一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法技术

本发明专利技术提供了一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法，通过将油基钻屑进行清洗、甩干、在设定温度下热裂解或强制氧化处理，一方面回收了轻质油，另一方面，得到了含有沥青质的油基钻屑处理渣，经过粉碎后，与设定配比的沥青加热混合，能够用于铺设路面，本发明专利技术不仅一定程度上解决了沥青短缺的难题，而且极大地提高了油基钻屑的资源化利用率。

A method of using the residue of oil-based drilling cuttings to pave asphalt filler

【技术实现步骤摘要】
一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法
本专利技术涉及石油化工领域，特别涉及一种资源化利用领域，具体涉及一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法。
技术介绍
随着我国国民经济的高速发展，交通量和交通强度在日益增加，公路迅猛发展。沥青路面因其表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨、不扬尘、易清洗而广受青睐，在公路建设中沥青需求量越来越大，而且性能需要进一步提高，但现有沥青资源严重不足。沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化合物及非金属(氧、硫、氮等)衍生物的混合物。在常温下呈固体、半固体或液体状态。颜色由棕褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中(四氯化碳、苯、汽油、三氯甲烷、丙酮等)，具有不导电、不吸水、耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。目前工程中常用的主要是石油沥青和少量的煤沥青。石油沥青的成分非常复杂，在研究沥青的组成时，将其中化学成分相近、物理性质相似而具有特征的部分划分为若干组，即组分；分为三组分或四组分法。各组分的含量多少会直接影响沥青的性能。其中，三组分分为：油分(含蜡，蜡为粘性液体)：使沥青具有流动性；胶质(树脂，粘稠半固体)：使沥青具有可塑性，提高沥青与矿料的粘附性；沥青质(硬而脆的固体粉末)：提高沥青的粘结性和热稳定性。沥青质越多，沥青粘性会增加，但温度干硬性、塑性和韧性、以及脆性会降低。而油基钻屑中也含有沥青质。油基钻屑就是钻井过程中，固控循环系统产生的油基泥浆和岩屑的混合物。随着致密砂岩气、页岩气等非常规油气开发过程，油基泥浆的使用规模逐渐增加。但钻井过程中，油基钻屑的处理成为了一个巨大的环保难题。油基钻屑是一种危险固废，其产量大，含有大量残留油类，矿物油含量超过20％，如果进入自然环境中将导致严重的土壤和地下水污染事故，对生态环境造成严重的破坏，直接对人类健康产生危害，因此，需要研究开发油基钻屑的处理方法以及对油基钻屑处理后的再利用。目前，常见的油基钻屑处理技术有甩干-离心分离技术、热解析技术、常温化学脱附技术、微生物处理技术、固化资源化技术。比如，其中，甩干-离心分离技术利用立式甩干机和卧螺离心机可将含油率降至3～5％，最大限度的回收泥浆并回用于钻井液，然而甩干机处理后的残渣和高含油油泥依然是危险废弃物，无法处理。固化资源化技术主要是利用水泥、固化药剂对含有钻屑进行混拌处理，然后加工成各类资源化产品，如铺路路基材料、免烧陶粒、免烧砖等，但不适用于含油率较高的油基钻屑。微生物处理技术时间长，受环境制约大。但，截止到目前为止，未有人报道利用油基钻屑中的沥青质及岩屑残渣用于铺路沥青填料的研究。因此，基于以上问题，本专利技术人试图提供一种操作简单的油基钻屑处理技术，同时能回收轻质油，并能将处理后的油基钻屑用于铺路沥青填料的方法，以解决沥青短缺的难题以及更大程度地提高油基钻屑的资源化利用率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现：通过将油基钻屑进行清洗、甩干、在设定温度下热裂解或强制氧化处理，一方面回收了轻质油，另一方面，得到了含有沥青质的油基钻屑处理渣，经过粉碎后，与设定配比的沥青加热混合，能够用于铺设路面，本专利技术不仅一定程度上解决了沥青短缺的难题，而且极大地提高了油基钻屑的资源化利用率，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下方面：本专利技术提供一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：将油基钻屑用清洗剂进行清洗，去除可回收轻质油分，得到物料a；步骤2：将物料a进一步处理去除油分，得到物料b；步骤3：将物料b进行粉碎，得到物料c；步骤4：将物料c与设定量的沥青混合，得到物料d。其中，步骤1中，所述清洗剂包括碱性物质或表面活性剂，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氧化钙；所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂选自山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、鼠李糖脂、乙二醇硬脂酸酯和单硬脂酸甘油酯中的一种或多种，优选选自山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、鼠李糖脂中的一种；所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、仲烷基硫酸钠、N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。其中，步骤1中，所述清洗剂与油基钻屑的质量比为(5～25)：100。其中，步骤1中，清洗时所用清洗设备包括清洗釜体1、釜盖2以及搅拌桨3，其中，清洗釜体1的侧上部设置有出油口4，侧下部设置有出水口5，清洗釜体的底部设置有出渣口6；步骤1中，还包括对清洗后的油基钻屑用脱水设备进行脱水处理。其中，步骤2中，所述进一步处理包括强制氧化或热裂解，所述强制氧化包括利用双氧水或高锰酸钾进行氧化，所述热裂解的温度为200～700℃。其中，步骤2中，所述热裂解温度为300～600℃。其中，步骤3中，所述粉碎的物料c的粒径小于3mm。其中，步骤4中，物料c与沥青的质量比为(50～200):1000，优选为(80～160)：1000。其中，将物料d加热升温至50～90℃，即能够铺设于路面上。其中，所述油基钻屑包括油气田、页岩气田产生的，优选页岩气田产生的油基钻屑。附图说明图1示出本专利技术一种实施方式的清洗设备的示意图；图2示出本专利技术一种优选的实施方式的热解釜的示意图。附图标号说明1-清洗釜体2-釜盖3-搅拌桨4-出油口5-出水口6-出渣口10-钻屑层11-油层12-水层21-热解釜体22-物料进口23-进气口24-出气口25-隔板具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。以下详述本专利技术。《陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术要求》规定了将油基钻屑进行资源化利用的控制要求：(1)含油污泥经化学热洗、热解、蒸汽喷射、常温溶剂萃取等处理，分离后矿物油应回收利用。(2)含油岩屑应鼓励优先进行油基钻井液回收利用，实现油基钻井液价值最大化回收。此外，也规定了剩余残渣用于铺路的具体要求：(1)含油污泥经处理后剩余固相中石油烃总量应不大于2％，处理后剩余固相宜用于铺设通井路、铺垫井场基础材料。(2)剩余固相用于铺设通井路和垫井场时，经养护后成型路基渗出液污染物应达到GB8978要求。由于油基钻屑不论是经过热裂解还是强制氧化处理，石油类总烃控制在2％以内时，这部分的石油中主要为沥青质，目前，国内尚未考虑将这部分沥青质用于资源化，而油基钻屑中的沥青质(矿物质)恰是铺路路面的沥青中主要的成分。因此，本专利技术人综合考虑了沥青材料的大量使用和油基钻屑达标处理后残渣的有机物和无机物的特性，本专利技术人提出了一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法。...

【技术保护点】
1.一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1：将油基钻屑用清洗剂进行清洗，去除可回收轻质油分，得到物料a；/n步骤2：将物料a进一步处理去除油分，得到物料b；/n步骤3：将物料b进行粉碎，得到物料c；/n步骤4：将物料c与设定量的沥青混合，得到物料d。/n

【技术特征摘要】
1.一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：将油基钻屑用清洗剂进行清洗，去除可回收轻质油分，得到物料a；
步骤2：将物料a进一步处理去除油分，得到物料b；
步骤3：将物料b进行粉碎，得到物料c；
步骤4：将物料c与设定量的沥青混合，得到物料d。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述清洗剂包括碱性物质或表面活性剂，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氧化钙；
所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，其中所述非离子表面活性剂选自山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、鼠李糖脂、乙二醇硬脂酸酯和单硬脂酸甘油酯中的一种或多种，优选选自山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、鼠李糖脂中的一种；所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、仲烷基硫酸钠、N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述清洗剂与油基钻屑的质量比为(5～25)：100。


4.根据权利要求1至3之一所述的方法，步骤1中，清洗时所用清洗设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张婷婷，岳浩，蔺祖弘，朱凌甫，李泽唐，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11