专利名称：钻井废泥浆固化剂及其生产方法
技术领域：
本发明钻井废泥浆固化剂及其生产方法涉及石油地质钻井防治污染技术领域，适用于防止各种废泥浆污染的固化添加剂。
石油地质钻井必需使用钻井泥浆，在钻井泥浆的使用过程中，由于地层物质对泥浆的损害和泥浆自身的物理化学变化，随着使用周期的增延，必然会出现泥浆老化，导致技术性能失效，凡是失效了的泥浆就不能再用于钻井中，泥浆按物质成份分为两大类;一类是油基泥浆，另一类是水基泥浆，这种废泥浆液体对生态环境有一定的危害性，它的危害方式，主要是以运移扩散污染为基本特征，如果不进行妥善处理，就会出现自身流动或水流冲蚀携带走，给井场周围造成大面积污染，为此，怎样妥善处理废泥浆是钻井工作高度重视的环境保护问题。
目前，在钻井工作中处理废泥浆的方法主要有;就地容器存放，挖坑掩埋，就地排放等，也曾有个别的地区采用多种化工材料，如硅酸盐水泥，珍珠岩粉，胶岭石粘土等，在井场配合对废泥浆进行固化处理，它的不足之处是配方适用性差，工艺复杂，工序繁多。由于受井场有限条件的制约，施工也十分困难，甚至出现有的无法正常施工，而且常因配方及工艺的差异造成废泥浆长期不能形成固体的现象，致使被水流冲蚀，或者成为固体，但无抗水性仍被冲蚀的问题，起不到固化防治废弃水基泥浆污染的作用。
本发明的目的是提供一种钻井废泥浆固体剂及其生产方法，应用本方法生产的产品，能够广泛适用于各种钻井废泥浆，只需按一定比例量直接加入废泥浆中，废泥浆就能在短时间内失去流动性，进而形成稳定的抗水固体，限制有害物质的扩散和迁移，起到保护生态环境的目的。
本发明钻井废泥浆固化剂及其生产方法的构思是以硅酸盐如硅酸盐水泥熟料，硅酸钠，硫酸盐如硫酸铝、明矾，调整剂如碳酸钠和吸附剂如木炭为原料，通过烘干表面吸附水后在破碎机中进行破碎，要求颗粒直径小于10mm，然后再在均化器中充分均化，然后转入球磨机中进行粉磨，控制细度(用0.074mm的方孔筛筛余量)不大于7%而制成产品。
由
图1本产品分三道工序完成1、硅酸盐乙采用固体硅酸钠，硫酸盐甲采用硫酸铝，硫酸盐乙采用明矾，吸附剂采用木炭分别在热风干燥器内通过105～110℃的热风进行干燥，工序检验表面吸附水不大于1%合格后，转入下道工序。
2、硅酸盐甲采用硅酸盐熟料按质量比为0.7600～0.8350的比例，硅酸盐乙采用固体硅酸钠按质量比为0.085～0.1500的比例，硅酸盐甲采用硫酸铝按质量比为0.0350～0.0600的比例，硫酸盐乙采用明矾按质量比为0.0100～0.0170的比例，碳酸盐采用碳酸钠按质量比为0.0010～0.0040的比例，吸附剂采用木炭按质量比为0.0100～0.0250的比例投入破碎机中破碎达到直径不大于10mm后，进入均化器中进行充分均化，粒料混合均匀后转入下道工序。
3、粒料进入球磨机进行粉磨，调整球磨机工作参数使出磨粉料细度为0.42mm，即40目标准筛分析时无筛余量，以0.074mm即200目标准筛分析时其筛余量不大于7%，即成为合格产品。
该产品的使用是在废泥浆中根据其固相含量的高低直接混合加入10～35%，十分钟内失去流动性，24小时胶结硬度不小于36KPa，浸取水含油量小于20mg/L，化学耗氧量小于200mg/L，色度小于100倍。
本发明钻井废泥浆固化剂及其生产方法的效果是应用复配协同原理，采用无水硅酸盐为主体的胶结剂，配入硫酸盐作为快速凝聚剂，木炭作为吸附剂，碳酸钠作为调整剂进行严格的工艺均化粉磨而制成固化剂，这种固化剂用于固化废泥浆从音26号井·音21号井，赵1号井的的现场使用证明，本产品具有固化作用快的优点，能够达到在废泥浆中根据其固相含量的高低直接混合加入10～35%的固化剂，就能在10分钟内废泥浆便失去流动性，24小时后能承受成人体重的效果;2、具有抗水稳定性强的性能，经固化处理的废泥浆在流水中，长期浸泡不变形，不分裂;3、浸取水质符合油田废水排放标准。在固化前废泥浆冲释水含油量为2.5×104～4.2×104mg/L。化学耗氧量为980～8300mg/L，含铬量为0.11～0.13mg/L游离酚0.10mg/L，色度1.37×103～1.56×104倍，存在着有害成份严重超标。经本产品固化后，水中含油量降至0.20～7.6mg/L，化学耗氧量降至26.2～198mg/L，含铬量降至小于0.001mg/L，游离酚降至小于0.01mg/L，色度降至35～80倍，符合国家环保法规要求的油田废水排放水质指标;4、具有使用方便，固化程序简单的特点，只需将固化剂按一定比例量直接加到废泥浆中混合后，即能见到固化的效果。
图1是废泥浆固化剂及其生产方法的工艺流程示意图;
图2是图1中烘干工艺的流程图;
图3是图1中破碎均化的工艺流程图;
图4是图1中粉磨工艺流程图;
图5是本发明的现场工艺流程图。
本发明钻井废泥浆固化剂及其生产方法的实施例是生产1000kg废泥浆固化剂产品的工艺流程(图5)，原料配方分三道工序完成一、由图2烘干工序的步骤是采用固体硅酸钠(模数为2.2～2.5，密度为2.2～2.3g/cm3)，水合硫酸铝(工业纯)，水合铵明矾，杂木炭等四种原料，分别送入热风干燥器内在105～110℃的热风条件下烘干至表面吸附水含量不大于1%时，转出各原料分别置放于物料防潮库内备用。
二、由图3配料与破碎均化工序步骤是分别称取烘干的固体硅酸钠按最佳质量比0.0980为98kg;称取烘干的硫酸铝按最佳质量比0.0550为55kg;称取烘干的铵明矾按最佳质量比0.0150为15kg;称取烘干的杂木炭按最佳质量比0.0100为10kg;称取硅酸盐水泥熟料按最佳质量比0.8180为818kg;称取碳酸钠按最佳质量比0.0040为4kg，经配料器进入破碎机进行破碎后，粒度达到不大于10mm，然后转入均化器进行充分混合均化，由密封输送机甲输送至下道工序。
三、由图4均化的粒料由给料机控制给料速度送入球磨机进行磨制，出磨物料通过筛选器筛选，其中直径大于0.42mm的粗物料由密封输送机丙返输至均化器;直径小于0.42mm的粉料(由40目筛的过筛物)进行细度分析，细度指标是0.074mm(200目)方孔筛筛余量不大于7%，若达不到该细度指标时，则调整球磨机的工作参数，包括调整磨机的转速，一仓钢球和二仓钢段的级配，填充率，给料速度等，工作参数一次调整确定后，产品细度就能达到上述要求，如果运转一定周期后出现失调时，可进行再调整钢球、钢段，从而达到固化物坍落度不大于10mm，胶结硬度(24小时)不小于36KPa，浸取水含油量不大于20mg/L，化学耗氧量(COD)不大于200mg/L，色度不大于100倍。
成品由密封输送机2输送到包装机上，用防潮袋包装入库形成产品。
权利要求
1.一种钻井废泥浆固化剂及其生产方法，由硅酸盐、硫酸盐、调整剂、吸附剂组成，其特征是固体硅酸钠按质量比为0.0850～0.1500的比例，硅酸盐熟料按质量比为0.7600～0.8350的比例，硫酸铝按质量比为0.0350～0.0600的比例，明矾按质量比为0.0100～0.0170的比例，木炭按质量比为0.0100～0.0250的比例，碳酸钠按质量比为0.0010～0.0040的比例进行配方，通过破碎，均化、粉磨至细度为0.42mm的方孔筛无筛余，0.074mm方孔筛的筛余量不大于7%而制成成固化剂产品。
2.根据权利要求1所述的废泥浆固化剂产品，其特征是配方中固体硅酸钠的最佳质量比为0.0980，硅酸盐熟料的最佳质量比为0.8180，硫酸铝的最佳质量比为0.0550，明矾的最佳质量比为0.0150，木炭的最佳质量比为0.0100，碳酸钠的最佳质量比为0.0040。
3.根据权利要求1所述的废泥浆固化剂产品，其特征是本固化剂用于在废泥浆中根据其固相含量的高低直接混合加入10～35%。
全文摘要
本发明公开了一种钻井废泥浆固化剂及其生产方法，采用硅酸盐、硫酸盐、吸附剂和调整剂为原料，通过烘干、破碎、均化、粉碎至一定的细度而制成，本产品在废泥浆中根据其固相含量的高低直接混合加入10～35％后，废泥浆能够在10分钟内失去流动性，24小时内胶结硬度不小于36KPa，浸取水含油量不大于20mg/l，COD不大于200mg/l，色度不大于100倍。具有使用方便，固化快的效果和抗水稳定性强的特点，用于固化水基废泥浆有显著的环境保护作用。
文档编号E21B43/29GK1075978SQ93110918
公开日1993年9月8日 申请日期1993年3月20日 优先权日1993年3月20日
发明者张兴礼, 李德贵, 周仿良, 林学文 申请人:川西南矿区油田化学技术开发公司