[发明专利]钻井液的固相控制及水处理工艺

说明书

本发明涉及一种用于钻井液固相控制、井场废水处理和泥浆回收的综合工艺。

目前国内外常用的固控工艺是利用振动筛，旋流分离器（除沙器，除泥器），离心机等达到处理钻井液中有害固相的目的，其中，除振动筛外，均利用重力沉降原理实现固液分离。它们存在着以下几方面的不足：

（1）、固相控制效果不佳，不能有效地清除钻井液中的有害固相，使其固相含量不断升高，增加了钻井液性能的维护成本，使钻井液性能不稳定，钻井机械钻速降低，井下事故率提高，影响钻井综合效益。

（2）、旋流分离器的低流比重低，含湿量高，钻井液浪费大，同时给井场造成环境污染。

（3）、离心机的处理量小，间断工作，工艺要求高，效率低，动力要求高，且对非加重钻井液没有明显的处理效果。

（4）、现使用的固控设备较多，一次性投资高，同时，动力要求高。

（5）、设备的综合利用率低，整体效益差。

另外，目前在钻井工艺中，对井场的废水处理和泥浆回收都没有较好的办法。

本工艺的第一目的在于用加压或压榨过滤设备代替传统的重力沉降分离设备取得好的钻井液固控效果，效率高，投资少;本发明的第二目的是对井场的废水积极控制，综合治理;本发明的第三目的是将使用过的泥浆回收，节约成本。

通过本发明，可以得到很好的固控效果，减少钻井液的维护成本，提高钻速;使井场的环境得到综合治理;回收泥浆中的坂土及药品。有很好的经济效益和社会效益。

本发明的原理是使用加压或压榨过滤代替重力沉降法进行固液分离，来达到除去钻井液中的有害固相和井场废水中的悬浮物并回收泥浆的目的。

以下结合附图对本发明进一步的详细描述。

本发明的固控工艺是用加压或压榨过滤实现固液分离来代替传统的重力沉降法对钻井液进行固相控制。其工艺流程如图1所示。使用一组加压或压榨过滤设备，包括连续和间歇、立式加卧式，如：板框、厢式压滤机，带式过滤机，转鼓型、滤叶型、凹板型、圆管型等设备，实现全部或部分钻井液的固相控制。根据钻井液的颗粒度分布情况和对钻井液的要求，选择适当的过滤介质。

如附图1所示：钻井液由井口6带钻屑流出，至振动筛1，振动筛除去约20%-30%的一部份较大颗粒的钻屑，排到废渣池7中;之后泥浆经泥浆槽3进入过滤设备2（可以是一组机器切换使用，也可视设备性质单机连续使用），过滤后较干的滤渣可直接运移或排入废渣池7中;过滤后的泥浆经过泥浆槽3进入泥浆罐4，在此过程中，由于重力作用，又有一些固相沉淀于泥浆槽3和泥浆池4中;最后由泥浆泵5将泥浆池4中的泥浆注入井6中，完成一个循环。另外，视过滤机组的处理能力，来决定是否代替振动筛，实现固控一步化。

根据钻井液及钻井工艺的情况，选用适当的机型和过滤介质，可以有效地控制钻井液中的固相颗粒度，从而清除有害固相，使钻井液的比重等保持相对稳定，以减少对钻井的影响。由于加压或压榨作用，使得滤渣的含湿量很低，运移及处理均很方便;同时钻井液的流失极少，因此井场废水池的占地面积减少，环境污染情况大为改善，有效地控制了井场的污染源。

本发明的废水处理工艺是通过加压或压榨过滤设备来实现的。

钻井废水的主要来源是：冲洗钻台污水，旋流分离器低泥浆、剩余泥浆及雨水等。它们的主要成分是悬浮物，伴有极少量的油、COD和钻井中使用的药品。因此，废水处理的主要任务是清除悬浮物。由于使用上述新的固控工艺，不存在旋流分离器低流泥浆，废水量减少，而悬浮物含量大大降低。该工艺已有效地控制了污染源。

如图2所示：先将废水由废水池1抽至处理池2内，视废水情况加药物进行预处理3（絮凝，中和，除油等），然后进入过滤设备4中，过滤介质应根据排放水标准选择。过滤后的清水其悬浮物和酸碱性可达到直接排放标准。如果处理后的清水达到排放标准，可直接排放或回用5，若其他指标不能达到排放要求，可在过滤设备4后再进行处理6。本发明的废水处理工艺又分以下两种情况：

①、在完井后，可利用上述工艺中的固控设备进行废水处理。这种情况，可以一机多用，减少投资，井队搬迁容易。

②、另使用一套加压或压榨过滤设备，专用于环保，即在钻井的同时，对废水进行处理。处理后所得水可以直接用于配制泥浆或冲洗钻台，节约用水泥浆配制药品，减少了排放水总量，同时也减少了废水池的占地，缩短了后期处理时间。