专利名称：石油钻井废泥浆无害化环保固化剂及其生产方法
技术领域：
本发明涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种用于对石油钻井废泥浆进行 环保固化的处理剂，适用于各种钻井废泥浆的固化处理。
技术背景油田完成钻井作业后，大量的钻井废泥浆露天堆放在泥浆池中，会不断造成 废弃物的渗漏和溢出，对周围环境的土壤、大气、地表水和地下水造成严重污染， 尤其是废弃泥浆中的重金属及其化合物，会给人类带来严重的潜在危害。很长一 段时间里，由于废弃钻井液存在着分散性(散布在各个钻井点)、隐蔽性(不像 污油和污水更容易直观察觉)等特点，其污染防治与综合治理没有引起人们的足 够重视。近年来，人们对钻井废泥浆污染环境有了深刻的认识，钻井废泥浆与污 油、污水一样，是油田生产的三大公害之一，其主要表现有三 一是废弃钻井液 在自然状态下难以降解，会造成周边地区土壤板结，土地盐碱化，植被大量破坏 二是废弃钻井液长期累积渗透到地表下水层或随雨水外溢流入江河小溪，污染水 源，危害人民身体健康；三是废弃钻井液堆识在井场周围，占作大量耕地或草地， 使占用的土地失去使用价值，成为新的污染源。总之，由于废弃钻井液中含有大 量有毒有害物质，长期遗弃在现场就会因风吹和雨水冲刷，对周围的土地及地下水资源造成污染，并长期占用破坏土地，使土地不能尽快恢复耕种，这种状况在 人均占有耕地少及水资源日益紧张的今天尤为严重。为此，怎样妥善处理废泥浆 是石油钻井工作高度重视的环境保护问题。目前对钻井废泥浆的现场处理方法包括设置贮存池、土地耕埋、现场周围排 放、贮存池废物的固化处理等；场外处理方法包括设置中心贮存池、进行土地耕 种以及泥浆再处理。而目前最常用的方法为固化法，其基本原理是向废弃钻井液 中加入具有固结性能的固化剂，使其转化成类似混凝土的固化体，因结合其内的 有害成分，如重金属离子、有机物、油类等，可显著减小对土壤的渗滤，从而减 少对环境的影响和危害。该方法现在被认为是一种比较可靠的治理钻井废液污染 的好方法，但由于现有废泥浆固化处理剂制造成本高，需处理的钻井废泥浆数量 较大，限制了该技术的推广。专利申请号为200610044458. 2和200410035507. 7 的发明专利申请分别公开了一种钻井废泥浆固化处理剂及其固化处理方法，由于 其仍在实验阶段，实际生产中尚未应用。 发明内容本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种施工简单、对钻井废 泥浆进行固化处理效果更好的处理剂，此处理剂可使废泥浆在较短时间内失去流 动性，进而形成稳定的抗水固体，从而限制有害物质的扩散和迁移，起到保护生 态环境、节约土地的作用。本发明的另一目的是要提供一种石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的生产 方法。为实现上述目的，本发明钻井废泥浆无害化环保固化剂采用如下技术方案 它由主剂和副剂混合而成；所说的主剂是由固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠混合而成，上述各成分的重量配比为固体硅酸钠:硫酸铝:明砜:木炭:硅酸盐 水泥熟料碳酸钠=85-150:35-60:10-17:10-25:760-835: l-4;所说的副剂是由硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰混合而成，上述各成分的重量配比为硅酸盐水泥熟料:生石灰:煤灰二70-90:10-20:10-20; 上述主剂和副剂的重量配比为主剂:副剂二l: 10-11 。 上述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的生产方法包括以下步骤a. 将固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭四种原料分别送入热风干燥器内， 在105'C-110'C温度条件下烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%;b. 按照固体硅酸钠硫酸铝明矾木炭硅酸盐水泥熟料碳酸钠 二85-150:35-60:10-17:10-25:760-835:1-4的重量配比称取固体硅酸钠、硫酸铝、 明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠，投入破碎机中破碎至料粒直径不大于 10mm，然后进入搅拌釜内进行充分搅拌，物料混合均匀后转入研磨机进行粉磨， 经200目筛细度分析筛余量小于7%即为合格主剂产品；c. 按照硅酸盐水泥熟料:生石灰:煤灰=70-90:10-20:10-20重量配比称取硅 酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰，经破碎机破碎至料粒直径不大于10mm，然后 进入搅拌釜内进行充分搅拌，在施工现场将物料混合均匀即为合格副剂产品；d. 将上述主剂产品与副剂产品按1:10-11的重量配比在施工现场混合均匀。 上述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的使用方法是该固化剂的加入量为待处理废泥浆重量的15%-30%。本发明石油钻井废泥浆环保固化处理剂应用复配协同原理，充分发挥破乳 剂、固化剂、吸附剂、络合剂、调整剂的作用，使废泥浆迅速固化而达到改善环 境的目的，并且废泥浆池固化后覆土30cm-40cm后，即可用作耕地。这种固化处 理剂通过在桩西釆油厂进行的三口井现场固化处理试验证明，本产品具有固化作 用快的优点，在废泥浆中根据固相含量的高低直接混合加入15-30%的本固化处理剂，在20分钟内废泥浆便失去流动性，24小时后抗压强度大于0.65MPa，能承 受成人体重，并且具有抗水稳定性强的性能，浸出水含量小于20mg/L，化学耗氧 量小于200mg/L，色度小于100度。经黄河(渤海)钻井总公司油井实验浸取水 质化验均达到COD (mg/1) 11.5、石油类(mg/1) 8.5、总铬(mg/1) 0.5、 PH值 7.5的废水排放标准，这几口井经复土两个月，在泥浆坑表面已长满了绿油油的 杂草，三个月后可以实现覆土返耕。
图1是本发明中主剂产品的生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例一一种石油钻井废泥浆无害化环保固化剂，由主剂和副剂混合而成，所说的主 剂是由固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠混合而成， 上述各成分的重量配比为固体硅酸钠:硫酸铝明矾:木炭:硅酸盐水泥熟料:碳酸 钠=85: 60:10: 25:760:4;所说的副剂是由硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰混 合而成，上述各成分的重量配比为硅酸盐水泥熟料:生石灰:煤灰=70:20:10;上 述主剂和副剂的重量配比为主剂:副剂=1:10。上述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的生产方法，包括以下步骤a. 将固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭四种原料分别送入热风干燥器内， 在105'C-11(TC温度条件下烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%;b. 按照重量配比称取固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以 及碳酸钠，投入破碎机中破碎至料粒直径不大于10mm，然后进入搅拌釜内进行 充分搅拌，物料混合均匀后转入研磨机进行粉磨，经200目筛细度分析筛余量小于7%即为合格主剂产品；C.按照重量配比称取硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰，经破碎机破碎至料粒直径不大于10mm，然后进入搅拌釜内进行充分搅拌，在施工现场将物料混合均匀即为合格副剂产品；d.将上述主剂产品与副剂产品按1:10的重量配比在施工现场混合均匀。 上述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的使用方法，是该固化剂的加入量为待处理废泥浆重量的15%。 实施例二石油钻井废泥浆无害化环保固化剂，由主剂和副剂混合而成，所说的主剂是 由固体硅酸钠、硫酸铝、明砜、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠混合而成，上述各成分的重量配比为固体硅酸钠:硫酸铝明矾:木炭:硅酸盐水泥熟料:碳酸钠 =150:35: 17:10: 835:1;所说的副剂是由硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰混 合而成，上述各成分的重量配比为硅酸盐水泥熟料:生石灰:煤灰=90:10: 20;上 述主剂和副剂的重量配比为主剂:副剂二l :11。其生产方法同实施例一；使用时该固化剂的加入量为待处理废泥浆重量的 30%。实施例三本发明石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的生产方法，包括以下步骤a. 取固体硅酸钠(模数为2.2-2.5，密度为2.2-2.3g/cm2 )、水合硫酸铝(工 业纯)、水合铵明矾、杂木炭四种原料分别送入热风干燥器内，在105'C-11(TC温 度条件下烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%;b. 称取固体硅酸钠98kg、硫酸铝55kg、明矾15kg、木炭10kg、硅酸盐水泥熟料818 kg以及碳酸钠4 kg,经配料器进入破碎机中破碎至料粒直径不大于 10mm，然后进入搅拌釜内进行充分搅拌，物料混合均匀后转入三辊研磨机进行 粉磨，经200目筛细度分析筛余量小于7%即生产主剂产品1000 kg;c.称取硅酸盐水泥熟料8000kg、生石灰1000kg、煤灰1000kg，经破碎机破 碎至料粒直径不大于10mm，然后进入搅拌釜内进行充分搅拌，在施工现场将物 料混合均匀即生产副剂产品10000kg;d.将上述主剂产品与副剂产品在施工现场混合均匀。 施工时加入待处理废泥浆重量20%的该固化剂，将二者混合均匀。
权利要求
1. 一种石油钻井废泥浆无害化环保固化剂，由主剂和副剂混合而成，其特征在于所说的主剂是由固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠混合而成，上述各成分的重量配比为固体硅酸钠∶硫酸铝∶明矾∶木炭∶硅酸盐水泥熟料∶碳酸钠＝85-150∶35-60∶10-17∶10-25∶760-835∶1-4；所说的副剂是由硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰混合而成，上述各成分的重量配比为硅酸盐水泥熟料∶生石灰∶煤灰＝70-90∶10-20∶10-20；上述主剂和副剂的重量配比为主剂∶副剂＝1∶10-11。
2、 如权利要求1所述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的生产方法，其特 征是包括以下步骤a. 将固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭四种原料分别送入热风干燥器内， 在105'C-11(TC温度条件下烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%;b. 按照固体硅酸钠硫酸铝明矾木炭硅酸盐水泥熟料碳酸钠 =85-150:35-60:10-17:10-25:760-835:1-4的重量配比称取固体硅酸钠、硫酸铝、 明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠，投入破碎机中破碎至料粒直径不大于 lOmm，然后进入搅拌釜内进行充分搅拌，物料混合均匀后转入研磨机进行粉磨， 经200目筛细度分析筛余量小于7%即为合格主剂产品；c. 按照硅酸盐水泥熟料:生石灰:煤灰=70-90:10-20:10-20重量配比称取硅 酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰，经破碎机破碎至料粒直径不大于lOmm，然后 进入搅拌釜内进行充分搅拌，在施工现场将物料混合均匀即为合格副剂产品；d.将上述主剂产品与副剂产品按1:10-11的重量配比在施工现场混合均匀。 3、如权利要求1所述石油钻井废泥浆无害化环保固化剂的使用方法，其特 征是该固化剂的加入量为待处理废泥浆重量的15%-30%。
全文摘要
一种石油钻井废泥浆无害化环保固化剂，由主剂和副剂混合而成，所说的主剂是由固体硅酸钠、硫酸铝、明矾、木炭、硅酸盐水泥熟料以及碳酸钠按85-150∶35-60∶10-17∶10-25∶760-835∶1-4的重量配比混合而成，所说的副剂是由硅酸盐水泥熟料、生石灰以及煤灰按70-90∶10-20∶10-20的重量配比混合而成，上述主剂和副剂的重量配比为1∶10-11。本发明可使废泥浆迅速固化，在其上覆土30cm-40cm，三个月后可实现返耕，从而既保护了环境，又节省了耕地。
文档编号C04B28/00GK101234838SQ20071001344
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者鑫 王 申请人:山东寿龙环保工程科技有限公司