钻井废弃物完全无害化综合处理方法
【专利说明】
[0001]技术领域本发明涉及一种钻井废弃物(废水、废浆、钻屑)完全无害化综合处理方法，利用燃料在热风炉燃烧产生的热源，燃烧的热气为载气，通过高温分解使被钻井液浸泡过的钻屑无害化，利用高温分解后的一次尾气为干化预热钻屑的热源，钻井废浆与干化钻屑混合后的湿物料与一次尾气在回转式干燥炉内并流接触传热传质，干化预热后的钻屑再经高温分解使其无害化，一次尾气在干化预热钻屑后形成的二次尾气与钻井废水形成交叉流传质传热，二次尾气放热得以净化并带走废水中的水相而排放，废水吸热蒸发减量，最终实现钻井废弃物完全无害化综合治理的目的。
[0002]【背景技术】钻井废弃物(废水、废浆、钻屑)完全无害化现场综合处理是钻井现场必须解决的环境保护问题。现有技术处理钻井废弃物的方法主要是:废水化学处理排放、废浆和钻屑化学处理固化填埋。存在的主要问题是:化学处理方法必将新增污染源；钻井废浆固化达标困难，必然带来污染环境的隐患，同时需添加100%固化骨料，其填埋容积增大受井场周边环境容量及耕地紧张因素的限制、油基钻屑固化处理不能达标，直接焚烧处理其燃烧热能不能利用。上述将钻井废弃物分别处理的方法不能实现废弃物完全无害化，必将遗留污染环境的隐患。
[0003]
【发明内容】
本发明公开一种利用燃料在热风炉燃烧产生的热能，采取高温分解无害化钻屑、干化预热废浆与干化钻屑混合的钻屑湿料、蒸发减量钻井废水的方法，其特征是利用燃烧燃料提供的500°C?800°C之间的任何温度的热风，热风风速为2000立方米/小时?5000立方米/小时之间的任何值，利用高温分解后的一次尾气为干化预热钻屑的热源，钻井废浆与干化钻屑混合后的湿物料与一次尾气并流接触传热传质，一次尾气降温并带走水汽转换为二次尾气，钻屑湿料吸热升温水分蒸发含水率降低，最后在热风炉的高温室中升温达到450°C以上使固相颗粒无害化。无害化钻屑能效达到1.54?3.10kg/1000kJ、蒸发废水能效达到2.0?4.2kg/1000kJ。总的外加动力消耗不超过50kW ；
[0004]本发明的具体方法是:由燃烧式热风炉1、回转式干燥炉2、尾气干料收集器3、垂直提升机4、混合搅拌器5、钻井液分布器6与螺旋传输机7相连接,燃料在热风炉燃烧室1-1中燃烧形成的热风为热源，钻屑以投入速率8500?16000kg/h投放到混合搅拌器5中，经混合搅拌器5搅拌运移至末端由自身重力而进入回转式干燥炉2内与500?800°C的燃烧式热风炉热风顺流接触传热传质最后形成干化钻屑，钻井废浆经钻井液泵11由管件与钻井液分布器6相连接，钻井液分布器6的钻井废浆按0.30?0.59m3/h的速率、经管线分布在混合搅拌器5中使之与经由垂直提升机4传送的干化钻屑充分混合，混合均匀的钻屑湿料由自身重力而进入回转式干燥炉2内与500?800°C的燃烧式热风炉热风顺流接触传热传质最后在回转式干燥炉内升温达到180?360°C干化钻屑，经由垂直提升机4提升并分流，一部分进入混合搅拌器5与钻井废衆混合、一部分进入螺旋传输机7传输后由自身重力而进入热风炉高温室1-2中升温达到450°C以上使固相颗粒无害化，最后以无害化固相颗粒或粉体形态从热风炉高温室1-2排出，钻屑干化尾气经引风机10由尾气干料收集器3引入到喷淋式除尘器中，与由喷淋水泵9泵送的废水形成交叉流传质传热，废水吸热蒸发减量，尾气放热得以净化并带走废水中的水相经引风机10排出，从而建立钻井废弃物无害化综合治理循环。无害化钻屑能效达到1.54?3.10kg/1000kJ、蒸发废水能效达到2.00?
4.20kg/1000kJo
[0005]同时由尾气干料收集器3、喷淋式除尘器8、喷淋水泵9及连接管件完成钻井废弃物无害化尾气洗涤的操作；垂直提升机4干料入口与尾气干料收集器3干料出口连接，垂直提升机4干料出口分别于混合搅拌器5和螺旋传输机7相连接，可以根据需要调整干化钻屑在混合搅拌器5和螺旋传输机7间的分配,混合搅拌器5上部设有钻井液分布器6,可根据需要调整钻井废浆的分布到混合搅拌器5中与干化的钻屑均匀混合形成水分含量(10%的钻屑湿料，再干化后经高温无害化，完成钻井废浆的无害化。一台输出热量250万大卡/h的燃烧式热风炉，可以无害化钻屑16293kg/h、同时无害化治理含固率20?40%(v/v)、密度1600?2200kg/m3的钻井废浆1472?2697kg/h，或同时蒸发减量钻井废水736kg/h，总的外加动力消耗不超过50kW。本发明完全采用物理的方法治理钻井废弃物，完全消除钻井废弃物污染环境的隐患。
[0006]【附图说明】附图是本发明所提供的钻井废弃物完全无害化综合处理系统与装置示意图。图中:1-燃烧式热风炉；1-1_热风炉燃烧室；1-2_热风炉高温室；2_回转式干燥机；3_尾气干料收集器；4_垂直提升机；5_混合搅拌器；6_钻井液分布器；7_螺旋传输机；8-喷淋式除尘器；9_喷淋水泵；10_引风机；11_钻井液泵；
[0007]【具体实施方式】以下结合但不限于实施例阐述
【具体实施方式】
[0008]实施例1:输出热量250万大卡/h的燃烧式热风炉，可以无害化钻屑16293kg/h、同时无害化治理含固率20?40% (v/v)、密度1600?2200kg/m3的钻井废浆1472?2697kg/h，或同时蒸发减量钻井废水736kg/h。
[0009]采用燃煤在焚烧式燃煤炉中充分燃烧，控制炉膛温度900?1000°C，采用变频引风机10调整引风流量2000?5000m3/h，控制回转式干燥机2热风温度500?800°C，钻屑以运行速率8500?13000kg/h投入到混合搅拌器5中，经混合搅拌器5搅拌运移至末端由自身重力而进入回转式干燥炉2内与500?800°C的热风顺流接触传热传质最后形成干化钻屑，含固率40% (v/v)、密度2200kg/m3的钻井液由钻井液泵11经管件泵送至钻井液分布器6按0.30?0-59m3/h的投放速率将钻井废浆与返回的干化钻屑干料充分混合形成钻屑湿料，控制钻屑湿料的水分含量< 10%、运行速率8500kg/h，钻屑湿料在混合搅拌机5中充分混合并运移，运移至混合搅拌机5末端由自身重力而进入回转式干燥机2中，钻屑湿料在回转式干燥机2中在运移的同时与热风顺流接触传热传质，热风传热降温并带走水分，钻屑湿料吸热传质含水率降低，形成含水率< 1.0%、物料温度180?360°C的干化钻屑，最后运移至尾气干料收集器3进入垂直提升机4的收料漏斗中，根据需要:一部分干化钻屑经垂直提升机4将其提升进入混合搅拌器5收料漏斗中与钻井废浆混合，混合搅拌器5将其混合搅拌运移至混合搅拌器5末端由自身重力而进入回转式干燥机2中与热风传质传热形成干化钻屑；一部分干化钻屑经垂直提升机4将其提升进入螺旋传输机7收料漏斗中，螺旋传输机7将其运移至末端由自身重力而进入热风炉高温室1-2中升温达到450°C以上使固相颗粒经高温氧化形成无害化固体废弃物排出无害化系统。降温至120?380°C含有水分的尾气，经尾气干料收集器3尾气出口进入喷淋式除尘器8中与由喷淋水泵9泵送的废水形成交叉流传质传热，废水吸热蒸发减量，尾气放热得以净化并带走废水中的水相经引风机10排出。从而建立钻井废弃物(废水、废浆、废渣)无害化