[发明专利]一种烧结砖及其制备方法

说明书

本发明提供了一种烧结砖及其制备方法，属于资源再利用技术领域。本发明将水基钻井岩屑与粉煤灰两种固体废物同时综合利用，处理过程利用率高、无二次污染，产品附加值较高；在生产烧结砖过程中除添加10％内燃煤外，无需其他昂贵的添加剂，生产成本低，技术成熟，实用性强；生产的烧结砖的抗压强度、吸水率等相关性能符合《GB/T 5101‑2017烧结普通砖》的标准。与传统钻井固废堆放处理、路基填料方法相比，处理效率高，能最大限度利用资源，对环境的潜在影响相对较小，环保效益显著，具有较高的经济价值。

技术领域

本发明涉及资源再利用技术领域，尤其涉及一种烧结砖及其制备方法。

背景技术

天然气是一种优质的清洁能源。我国天然气储量丰富，为不断优化天然气利用结构，国家大力促进天然气行业发展，天然气消费量目前仍处于快速增长阶段，预计今后20年内我国天然气需求量将每年增长15％以上。天然气井钻井过程中将产生大量钻井废弃物，我国每年新增几万口井，据统计测算，典型单井(井深3500米)平均产生钻屑和废弃钻井液量约1000m³。随着天然气开采量的增加，钻井废弃物的处理处置问题逐渐凸显出来，仅苏里格气田每年就有约100万m³的废弃物产生，数量庞大。目前钻井固废以贮存为主，不仅占用大量的土地资源，而且造成了潜在的生态环境风险，钻井废弃物综合利用将成为天然气行业持续发展的主要推动力。

我国天然气在开采过程主要采用两种钻井体系：一种为水基钻井，主要用在目的层埋藏较浅，上部盖层地质发育比较稳定的区域，如在苏里格气田其钻井液全部采用水基体系；另一种为油基钻井体系，主要用于地层复杂、泥页岩易水化坍塌的区域，如四川、重庆、新疆等地区。相比于油基钻井固废，水基钻井固废的环境危害较小，其中危害环境的主要物质为无机盐类、石油烃和重金属等，如不对这些污染物进行有效处理，将直接导致土壤、地下水等环境污染，对植被、动物等产生直接或间接危害。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烧结砖及其制备方法。本发明利用钻井岩屑生产烧结砖，大大地降低了钻井固废的环境风险，且制得的烧结砖各项指标均符合标准要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种烧结砖的制备方法，包括以下步骤；

将水基钻井岩屑过筛处理，得到粒径不大于5mm的岩屑样品；

利用水将所述岩屑样品的含水率调节至20％±2％，得到岩屑样品浆；

将所述岩屑样品浆、高效稳定剂和改良调和剂混合，得到钻井固废；

将所述钻井固废、内燃煤和粉煤灰混合，得到混合物；

将所述混合物与水依次进行搅拌和成型，制成砖坯；

将所述砖坯依次进行干燥、烧结和冷却，得到所述烧结砖。

优选地，所述改良调和剂为硫酸钙、硫酸铁或硫酸亚铁；所述高效稳定剂为PAC(聚合氯化铝)。

优选地，当所述改良调和剂为硫酸亚铁时，所述改良调和剂的用量为岩屑样品质量的0.3％～0.6％；所述高效稳定剂的用量为岩屑样品质量的1.0％～1.4％；

或，当所述改良调和剂为硫酸钙，所述改良调和剂的用量为岩屑样质量的5％～9％；所述高效稳定剂的用量为岩屑样品质量的1.5％～2.0％；

或，当所述改良调和剂为硫酸铁，所述改良调和剂的用量为岩屑样品质量的0.125％～1％；所述高效稳定剂的用量为岩屑样品质量的1.5％～2.0％。

优选地，所述高效稳定剂与改良调和剂的质量比为3:1。

优选地，所述钻井固废、内燃煤和粉煤灰的质量比为50～60:10:40～50。