[发明专利]用于海洋钻井平台的油基泥浆岩屑处理方法和随钻装置

权利要求书

1.一种用于海洋钻井平台的油基泥浆岩屑处理方法，该方法包括以下步骤：

(A)旋流脱油：将经加热的气体介质携带油基泥浆岩屑颗粒送入旋流器中，以强化颗粒表面及孔隙内污染物的脱除，从而实现了岩屑颗粒与污染物的分离；

(B)溢流气体冷凝：对气体介质中的油分进行冷凝以减少尾气中的油含量，从而实现气液分离，得到油水混合物及气体介质与不凝气的混合气体；

(C)气体净化：对步骤(B)中得到的混合气体进行气体净化；以及

(D)油水分离：对步骤(B)中得到的油水混合物进行油水分离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，经加热的气体介质携带油基泥浆岩屑颗粒在切向进入旋流器后会产生三维椭圆型旋转剪切湍流运动，由于流体中包含的固体颗粒处于剪切流场中，在剪切力的作用下，固体颗粒将产生旋转的现象，颗粒自转产生的离心力强化了颗粒表面及孔隙内污染物的脱除；密度小的污染物在流场压力梯度的作用下从溢流口排出，受离心力大的颗粒将沿器壁从底流口排出，从而实现了岩屑颗粒与污染物的分离。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，所述气体介质包括低温空气、氮气、氢气、干气、低分气和燃气；所述气体介质的加热温度范围为80～300℃，根据处理对象中有机污染物的成分确定。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，旋流器内岩屑颗粒的自转转速范围为5,000～50,000转/秒。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，经过旋流脱油后得到的岩屑颗粒满足GB 4914-2008《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》对污染物中一级标准矿物油含量1％的要求，允许回填。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(B)中，针对经加热的气体介质在旋流器中作为连续相完成脱油过程后携带脱除得到的油分雾滴以及气化的油分，对气体介质中的油分进行冷凝以减少尾气中的油含量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(C)中，采用吸收法或吸附法去除步骤(B)中得到的含有硫化氢和二氧化硫的混合气体。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(D)中，利用聚结器滤芯材料亲憎水性的不同实现油水混合物的油水分离。

9.一种用于海洋钻井平台的油基泥浆岩屑处理随钻装置，该装置包括：

鼓风系统(4)和与其连接的加热系统(5)，用于加热气体介质；

输料装置(2)，用于将携带油基泥浆岩屑颗粒的经加热的气体介质送入旋流脱油系统(6)中；

与加热系统(5)和输料装置(2)连接的旋流脱油系统(6)，用于强化岩屑颗粒表面及孔隙内污染物的脱除，从而实现了岩屑颗粒与污染物的分离；

与旋流脱油系统(6)连接的冷凝系统(7)，用于对气体介质中的油分进行冷凝以减少尾气中的油含量，从而实现气液分离，得到油水混合物及气体介质与不凝气的混合气体；

与冷凝系统(7)连接的气体净化系统(8)，用于对得到的混合气体进行气体净化；以及

与冷凝系统(7)连接的聚结器(9)，用于对得到的油水混合物进行油水分离。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输料装置(2)包括螺杆输料机、链式输料机和带式输料机；

所述鼓风系统(4)和加热系统(5)由鼓风机和风道加热器组成，其中鼓风机包括罗茨鼓风机、侧流式风机和多级离心鼓风机，风道加热器采用电加热的方式，当采用天然气燃烧尾气作为气体介质时可省略加热器，而采用天然气燃烧室，用于点燃天然气产生尾气；

所述旋流脱油系统(6)由旋流器串并联组成，其分离效率满足处理后钻屑含油率不高于1％的要求；

所述冷凝系统(7)采用套管式或管壳式换热器；

所述气体净化系统(8)为用双碱法吸收过程中产生的硫化氢和二氧化硫的反应器；

所述聚结器(9)为卧式或立式聚结器，其中，油水混合物中油分的回收率高于95％，且分离得到的水满足不超过15ppm的要求。