一种油基钻井废弃物超临界处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种油基钻井废弃物超临界处理系统。本发明专利技术主要包括萃取单元、分离单元、萃取剂回收单元以及相应的控制单元；萃取单元包括萃取釜、萃取剂储罐、金属隔膜压缩机、萃取剂缓冲罐、萃取前冷却器、废弃物储槽以及螺杆泵；分离单元包括萃取釜出口管路切换阀组、过滤器、一级减压阀组、一级分离加热器、一级分离釜、二级减压阀组、二级分离加热器以及二级分离釜；萃取剂回收单元包括第一残余萃取剂回收管路、第二残余萃取剂回收管路、萃取剂减压回收管路以及溶质收集管路。该系统通过管路上相应阀门的调节切换，实现对高含油率、高含水率、高固相含量、低流动性的油基钻井废弃物的连续高效环保处理。

Supercritical treatment system of oil-based drilling waste

The invention relates to an oil-based drilling waste supercritical treatment system. The invention mainly comprises an extraction unit, a separation unit, an extractant recovery unit and a corresponding control unit; the extraction unit comprises an extraction kettle, an extractant storage tank, a metal diaphragm compressor, an extractant buffer tank, a pre extraction cooler, a waste storage tank and a screw pump; the separation unit comprises an extraction kettle outlet pipeline switching valve group, a filter, a first stage pressure reducing valve group and a first stage separation The extractant recovery unit includes a first residual extractant recovery pipeline, a second residual extractant recovery pipeline, an extractant decompression recovery pipeline and a solute collection pipeline. The system realizes the continuous and efficient environmental protection treatment of oil-based drilling wastes with high oil content, high water content, high solid content and low fluidity by adjusting and switching the corresponding valves on the pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井废弃物超临界处理系统
本专利技术属于油基钻井废弃物处理
，具体是涉及一种油基钻井废弃物超临界处理系统。
技术介绍
钻井液，又称钻井泥浆被称为石油钻井工程的“血液”，其主要作用如下：1.清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁；2.平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏；3.传递水功率、帮助钻头破碎岩石；4.为井下动力钻具传递动力；5.冷却钻头、钻具；6.利用钻井液进行地质、气测录井；7.海洋石油钻完井工程，包括地质、勘探、固井、下套管、录井，测井等，都需要通过泥浆的配合来完成作业。按照配置时采用的基液划分，钻井泥浆分为水基泥浆和油基泥浆，其中油基泥浆(缩写OBM)以高闪点的弱(非)极性油品白油、柴油作为连续相，加入氧化沥青、有机酸、碱、稳定剂等配置而成。与水基泥浆相比，油基泥浆具备许多优势，例如：粘度稳定性好、耐热性强、页岩抑制能力强，润滑性好、储层保护效果好、可以更小的粘性增加清洁力，广泛用于高温高压井、超深井、大斜度定向井、大位移水平井等，以及各类页岩、泥岩、盐膏层等复杂地层的开发，特别在海油石油开发中具有特殊地位。新配置的钻井泥浆随着使用时间变长其中的杂质会越来越多而发生物性改变，会造成泥浆的“老化”，“老化”的泥浆通过固控设备进行处理，如甩干机+离心机等处理后可获得一定程度的再生，但分离出的废弃物和老化程度较深的泥浆仍含有一定量油品，含油量一般仍然大于10％，个别甚至达到20％，普遍还含有一定量的水，而这类物质对于环境不友好，根据环保法律法规的要求，油基废弃物不能直接排放，需要处理，通常处理该类“老化”油基泥浆及废弃物的处理方法有热解析法、焚烧法、化学清洗法等，但这些方法均一定程度上存在技术缺陷，例如基本上都不可避免会产生二次污染、而且是较为敏感的大气污染物的排放，处理后的产物仍存在与环境不相容的组分等问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种油基钻井废弃物超临界处理系统。该系统实现对高含油率、高含水率、高固相含量、低流动性的油基钻井废弃物的连续高效环保处理。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种油基钻井废弃物超临界处理系统，包括萃取单元、分离单元、萃取剂回收单元以及相应的控制单元；萃取单元包括萃取剂进料管线、废弃物进料管线以及多个并列设置的萃取釜，萃取剂进料管线上依次设置有萃取剂储罐、金属隔膜压缩机、萃取剂缓冲罐以及萃取前冷却器，废弃物进料管线上依次设置有废弃物储槽以及螺杆泵；萃取剂进料管线出口连接萃取釜底部进料口，废弃物进料管线出口连接萃取釜顶部加料口；分离单元包括连通的一级减压管路与二级减压管路，一级减压管路上依次设置有萃取釜出口管路切换阀组、过滤器、一级减压阀组、一级分离加热器以及一级分离釜，二级减压管路上依次设置有二级减压阀组、二级分离加热器以及二级分离釜；萃取剂回收单元包括第一残余萃取剂回收管路、第二残余萃取剂回收管路、萃取剂减压回收管路以及溶质收集管路；二级分离釜的萃取剂出口与萃取剂回收总管路通过萃取剂减压回收管路连接，萃取剂减压回收管路上依次设置有回收减压阀组以及脱水干燥器，萃取剂回收总管路用于将萃取剂返回至萃取剂储罐；二级分离釜的溶质出口与溶质收集管路连接，溶质收集管路上依次设置有溶质储罐、萃取剂回收储罐，萃取剂回收储罐中的萃取剂通过回收压缩机返回至萃取剂回收总管路；萃取釜出口管路切换阀组用于：使完成萃取工作的萃取釜先通过第一残余萃取剂回收管路与二级分离加热器连接，然后使完成萃取工作的萃取釜通过第二残余萃取剂回收管路与萃取剂回收储罐连接，同时实现即将进行萃取工作的萃取釜与过滤器连接；第一残余萃取剂回收管路上设置有第一残留萃取剂回收减压阀组，第二残余萃取剂回收管路上设置有第二残留萃取剂回收减压阀组。进一步的技术方案：该超临界处理系统还包括萃取剂加注单元，萃取剂加注单元包括萃取剂加注管路，萃取剂加注管路上依次设置有槽罐车、卸车泵以及卸车预热器，卸车预热器出口与金属隔膜压缩机进口连接，槽罐车与卸车泵之间通过金属波纹软管或鹤管连接。进一步的技术方案：该超临界处理系统还包括能量回收单元，能量回收单元包括能量回收平衡机组、热流体循环管路以及冷流体循环管路，热流体循环管路为一级分离加热器、二级分离加热器、卸车预热器以及废弃物储槽提供热流体，冷流体循环管路为萃取前冷却器、金属隔膜压缩机提供冷流体。进一步的技术方案：废弃物储槽底部采用锥形料斗结构的出料口，废弃物储槽内设有供热流体通过的盘管；萃取前冷却器、卸车预热器中设有供萃取剂流通的多层缠绕式盘管，盘管采用不锈钢或耐蚀合金无缝管焊接拼接后冷变形绕制再经过固溶热处理制成。进一步的技术方案：金属隔膜压缩机并列设置有两台，其中一台为备用的金属隔膜压缩机；萃取釜并列设置有两台且分别为萃取釜Ⅰ和萃取釜Ⅱ，萃取釜Ⅰ和萃取釜Ⅱ交替使用；脱水干燥器并列设置有两台，当其中一台脱水干燥器正常干燥使用时，另一台脱水干燥器进行再生操作以实现备用。进一步的技术方案：萃取釜包括内筒以及外筒，内筒由耐腐蚀合金材料构成，外筒由多层卷曲的钢板焊接形成，外筒上开设有检漏孔。进一步的技术方案：萃取釜内设有气体分布器，气体分布器由多层丝网平铺于萃取釜内各床层下方构成；一级分离加热器、二级分离加热器的入口由底部各自伸入本体内部且沿圆周切线方向进料，一级分离加热器、二级分离加热器以及溶质储罐顶部均设有丝网除沫器和斜板式气液分离器；萃取剂回收储罐卧式安装，萃取剂回收储罐一端设有将萃取剂回收储罐内腔体一分为二的丝网除沫器和斜板气液分离器，萃取剂回收储罐一端腔体上设有与回收压缩机连接的萃取剂出口，萃取剂回收储罐另一端腔体构成萃余物接收腔，萃余物接收腔与萃余物储罐连通；萃取剂回收储罐上的萃取剂出口以及萃余物储罐顶部排空口分别设有除尘器。进一步的技术方案：金属隔膜压缩机出口、一级减压管路、二级减压管路以及萃取剂回收总管路上分别设有流量计。进一步的技术方案：金属隔膜压缩机出口管路上设置有安全阀、压力变送器、温度变送器、泄放阀以及单向阀；螺杆泵出口管路上设置有安全阀、压力变送器、温度变送器、泄放阀以及单向阀；萃取釜顶部设置有快开门以及安全连锁装置，安全连锁装置用于控制萃取釜中压力卸尽方打开快开门或使快开门锁扣完全锁紧以实现萃取釜升压；一级分离釜上设置有安全阀、压力变送器以及泄放阀，一级分离釜底部出口管路上设置有脉冲减压阀；二级分离釜上设置有安全阀、压力变送器以及泄放阀，二级分离釜底部出口管路上设置有脉冲减压阀；一级分离加热器进口端设置有流量计，一级分离加热器上设置有温度变送器；二级分离加热器进口端设置有流量计，二级分离加热器上设置有温度变送器；萃取前冷却器、一级分离加热器、一级分离釜、二级分离加热器、二级分离釜、溶质储罐、卸车预热器、上设置有液位计。进一步的技术方案：控制单元包括：电源配电柜，用于对系统进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油基钻井废弃物超临界处理系统，其特征在于：包括萃取单元、分离单元、萃取剂回收单元以及相应的控制单元；/n萃取单元包括萃取剂进料管线(Ⅰ)、废弃物进料管线(Ⅱ)以及多个并列设置的萃取釜，萃取剂进料管线(Ⅰ)上依次设置有萃取剂储罐(1)、金属隔膜压缩机(2)、萃取剂缓冲罐(3)以及萃取前冷却器(4)，废弃物进料管线(Ⅱ)上依次设置有废弃物储槽(22)以及螺杆泵(23)；萃取剂进料管线(Ⅰ)出口连接萃取釜底部进料口，废弃物进料管线(Ⅱ)出口连接萃取釜顶部加料口；/n分离单元包括连通的一级减压管路(Ⅲ)与二级减压管路(Ⅳ)，一级减压管路(Ⅲ)上依次设置有萃取釜出口管路切换阀组(25)、过滤器(6)、一级减压阀组(7)、一级分离加热器(8)以及一级分离釜(9)，二级减压管路(Ⅳ)上依次设置有二级减压阀组(10)、二级分离加热器(11)以及二级分离釜(12)；/n萃取剂回收单元包括第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)、第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)、萃取剂减压回收管路(Ⅴ)以及溶质收集管路(Ⅵ)；二级分离釜(12)的萃取剂出口与萃取剂回收总管路(Ⅺ)通过萃取剂减压回收管路(Ⅴ)连接，萃取剂减压回收管路(Ⅴ)上依次设置有回收减压阀组(13)以及脱水干燥器(14)，萃取剂回收总管路(Ⅺ)用于将萃取剂返回至萃取剂储罐(1)；二级分离釜(12)的溶质出口与溶质收集管路(Ⅵ)连接，溶质收集管路(Ⅵ)上依次设置有溶质储罐(15)、萃取剂回收储罐(16)，萃取剂回收储罐(16)中的萃取剂通过回收压缩机(17)返回至萃取剂回收总管路(Ⅺ)；/n萃取釜出口管路切换阀组(25)用于：使完成萃取工作的萃取釜先通过第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)与二级分离加热器(11)连接，然后使完成萃取工作的萃取釜通过第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)与萃取剂回收储罐(16)连接，同时实现即将进行萃取工作的萃取釜与过滤器(6)连接；第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)上设置有第一残留萃取剂回收减压阀组(26)，第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)上设置有第二残留萃取剂回收减压阀组(27)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井废弃物超临界处理系统，其特征在于：包括萃取单元、分离单元、萃取剂回收单元以及相应的控制单元；
萃取单元包括萃取剂进料管线(Ⅰ)、废弃物进料管线(Ⅱ)以及多个并列设置的萃取釜，萃取剂进料管线(Ⅰ)上依次设置有萃取剂储罐(1)、金属隔膜压缩机(2)、萃取剂缓冲罐(3)以及萃取前冷却器(4)，废弃物进料管线(Ⅱ)上依次设置有废弃物储槽(22)以及螺杆泵(23)；萃取剂进料管线(Ⅰ)出口连接萃取釜底部进料口，废弃物进料管线(Ⅱ)出口连接萃取釜顶部加料口；
分离单元包括连通的一级减压管路(Ⅲ)与二级减压管路(Ⅳ)，一级减压管路(Ⅲ)上依次设置有萃取釜出口管路切换阀组(25)、过滤器(6)、一级减压阀组(7)、一级分离加热器(8)以及一级分离釜(9)，二级减压管路(Ⅳ)上依次设置有二级减压阀组(10)、二级分离加热器(11)以及二级分离釜(12)；
萃取剂回收单元包括第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)、第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)、萃取剂减压回收管路(Ⅴ)以及溶质收集管路(Ⅵ)；二级分离釜(12)的萃取剂出口与萃取剂回收总管路(Ⅺ)通过萃取剂减压回收管路(Ⅴ)连接，萃取剂减压回收管路(Ⅴ)上依次设置有回收减压阀组(13)以及脱水干燥器(14)，萃取剂回收总管路(Ⅺ)用于将萃取剂返回至萃取剂储罐(1)；二级分离釜(12)的溶质出口与溶质收集管路(Ⅵ)连接，溶质收集管路(Ⅵ)上依次设置有溶质储罐(15)、萃取剂回收储罐(16)，萃取剂回收储罐(16)中的萃取剂通过回收压缩机(17)返回至萃取剂回收总管路(Ⅺ)；
萃取釜出口管路切换阀组(25)用于：使完成萃取工作的萃取釜先通过第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)与二级分离加热器(11)连接，然后使完成萃取工作的萃取釜通过第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)与萃取剂回收储罐(16)连接，同时实现即将进行萃取工作的萃取釜与过滤器(6)连接；第一残余萃取剂回收管路(Ⅷa)上设置有第一残留萃取剂回收减压阀组(26)，第二残余萃取剂回收管路(Ⅷb)上设置有第二残留萃取剂回收减压阀组(27)。


2.如权利要求1所述的油基钻井废弃物超临界处理系统，其特征在于：该超临界处理系统还包括萃取剂加注单元，萃取剂加注单元包括萃取剂加注管路(Ⅻ)，萃取剂加注管路(Ⅻ)上依次设置有槽罐车(19)、卸车泵(20)以及卸车预热器(21)，卸车预热器(21)出口与金属隔膜压缩机(2)进口连接，槽罐车(19)与卸车泵(20)之间通过金属波纹软管或鹤管连接。


3.如权利要求1所述的油基钻井废弃物超临界处理系统，其特征在于：该超临界处理系统还包括能量回收单元，能量回收单元包括能量回收平衡机组(18)、热流体循环管路(A)以及冷流体循环管路(B)，热流体循环管路(A)为一级分离加热器(8)、二级分离加热器(11)、卸车预热器(21)以及废弃物储槽(22)提供热流体，冷流体循环管路(B)为萃取前冷却器(4)、金属隔膜压缩机(2)提供冷流体。


4.如权利要求1所述的油基钻井废弃物超临界处理系统，其特征在于：废弃物储槽(22)底部采用锥形料斗结构的出料口，废弃物储槽(22)内设有供热流体通过的盘管；萃取前冷却器(4)、卸车预热器(21)中设有供萃取剂流通的多层缠绕式盘管，盘管采用不锈钢或耐蚀合金无缝管焊接拼接后冷变形绕制再经过固溶热处理制成。


5.如权利要求1所述的油基钻井废弃物...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦宗川，王渭，廉晓龙，郭怀舟，张秀平，胡继孙，范海俊，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34