絮凝剂储备仓 13 的底部阀门 35、36、37,底层沉积物流入排水管 19,打开阀门 33,通过离心泵 9 将排水管 19 中的沉积物由污水出口 22 排除,沉积物排除完毕后关闭阀门33,打开阀门31、34,通过离心泵9分别将上层净水泵入进水管说 明 书CN 104496061 A4/4 页71和收集仓10,循环用于钻井废液的处理,关闭阀门31、34,打开阀门32,上层净水由净水出口 21 排出,回收做其他用处,上层净水排除完毕后关闭阀门。
22、 32。0029 实施例 2利用钻井废液处理装置处理钻井废液的方法,包括以下几个步骤 :a、加清水稀释钻井废液,水与钻井废液的比例为 5:1 ;b、稀释后的钻井废液进入主混合管,由流量计控制钻井废液的流量,流量控制在 0.02m3/s0.03m3/s,通过注酸计量泵将酸管中的酸液泵入主混合管中,泵入量为0.020.2mL /s,酸液调节钻井废液 PH 值在 6.57.5 之间 ;c、通过进料漏斗将助凝剂加入助凝剂罐中,通过进水管加入清水,清水与助凝剂的比例为 20:1,启动搅拌器对助凝剂和清水搅拌 2 6 分钟,将混合好的助凝剂通过助凝剂计量泵泵入主混合管中,加入助凝剂量为钻井废液的 0.1至。
23、 1.2 ;d、通过进水管向混合罐中加入清水,通过进料漏斗加入絮凝剂,清水与絮凝剂的比例为 20:1,启动搅拌器搅拌 23 个小时,充分混合后通过离心泵泵入絮凝剂储备仓中储存 ;e、将絮凝剂储备仓中储存的絮凝剂通过计量泵泵入主混合管中,泵入量为 0.03 0.04 L /s ;f、钻井废液流入静态混合器中进行混合 ;所述步骤 b 中酸液由盐酸和硫酸按 1:1 配制而成,酸液浓度为 0.11mol/L。0030 所述步骤 c 加入的助凝剂由硫酸铝和氯化钙混合而成,硫酸铝加入量为 2540kg/ m3,氯化钙加入量为2040kg/ m3,所述步骤d加入的絮凝剂包括以下质量比例的组分 :聚丙烯酰胺 0.1% 0.3%、氢氧化铁 18% 20%、硫酸铁 25% 45%。说 明 书CN 104496061 A1/1 页8图1说 明 书 附 图CN 104496061 A。