一种钻井废弃物制砖方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井废弃物制砖方法，包括以下步骤：采用消污干化药剂对待处理钻井废弃物进行消污干化处理；向消污干化处理后的待处理钻井废弃物中加入建筑胶凝材料和建筑骨料，混合均匀，从而得到制砖混合料；采用静压式制砖机将所述制砖混合料固化压制成密实度不小于80％的砖坯；对所述的砖坯进行强度养护；采用水性防水涂料对完成强度养护的砖坯进行喷淋、涂覆或浸泡，从而在完成强度养护的砖坯的表面形成厚度为1～10mm的环保封堵层，即制得成品砖。本发明专利技术能够低成本地将钻井废弃物处理成松散干燥、符合相关环保标准的制砖原料，并且可以最终制成抗压强度、抗老化能力、抗水解能力、抗冻融能力、抗腐蚀能力和环保稳定性都较为理想的成品砖，从而实现了钻井废弃物的无害化和资源化处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井废弃物处理
，尤其涉及一种钻井废弃物制砖方法。
技术介绍
钻井废弃物是石油、天然气或其他矿物在深层钻探和开采钻井过程中产生的废弃物，其中数量最大、最亟待处理的是钻井废弃泥浆和钻屑。钻井废弃泥浆和钻屑这两类钻井废弃物成分复杂、外观成粘稠或半流体、色度大、级配差、粘度大、pH值高、液相物含量高且自然干结过程极其缓慢，干结物遇水浸湿后易再度形成钻井废泥浆样物，对排放点及附近地带的环境会产生长期的不良影响，给人类生活带来极大危害。目前，钻井废弃物处理方法主要是采用化学絮凝、沉降、机械分离、烘干等组合技术将钻井废弃物中的固相部分和液相部分分离，再分别对固相部分和液相部分进行处理；固相部分一般采取填埋、堆放的处理方式，这不仅会占用大量的土地资源，而且对环境的危害依然存在；液相部分经过处理后，一部分可以循环到钻井环节重复利用，但不能重复使用的部分或钻井完成后的液相部分需要净化处理后才能排放，但这种净化处理的成本过高，因此现在仍有大量未净化的液相部分暂时存放在废泥浆池中，这是一个极大的环保难题。综合来看，目前的钻井废弃物处理方法都面临最终产物的去向问题，而将钻井废弃物进行无害化和资源化处理是本领域的共同目标。将钻井废弃物固化成砖可以实现无害化和资源化处理，并且国内外有已经进行诸多尝试，但现有技术中将钻井废弃物固化成砖的方法至少还存在以下问题：(1)尚没有理想的破胶干化、消除污染的方法。钻井废弃物是液相和固相物质紧密结合的物质，一般为稳定的胶冻状，其中含有大量的各种钻井液，这些钻井液连同大量的水分被泥浆颗粒牢牢吸附，形成十分稳定的胶状体系，自然状态下无法将其分离。目前一般采用板框压滤、热烘、离心机等方式与药剂相配合将固液分离，再混合大量的水泥、石灰、粉煤灰、矿粉、粘土等材料进行固化制砖处理。但由于钻井废弃物固体颗粒上吸附着大量钻井液中的表面活性剂，颗粒周边的电层和水膜厚度大、粘度大、难分散，无法与外界物质融合，很多固化材料无法对其包裹形成连续相固化；且很多污染物没有彻底消除；再加上这些钻井液物质大多成分对水泥等固化材料有缓凝作用，很多固化材料因长时间得不到水化而失效，投放量很大，因此制作出来的砖抗压强度等指标效果不理想。(2)尚没有理想的制砖设备和方式。有尝试过采取烧结方式制砖的先例，但在烧结过程中会有能源消耗并有新的污染产生，有的钻井废弃物根本就不适合烧制，再加上烧制出来的砖有变形、变色、强度低等诸多缺点，所以面烧结制砖的方式比较理想。而目前大多采用的通用型制砖机，尚没有针对石油钻井废弃物制砖配套制砖设备，石油钻井废弃物级配差、粘度大、液相高，通用型制砖机压制的砖抗压强度等指标很不理想。要想将其压制成砖，所需要制砖设备的其压制方式、压力大小、转体的密实度等技术环节要有一定的针对性才可以。(3)免烧结砖的性能和环保稳定性不理想。要想真正实现无害化和资源化的目标，砖的抗压强度能达到要求还远远不够，还有抗冻性、碳化性能、软化性能、干燥收缩率和吸水率等砖的一些基本性能都达到相关要求才能真正实现资源化，目前尚无资料显示有人做到了这些或做到了什么程度。实现了资源化，如果砖的环保指标不符合要求，仍然不能实现无害化，需要一个有效的产品或技术，将污染物进行有效的控制，使其达到环保要求，真正实现无害化、资源化。目前也没有资料显示有人对这种砖做了何种环保控制措施。(4)钻井废弃物的消耗量小、成本高。有一些钻井废弃物制砖技术，需要的辅助材料占到制砖材料的60％以上，成本过高，钻井废弃物的消耗量过小，而制成的砖性能指标和环保指标又不能完全达到相关标准，对钻井废弃物的治理意义不大。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种钻井废弃物制砖方法，能够低成本地将钻井废弃物处理成松散干燥、符合相关环保标准的制砖原料，并且可以最终制成抗压强度、抗老化能力、抗水解能力、抗冻融能力、抗腐蚀能力和环保稳定性都较为理想的成品砖，从而实现了钻井废弃物的无害化和资源化处理。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种钻井废弃物制砖方法，包括以下步骤：A、消污干化处理的步骤：从待处理钻井废弃物中选取钻井废弃物样品进行消污干化药剂选型及使用量的对比试验，从而确定出适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量；然后按照所述适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量，将消污干化药剂加入到待处理钻井废弃物中，并在加入完成后10分钟内开始搅拌，直至待处理钻井废弃物呈现松散状态后停止搅拌，再在自然状态下闷料晾晒至少72小时，从而即完成对待处理钻井废弃物的消污干化处理；B、固化压制的步骤：向消污干化处理后的待处理钻井废弃物中加入建筑胶凝材料，混合均匀，从而得到制砖混合料；采用静压式制砖机将所述制砖混合料固化压制成密实度不小于80％的砖坯；其中，建筑胶凝材料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入10～15重量份建筑胶凝材料；建筑骨料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入5～15重量份建筑骨料；所述静压式制砖机的制砖所需压力为：式中，F2表示所述静压式制砖机的制砖所需压力；F1表示每平方米的最小压力，至少为600吨；S1等于1m2；S2表示所压砖的实际面积；H1表示砖的压实后厚度，等于10cm；H2表示所压砖的实际厚度；C、强度养护的步骤：对所述的砖坯进行强度养护；D、实施环保封堵层的步骤：采用水性防水涂料对完成强度养护的砖坯进行喷淋、涂覆或浸泡，从而在完成强度养护的砖坯的表面形成厚度为1～10mm的环保封堵层，即制得成品砖。优选地，所述的从待处理钻井废弃物中选取钻井废弃物样品进行消污干化药剂选型及使用量的对比试验，从而确定出适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量包括：从金属硫酸盐或钻井废弃物专用消污干化产品中选用至少三种作为消污干化药剂，每一种消污干化药剂不少于三个试验组，并且每个试验组中每一种消污干化药剂的使用量为每100重量份钻井废弃物样品使用1～5重量份消污干化药剂或所述钻井废弃物专用消污干化产品的厂家推荐量；将消污干化药剂加入到钻井废弃物样品中，搅拌均匀，并置于恒温60℃的鼓风干燥箱内烘干24小时或置于至少5℃的自然状态下晾晒72小时，然后确定出消污干化效果和成本俱佳的一个试验组，并将该试验组的消污干化药剂及其使用量作为适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂的主药剂及其使用量。优选地，所述的从待处理钻井废弃物中选取钻井废弃物样品进行消污干化药剂选型及使用量的对比试验，从而确定出适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量还包括：根据待处理钻井废弃物的污染程度和液相含量高低确定出适用于该待处理钻井废弃物的生石灰、重金属去除剂和COD去除剂这些消污干化药剂的辅助药剂的选型及其使用量。优选地，所述的水性防水涂料为硅烷类水性防水涂料、有机硅类水性防水涂料或甲级硅酸盐类水性防水涂料中的至少一种。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术提供的钻井废弃物制砖方法采用直接向钻井废弃物中添加消污干化药剂的方式一次性实现对钻井废弃物消污、干化和固化，并将钻井废弃物处理成松散干燥、符合相关环保标准的制砖原料，从而无需按照现有技术采用压滤、离心、加热等方式对钻井废弃物进行固液分离，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井废弃物制砖方法，其特征在于，包括以下步骤：A、消污干化处理的步骤：从待处理钻井废弃物中选取钻井废弃物样品进行消污干化药剂选型及使用量的对比试验，从而确定出适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量；然后按照所述适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量，将消污干化药剂加入到待处理钻井废弃物中，并在加入完成后10分钟内开始搅拌，直至待处理钻井废弃物呈现松散状态后停止搅拌，再在自然状态下闷料晾晒至少72小时，从而即完成对待处理钻井废弃物的消污干化处理；B、固化压制的步骤：向消污干化处理后的待处理钻井废弃物中加入建筑胶凝材料，混合均匀，从而得到制砖混合料；采用静压式制砖机将所述制砖混合料固化压制成密实度不小于80％的砖坯；其中，建筑胶凝材料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入10～15重量份建筑胶凝材料；建筑骨料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入5～15重量份建筑骨料；所述静压式制砖机的制砖所需压力为：F2=F1×S1×S2×H2H1]]>式中，F2表示所述静压式制砖机的制砖所需压力；F1表示每平方米的最小压力，至少为600吨；S1等于1m2；S2表示所压砖的实际面积；H1表示砖的压实后厚度，等于10cm；H2表示所压砖的实际厚度；C、强度养护的步骤：对所述的砖坯进行强度养护；D、实施环保封堵层的步骤：采用水性防水涂料对完成强度养护的砖坯进行喷淋、涂覆或浸泡，从而在完成强度养护的砖坯的表面形成厚度为1～10mm的环保封堵层，即制得成品砖。...

【技术特征摘要】
1.一种钻井废弃物制砖方法，其特征在于，包括以下步骤：A、消污干化处理的步骤：从待处理钻井废弃物中选取钻井废弃物样品进行消污干化药剂选型及使用量的对比试验，从而确定出适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量；然后按照所述适用于该待处理钻井废弃物的消污干化药剂及其使用量，将消污干化药剂加入到待处理钻井废弃物中，并在加入完成后10分钟内开始搅拌，直至待处理钻井废弃物呈现松散状态后停止搅拌，再在自然状态下闷料晾晒至少72小时，从而即完成对待处理钻井废弃物的消污干化处理；B、固化压制的步骤：向消污干化处理后的待处理钻井废弃物中加入建筑胶凝材料，混合均匀，从而得到制砖混合料；采用静压式制砖机将所述制砖混合料固化压制成密实度不小于80％的砖坯；其中，建筑胶凝材料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入10～15重量份建筑胶凝材料；建筑骨料的加入量为每100重量份消污干化处理后的待处理钻井废弃物加入5～15重量份建筑骨料；所述静压式制砖机的制砖所需压力为：F2=F1×S1×S2×H2H1]]>式中，F2表示所述静压式制砖机的制砖所需压力；F1表示每平方米的最小压力，至少为600吨；S1等于1m2；S2表示所压砖的实际面积；H1表示砖的压实后厚度，等于10cm；H2表示所压砖的实际厚度；C、强度养护的步骤：对所述的砖坯进行强度养护；D、实施环保封堵层的步骤：采用水性防水涂料对完成强度养护的砖坯进行喷淋、涂覆或浸泡，从而在完成强度养护的砖坯的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金辉，甘秀双，吴伟，赵利，
申请(专利权)人：北京泾渭智能环保有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11