一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法技术方案

一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法。所述系统包括：混合装置；热分离器，所述热分离器分别与所述混合装置和驱动装置连接，所述热分离器内部设置有运动部件；除尘装置，所述除尘装置与所述热分离器连接，设置为能够将来自于所述热分离器的油和水的混合蒸汽夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部；冷凝罐，所述冷凝罐与所述除尘装置连接，设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。该系统能够有效地实现油、水、固相的分离，回收得到的油能重复配制油基泥浆，得到的固体废弃物的含油量较低，而且能耗低，成本低，不会产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法
本申请涉及油田含油固废的无害化处理技术，尤指一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法。
技术介绍
近一、二十年来，中国十分重视海洋环境保护工作。1990年9月20日，中国国家海洋局发布了《海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法》。该办法第十五条规定，需使用油基泥浆时，应使用低毒油基泥浆；采取有效的技术措施，使钻屑与泥浆得到充分的分离；油基泥浆必须回收，不得排入海中；钻屑中的油含量超过15％(重量)时，禁止排放入海。含油量低于15％(重量)的钻屑，回收确有困难、经海区主管部门批准，可以向海中排放，但应交纳排污费。严格的环境保护法律法规和钻井液及其废弃物排放标准，使海上钻井及钻井液公司有所约束，给海上钻井及钻井液公司带来了巨大的经济压力。因此，国外钻井及钻井液公司纷纷采取各种技术措施以适应环境法律法规的要求。据有关资料统计，在90年代石油科技发展中，美国石油学会(API)有80％的勘探与开发科研预算都用在了与环境保护有关的项目上。传统的处理油基钻井废弃物的方法有岩屑回注法、焚烧法、坑内密封法等。岩屑回注的方法处理费用较高，破坏地下地质结构，污染油层或地下水，不适合大规模处理废弃钻屑；钻屑焚烧能完全清除钻屑里面的残余油分，但需要建立大型的处理站，占地较大且投资费用较高、能耗大，焚烧产物也会伴随产生二噁英等强毒性附加物；坑内密封法虽然处理费用较低，但占用耕地，不能永久无害处理。因此，存在对新的油基钻井废弃物处理方法的开发需求。
技术实现思路
r>本申请提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统和方法，能够有效地实现油、水、固相的分离，回收得到的油能重复配制油基泥浆，得到的固体废弃物的含油量较低，而且能耗低，成本低，不会产生二次污染。本申请提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统，包括：混合装置；热分离器，所述热分离器分别与所述混合装置和驱动装置连接，所述热分离器内部设置有运动部件，所述运动部件设置为能够在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，使得油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发；除尘装置，所述除尘装置与所述热分离器连接热分离器；冷凝罐，所述冷凝罐与所述除尘装置连接。在本申请的实施例中，所述除尘装置可以包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器中的任意一种或两种。任选地，所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器，所述旋风除尘器的一端与所述热分离器连接，另一端与所述油洗涤湿式除尘器连接。在本申请的实施例中，当所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器时，所述油洗涤湿式除尘器的第一端与所述旋风除尘器连接，所述油洗涤湿式除尘器的第二端与油洗涤循环泵的一端连接，所述油洗涤循环泵的另一端与所述油洗涤湿式除尘器的第一端连接，使得在所述油洗涤湿式除尘器的第一端与第二端之间形成油洗涤循环管路；所述油洗涤湿式除尘器的第二端盛放有油液；所述油洗涤湿式除尘器的第一端从上到下依次设置有雾化器和混合层。在本申请的实施例中，所述冷凝罐可以包括一个冷凝罐，通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。在本申请的实施例中，所述冷凝罐可以包括油冷凝罐和水冷凝罐，所述油冷凝罐与所述除尘装置连接，所述油冷凝罐设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的重质油进行冷凝，所述水冷凝罐与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐设置为能够对来自于所述油冷凝罐的混合气体中的轻质油和水蒸气进行冷凝。在本申请的实施例中，所述油冷凝罐的第一端与所述油洗涤湿式除尘器连接，所述油冷凝罐的第二端依次与油冷凝循环泵和油冷凝温度控制器的一端连接，所述油冷凝温度控制器的另一端与所述油冷凝罐的第一端连接，使得在所述油冷凝罐的第一端与第二端之间形成油冷凝循环管路。任选地，所述油冷凝罐的第一端可以设置有油冷凝雾化器；所述油冷凝雾化器下方可以设置有第一填料层。在本申请的实施例中，所述水冷凝罐的第一端与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐的第二端依次与水冷凝循环泵和水冷凝温度控制器的一端连接，所述水冷凝温度控制器的另一端与所述水冷凝罐的第一端连接，使得在所述水冷凝罐的第一端与第二端之间形成水冷凝循环管路。任选地，所述水冷凝罐的第一端可以设置有水冷凝雾化器；所述水冷凝雾化器下方设置有第二填料层。任选地，所述水冷凝罐的底部设置有出液口，所述出液口与油气水三相分离器连接。在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物回收和无害化处理系统还可以包括不凝气体过滤器，所述不凝气体过滤器与所述冷凝罐连接。在本申请的实施例中，所述不凝气体过滤器中可以设置有过滤不凝气体的滤芯。在本申请的实施例中，所述不凝气体过滤器中还可以设置有填料过滤层和/或热氧化过滤器，任选地，所述填料过滤层可以为活性炭过滤层。在本申请的实施例中，所述油基钻井废弃物回收和无害化处理系统还可以包括风机，所述风机设置在所述不凝气体过滤器之后并且与所述不凝气体过滤器连接。在本申请的实施例中，所述热分离器可以为锤式热分离器，包括筒体和水平伸入所述筒体的输入轴，所述输入轴上设置有运动部件，所述运动部件为转子，油基钻井废弃物进入所述锤式热分离器后被容纳在所述筒体的密封腔体内并与所述转子相接触。在本申请的实施例中，所述热分离器的底部可以设置有卸料口，所述卸料口与卸料阀的一端连接，所述卸料阀的另一端与输送机或储料罐连接。本申请还提供了一种油基钻井废弃物回收和无害化处理方法，包括：使油基钻井废弃物在密封腔体内与运动部件接触，利用驱动装置带动运动部件运动，在运动过程中运动部件与油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，使混合蒸汽依次通过除尘、油喷淋冷凝和水喷淋冷凝的方式实现油水固三相分离。在本申请的实施例中，如上所述的处理方法采用如上所述的油基钻井废弃物回收和无害化处理系统进行，包括：(1)将油基钻井废弃物置于所述混合装置内，混合均匀后泵送至所述热分离器中；(2)所述热分离器内部的运动部件在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，所述混合蒸汽夹带着粉状固相离开所述热分离器，油基钻井废弃物中剩余的固相留在所述热分离器底部；(3)从所述热分离器出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入所述除尘装置中，所述除尘装置对夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部，所述混合蒸汽被分离出；(4)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述冷凝罐中，所述冷凝罐将所述混合蒸汽中的可凝性油蒸汽和水蒸气进行冷凝，被冷凝的油和水留在所述冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的不凝气体被分离出。在本申请的实施例中，所述步骤(2)还可以包括：通过调节所述驱动装置的转速和控制所述热分离器的进料量和卸料量来使所述热分离器内的温度维持在260℃至370℃范围内。在本申请的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统，包括：/n混合装置；/n热分离器，所述热分离器分别与所述混合装置和驱动装置连接，所述热分离器内部设置有运动部件，所述运动部件设置为能够在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，使得油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发；/n除尘装置，所述除尘装置与所述热分离器连接热分离器；/n冷凝罐，所述冷凝罐与所述除尘装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井废弃物回收和无害化处理系统，包括：
混合装置；
热分离器，所述热分离器分别与所述混合装置和驱动装置连接，所述热分离器内部设置有运动部件，所述运动部件设置为能够在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，使得油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发；
除尘装置，所述除尘装置与所述热分离器连接热分离器；
冷凝罐，所述冷凝罐与所述除尘装置连接。


2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器中的任意一种或两种；
任选地，所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器，所述旋风除尘器的一端与所述热分离器连接，另一端与所述油洗涤湿式除尘器连接。


3.根据权利要求2所述的处理系统，其中，当所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器时，所述油洗涤湿式除尘器的第一端与所述旋风除尘器连接，所述油洗涤湿式除尘器的第二端与油洗涤循环泵的一端连接，所述油洗涤循环泵的另一端与所述油洗涤湿式除尘器的第一端连接，使得在所述油洗涤湿式除尘器的第一端与第二端之间形成油洗涤循环管路；
所述油洗涤湿式除尘器的第二端盛放有油液；所述油洗涤湿式除尘器的第一端从上到下依次设置有雾化器和混合层。


4.根据权利要求1或2所述的处理系统，其中，所述冷凝罐包括一个冷凝罐，通过该一个冷凝罐对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的油蒸汽和水蒸气进行冷凝。


5.根据权利要求1或2所述的处理系统，其中，所述冷凝罐包括油冷凝罐和水冷凝罐，所述油冷凝罐与所述除尘装置连接，所述油冷凝罐设置为能够对来自于所述除尘装置的混合蒸汽中的重质油进行冷凝，所述水冷凝罐与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐设置为能够对来自于所述油冷凝罐的混合气体中的轻质油和水蒸气进行冷凝。


6.根据权利要求5所述的处理系统，其中，当所述除尘装置包括旋风除尘器和油洗涤湿式除尘器时，所述油冷凝罐的第一端与所述油洗涤湿式除尘器连接，所述油冷凝罐的第二端依次与油冷凝循环泵和油冷凝温度控制器的一端连接，所述油冷凝温度控制器的另一端与所述油冷凝罐的第一端连接，使得在所述油冷凝罐的第一端与第二端之间形成油冷凝循环管路；
所述油冷凝罐的第一端设置有油冷凝雾化器；
任选地，所述油冷凝雾化器下方设置有第一填料层。


7.根据权利要求5所述的处理系统，其中，所述水冷凝罐的第一端与所述油冷凝罐连接，所述水冷凝罐的第二端依次与水冷凝循环泵和水冷凝温度控制器的一端连接，所述水冷凝温度控制器的另一端与所述水冷凝罐的第一端连接，使得在所述水冷凝罐的第一端与第二端之间形成水冷凝循环管路；
所述水冷凝罐的第一端设置有水冷凝雾化器；
任选地，所述水冷凝雾化器下方设置有第二填料层；
任选地，所述水冷凝罐的底部设置有出液口，所述出液口与油气水三相分离器连接。


8.根据权利要求1或2的处理系统，还包括不凝气体过滤器，所述不凝气体过滤器与所述冷凝罐连接；
任选地，所述不凝气体过滤器中设置有过滤不凝气体的滤芯；
任选地，所述不凝气体过滤器中还设置有填料过滤层和/或热氧化过滤器，还任选地，所述填料过滤层为活性炭过滤层；
任选地，所述处理系统还包括风机，所述风机设置在所述不凝气体过滤器之后并且与所述不凝气体过滤器连接。


9.根据权利要求1或2所述的处理系统，其中，所述热分离器为锤式热分离器，包括筒体和水平伸入所述筒体的输入轴，所述输入轴上设置有运动部件，所述运动部件为转子，油基钻井废弃物进入所述锤式热分离器后被容纳在所述筒体的密封腔体内并与所述转子相接触；
任选地，所述热分离器的底部设置有卸料口，所述卸料口与卸料阀的一端连接，所述卸料阀的另一端与输送机或储料罐连接。


10.一种油基钻井废弃物回收和无害化处理方法，包括：使油基钻井废弃物在密封腔体内与运动部件接触，利用驱动装置带动运动部件运动，在运动过程中运动部件与油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，使混合蒸汽依次通过除尘、油喷淋冷凝和水喷淋冷凝的方式实现油水固三相分离。


11.根据权利要求10所述的处理方法，其采用根据权利要求1-9中任一项所述的处理系统进行，包括：
(1)将油基钻井废弃物置于所述混合装置内，混合均匀后泵送至所述热分离器中；
(2)所述热分离器内部的运动部件在所述驱动装置的驱动下运动并且在运动过程中与进入所述热分离器内部的油基钻井废弃物摩擦生热，油基钻井废弃物中的油和水受热蒸发为混合蒸汽，所述混合蒸汽夹带着粉状固相离开所述热分离器，油基钻井废弃物中剩余的固相留在所述热分离器底部；
(3)从所述热分离器出来的混合蒸汽夹带着粉状固相进入所述除尘装置中，所述除尘装置对夹带的粉状固相进行捕捉并沉积在所述除尘装置底部，所述混合蒸汽被分离出；
(4)从所述除尘装置分离出的混合蒸汽进入所述冷凝罐中，所述冷凝罐将所述混合蒸汽中的可凝性油蒸汽和水蒸气进行冷凝，被冷凝的油和水留在所述冷凝罐底部，所述混合蒸汽中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，吴坤坤，张贵磊，王同友，耿铁，管申，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油田服务股份有限公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11