[发明专利]一种油基钻屑氧化及稳定化处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于油田环保技术领域，特别是涉及一种油基钻屑氧化及稳定化处理装置及方法。

背景技术

油基钻井泥浆具有良好的井壁稳定性和页岩抑制性能，具有良好的润滑性和低的卡钻几率，且能够大大降低油气层损害程度，对设备腐蚀性低，抗污染能力强，稳定性好，且可回收和反复使用，被广泛用于高温高压深井、水平井、大斜度井、小经验钻井等。其主要针对复杂的页岩、盐层、硬石膏层、杂盐层等。油基钻井泥浆主要由粘土、有机物、石油烃类、重晶石以及重金属组成，具有pH高、色度高、盐度高、COD高、重金属含量超标等特性。使用油基泥浆钻井产生的油基钻井岩屑含有大量石油烃以及重金属等污染物，对环境危害巨大，需进行无害化处理。

目前，用于处理油基钻屑的方法主要有回注法、清洗法、溶剂萃取法、热脱附法等。其中回注法是将钻屑注入特定的地层，而钻屑中的基础油未被氧化，环境污染的风险依旧存在；清洗法、溶剂萃取法流程较长、对设备要求较高；热脱附法对工艺控制要求较严、成本较高。专利CN103240261B公开了一种利用钻井废液制备无害化岩屑的方法及岩屑的应用，通过分离、消油沉降、氧化沉降、氧化吸附四个步骤，钻井废液得到了无害化处理，所用的氧化吸附剂为H₂O₂与Fe²⁺、NaClO，从钻井废液中能分离出无害化钻屑。专利CN104402192A公开了一种废弃油基泥浆的处理方法及设备，其主要含有泥浆罐、辅助混配剂箱、搅拌混配装置、造型装置、焚烧系统等，废弃油基泥浆与煤粉、黏土等辅助混配剂混合后，经过搅拌并加热至50-80℃，制作成蜂窝煤状多孔物料，在850-1050℃下燃烧30-50分钟，得到蒸汽、烟气和渣料，实现油基钻井岩屑的处理。专利CN103015924B公开了一种钻井岩屑全自动清洗机及其清洗方法，其包括收砂腔、洗砂斗、送砂路、喷水口等，由电机带动细砂斗旋转，对岩屑进行清洗、脱水和甩砂，脱出的水经由废水容腔从其底部的排水口排出；甩出的砂经由收砂腔从其底部的落砂口排出收集。专利CN104876404A公开了一种清洗油基泥浆岩屑的清洗方法，通过向油基钻屑中添加表面活性剂OP，在机械搅拌作用下使其混合均匀，进行除杂制浆，再加入H₂O₂与FeSO₄对岩屑所含柴油以及其他杂质进行氧化去除。这些含油钻屑处理工艺存在以下问题：

1)处理过程往往仅针对石油类物质的去除，重金属超标情况依旧存在。

2)处理流程长，控制难度大，费用较高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种油基钻屑氧化及稳定化处理装置及方法。

油基钻井岩屑氧化稳定化处理装置，包括：输送与搅拌单元，用于钻屑的输送，并将钻屑与后续的氧化药剂及稳定化药剂混合处理；氧化降解-稳定化单元，用于降解钻屑中的基油组份以及钻屑中的重金属稳定化处理。

输送与搅拌单元包含投料口、螺旋输送机、出料口电动液压推杆、称重传感器、出料皮带输送机、搅拌电机。投料口底部与螺旋输送机一端相连，螺旋输送机另一端与，混合反应器相连。其中混合反应器通过搅拌电机进行搅拌，通过出料口电动液压推杆控制混合反应器底部出料。混合反应器底部与出料皮带输送机相连。

氧化降解-稳定化单元包含臭氧发生器、排气口、药液仓、混合反应器。其中臭氧发生器产生的臭氧进入混合反应器底部；药液仓内的pH调节剂和稳定剂从混合反应器侧壁加入，混合反应器顶部设有排气口，用于混合反应器内的气体排放。