一种钻井废弃物全收集不落地无害化处理的工艺及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种油气田钻井废弃物不落地无害化处理新技术，包括废弃物不落地全收集并破胶脱稳处理、固液分离处理及无害化处理于一体的新工艺技术和成套设备。
【背景技术】
[0002]油气田钻井作业是一种高污染行业，主要污染物来源为废泥浆、钻肩和完井液。废弃泥浆是复杂的多相稳定胶态悬浮体系，成份极为复杂，主要由粘土、加重材料、各种化学处理剂、水、油及岩肩组成。随着钻井液技术进步特别是合成高分子化学的发展，一大批新型合成高聚物出现并用于钻井液的助剂，使得废弃泥浆的组成变得越来越复杂，这些污染物的主要特点是固含量高，黏度高、极难固液分离。同时，水溶性COD值高，盐含量高，色度大，这就给废弃物的无害化处理带来极大困难，如不处理或处理不当会给土壤、地表水、地下水、耕地、沙漠植被等造成十分严重的环境污染。
[0003]过去，在钻井现场需修建3?5个泥浆池用于储存或固化填埋。这种方式存在以下问题:
(I)修建泥浆池需大量的资金投入。一是征地费或租赁费，二是修建费。
[0004](2)环境安全隐患多。①由于没有采取有效的处理，这些高危污染物及浸出液会对土壤、地表水、地下水等将产生严重的污染;②转运不及时或遭遇暴雨、山洪袭击，大量废弃物溢出池外，流入地表、地下、农田及河流，会给当地的生态造成严重的危害。
[0005](3)由于没有减量化，大量的废弃物需要更多的运输车辆，运输的费用也让企业越来难以承受，同时，运输途中因交通事故或密封不严会导致环境安全风险。
[0006](4)周边农民的禽畜等经常掉入泥浆池，导致开采部门与当地农民纠纷不断。
[0007]现在，特别是从2015年I月I日起新环保法开始执行，油气开采部门也很高度重视钻井废弃物的环保治理，大规模推广随钻不落地处理以减少或消除钻井废弃物对环境的污染。但是，近一年来，从国内新疆、大庆、内蒙、陕北、四川等几大油气开发区块来看，随钻不落地处理实在令人担扰，可以用“鱼木混珠”来形容。在内蒙乌审旗区块，有十多个钻井现场采用的不落地处理，其工艺技术十分落后，那就是采用螺旋输送机加以简单收集后输送至振动筛或甩干机，再通过压滤机或离心机进行简单的固液分离，其处理效果非常差，井场满地都是废泥浆，较过去的泥浆池对环境污染更严重，不落地处理形同虚设。就其原因，①忽视废弃物的收集;②只重视纯机械物理处理，轻视破胶脱稳化学处理的重要性。目前这些不落地处理装置就是将传统的螺旋输送机、砂浆栗、振动筛、甩干机、离心机、压滤机等设备简单地凑拼在一起，技术含量极低，且能耗非常高。对于复杂的泥浆体系(如聚磺泥浆)仅靠上述这些简单设备的物理作用是根本无法实现固液分离的，更不能达到减量化和无害化处理了。
[0008]总之，目前的随钻不落地处理技术和设备存在很多不规范现象，成熟适用、经济高效的处理工艺技术和装备尚未形成，严重制约了油气开采的正常进行。
[0009]因此，为了保证油气田钻探开发的可持续发展，保护当地生态环境和地下水资源，迫切需要研制开发一套废弃物收集完全、固液分离彻底、无害化处理达标的先进工艺技术，并且操作方便、适应性强、连续运行、稳定可靠的随钻不落地装置。
【发明内容】
[0010]本发明目的是，用来弥补现有工艺技术和设备的不足，而一种钻井废弃物全收集不落地无害化处理的工艺及装置，可以使钻井废弃物能够真正实现全收集不落地无害化处理，它克服了目前囯内外其它的工艺技术对废弃物收集不完全、固液分离不彻底、处理后的钻井废弃物难以达到减量化、无害化及清洁生产要求等缺点。钻井废弃物通过高位收集装置和低位收集装置进行收集的同时并进行破胶脱稳处理，通过干燥振动筛(或甩干机)和压滤机分别进行固液分离处理，通过ALLU筛分破碎搅拌铲斗(或螺旋搅拌机)进行固相物的无害化修复处理。
[0011 ]钻井废弃物经全收集到处理设备后，彻底避免废弃物抛洒流入地面，杜绝了跑浆现象的发生，杜绝了钻井废弃物对井场和周边环境的污染，真正实现废弃物不落地处理，从而实现井场“不挖坑、不落地、无害化”等清洁生产目的；在收集的同时并进行破胶脱稳处理，可以无需另设破胶脱稳处理装置，废弃物经破胶脱稳处理后更容易脱水分离，固液分离彻底，固液分离后的液相出水水质清澈透明，方便回用；固液分离后的固相物含水率低(<40%)、污染物含量较少，容易实现钻井废弃物减量化和无害化处理，使无害化修复的固相物其浸出液达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)—级排放标准。同时，使处理工艺流程简化，降低了设备投入和能耗，废水可循环利用(配制泥浆或压裂液)，固相物可资源再利用(作建材原料制砖或用于井场地面和道路的铺筑)、安全填埋、土壤复耕等。
[0012]钻井废弃物全收集不落地无害化处理工艺的成套装置，具体包括:
高位收集装置、低位收集装置、一级固液分离设备、二级固液分离设备、固相物无害化处理装置及输送栗等。高位收集装置与低位收集装置之间是通过一级固液分离装置(干燥振动筛)连接;高位收集装置的出口端(即高端)位于一级固液分离设备(干燥振动筛)之上，废弃物由上而下自由下落;一级固液分离设备(干燥振动筛)位于低位收集装置之上。一级固液分离处理后的液相物流入低位收集装置中，一级分离后固相物通过皮带输送装置转送至固相物无害化处理单元，再由ALLU筛分破碎搅拌铲斗对其进行筛分、破碎、搅拌、曝气等作业;低位收集装置与二级固液分离设备通过泥浆专用提升栗连接，分离后的液相通过管道、栗进入液相贮存罐，二级分离后的固相物也通过皮带输送装置转送至固相物无害化处理单元，再由ALLU筛分破碎搅拌铲斗对其进行筛分、破碎、搅拌、曝气等作业。
[0013]本发明设备结构简单、撬装模块化设计、操作灵活方便、占地少、投资省，可极大地提高油气田钻井废弃物全收集不落地无害化处理的效率、规范性和便捷性，并便于钻井废弃物不落地无害化处理技术的推广和应用。
[0014]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种钻井废弃物全收集不落地无害化处理的工艺，包括以下几个步骤:
1、钻井废弃物的全收集并破胶脱稳处理。无论是从振动筛、水力旋流器、离心机等固控装置出来的废弃物，还是从清罐、修栗、录井队洗沙、方井、液气分离器等地产生的废弃物，都全部收集到先进的收集处理系统中。收集系统有高位收集装置和低位收集装置。
[0015]高位收集装置有较宽阔高大的收集槽体，收集槽体边缘直接靠近振动筛、水力旋流器、离心机等固控装置废弃物的出口处，使废弃物零距离全部流入槽内。由于有较宽阔高大的收集槽体，废弃物不易抛出槽体外而落到地面。高位收集装置内有加药设备、搅拌设备和螺旋输送设备等，在螺旋输送机的螺旋叶片上再设计安装了搅拌叶片，使搅拌更充分、均匀。废弃物在收集的同时，还可以进行边加药边搅拌等破胶脱稳处理，还可以将废弃物进行输送，这是本工艺技术有别于其它工艺技术最突出创新的特点之一。经收集破胶处理后的废弃物再通过螺旋输送设备输送到低位收集装置的振动筛上进行固液初级分离处理或直接输送至固液分离单元。
[0016]低位收集装置有干燥振动筛、搅拌机、加药设备、泥浆专用提升栗等设备。从高位收集装置收集的钻肩中，含有较坚硬的如卵石等大颗粒物质，且固含量极高，通过振动筛进行初级固液分离(破胶脱稳预处理后的钻肩，分离效果好)。分离后的固相物进入无害化处理单元，液相进入低位收集装置内。低位收集装置上也有加药设备、搅拌机，可以对低位收集的废弃物和高位收集的液相物进行破胶脱稳处理；同时搅拌机还可方便破胶处理和预防废弃物沉淀;低位收集装置上还有专用泥浆提升栗。低位收集装置不仅可以替代过去传统的低位收集罐，而且还具有破胶脱稳、固液分离功能。
[0017]收集装置彻底避免了废弃物流入地面，减少了废弃物的流经环节，真正实现废弃物不落地处理，彻底杜绝钻井废弃物对井场环境的污染，从而实现井场“不挖坑、不落地、无害化”等清洁生产目的。同时，降低了栗类的更换频率。降低了后续固液分离设备(如压滤机等)的处理负荷，使栗类、压滤机等设备使用寿命延长，降低了能耗。
[0018]2、破胶脱稳、固液分离处理。从振动筛、水力旋流器、离心机等固控装置出来的废弃物，在高位收集装置里