[发明专利]钻井污水处理工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井污水的处理工艺以及处理设备。

背景技术

在钻井过程中，钻井液泄漏、钻井岩屑、完钻后遗留的报废钻井液、设备冲洗、冷却和润滑设备以及突发事故等产生的大量钻井污水。钻井污水化学成分复杂，化学脱稳比一般污水难度大，是一种胶体的稳定体系，且组成随油田地层不同、钻井液成分不同而有较大差别，理化性能也有较大差别。钻井污水中含有油类物质、粘土、有机处理剂和无机盐等，钻井污水还有污染物含量高的特点，一般悬浮物达3000mg/L以上，石油类物质为100～1000mg/L。

钻井污水中含有大量的有毒有害废弃物，如不能有效处理，长期堆积经雨水淋滤渗入地下，将对其周边的土壤、植被、地表水和地下水造成严重污染，尤其是其中的重金属及其化合物，可以长期积累于水环境或生物中，给人类活带来潜在的危害。特别是在钻井和压裂各个工序中产生的钻井(压裂返排)污水，具有色度高、悬浮物浓度高、化学成份复杂的特点，若不加以有效处理，将会对环境造成严重的污染，对钻井生产产生巨大的压力。

目前钻井队处理钻井(压裂返排)污水的基本做法是：

1)、修建污水池收集钻井污水、压裂返排污水，沉降污水中的泥砂等固相和杂质。

2)、将污水进行絮凝、脱色等化学预处理。

化学预处理后的钻井污水既不能达标排放，也不能满足生产回用的要求，因此预处理后的钻井污水一般需进行回注处理，这将使钻井成本和环境污染的潜在危险攀升。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种钻井污水处理工艺，将钻井污水处理达到国家污水综合排放标准GB8978-96一级标准。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：钻井污水处理工艺，包括以下步骤：

A、通过除油装置对钻井污水进行除油；

B、测试钻井污水的pH值，根据钻井污水的pH值加入酸或碱并混合，调节钻井污水的pH值至6～9；

C、向钻井污水中加入混凝剂并离心沉降，离心沉降产生的渣液通过排污管排出；

D、钻井污水进入沉淀池进行沉淀，沉淀池产生的渣液通过排污管排出；

E、钻井污水从沉淀池进入过滤池进行过滤；

F、对过滤后的钻井污水进行检测，达标的直接外排，未达标的经过充分氧化、吸附之后再外排。

进一步的是，所述B步骤中，通过水力喷射装置向钻井污水中加入酸或碱。

采用水力喷射吸入酸或碱实现了自动加药，可使酸或碱与钻井污水保持于相对稳定的混合比例，确保后续步骤的充分进行。在加入酸或碱时，根据钻井污水的pH值和流入量，调整添加酸或碱的阀门，通过加药泵自动或者手动加酸液或者碱液对钻井污水进行中和。

进一步的是，所述B步骤中，通过管式混合器进行混合，所述管式混合器包括串联连接的1#管式混合器和2#管式混合器。

采用管式混合器对钻井污水进行混合，第一不需要另设动力设备，减少了电动机和搅拌器；第二提高了混合效果，管式混合器可进行全流体的混合，不存在搅动死角，实现了充分搅拌混合；第三管式混合器混合时间短，只需要几秒钟，混合效率高，而且避免了因搅拌时间过长造成絮凝体(俗称矾花)破碎，导致后续沉淀效果差和沉淀时间增加的问题。

进一步的是，所述步骤C中，离心沉降使用的装置为旋流分离器，所述旋流分离器至少为两个，并且钻井污水经过任一旋流分离器时加入混凝剂，加入混凝剂的同时吸入空气。

旋流分离器一方面起到进一步混合的作用，另一方面，利用离心力的作用，使完全反应后形成的油悬浮物-水-污泥(固体颗粒、絮凝体等)三相初步分离，污泥逐渐沉淀下来并通过排污管排出。

加入混凝剂的同时吸入空气，钻井污水与空气在旋流分离器中混合产生气浮，气浮形成的许多微小气泡从旋流分离器的顶端溢出，带走钻井污水和添加药剂组成混合液中比重轻的油及许多微小悬浮物。

更进一步的是，所述旋流分离器包括顺次串联连接的1#旋流分离器、2#旋流分离器、3#旋流分离器和4#旋流分离器，钻井污水进入1#旋流分离器时加入混凝剂，钻井污水进入3#旋流分离器时加入高分子处理剂。

进一步的是，所述D步骤中，沉淀池为斜管沉淀池，所述斜管沉淀池包括连通的1#斜管沉淀池和2#斜管沉淀池，2#斜管沉淀池出水口设置三角堰，钻井污水先流入1#斜管沉淀池，再流入2#斜管沉淀池，所述1#斜管沉淀池为同向流沉淀池，2#斜管沉淀池为逆向流沉淀池。