钻井污水及尾气联合处理装置和处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻井污水及尾气联合处理装置，包括通过水管依次连接的沉淀池、电化学污水处理装置、清水池、清水泵、尾气处理进水阀、尾气处理控制装置、尾气处理筒和排水阀，排水阀的出水口与沉淀池的进水口连接。本发明还公开了一种钻井污水及尾气联合处理方法，包括以下步骤：将污水通过电化学污水处理装置处理后得到清水；将清水引入尾气处理控制装置的水管内；尾气处理控制装置处于尾气处理模式或水液蒸发模式，将清水引入尾气处理筒内喷出为尾气净化、降温，并将废水引入电化学污水处理装置再循环或将清水蒸发。通过本发明，显著减少了钻井污水量，消除了井场尾气的粉尘排放；完全消除了钻井废水的排放，具有显著的节能减排意义。
【专利说明】钻井污水及尾气联合处理装置和处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻井污水和尾气的处理装置和处理方法，尤其涉及一种钻井污水及尾气联合处理装置和处理方法。
【背景技术】 [0002]现有钻井污水可通过化学处理和电化学处理方法进行深度连续处理，但不论处理结果如何，都不能向井场处排放，必须将废水运至指定地点进行排放，要满足现有钻井工艺对废水回用的要求，必须加大井场沉淀池容量，加大了井场征地量，在提高成本的同时，加大了环境污染面积。现有井场动力柴油机组粉尘排放较大，普通的尾气处理效果差、导致柴油机背压升高、油耗升高，采用喷淋处理方法效果好，但由于产生废水量大，导致了新的环境污染问题，因此井场通常不采用尾气处理。
[0003]综上，现有钻井污水和尾气还没有任何能够同时处理的装置和方法，使钻井行业的低排放、低污染发展进程受到很大的制约，不符合节能减排的大趋势要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低排放、低污染的钻井污水及尾气联合处理装置和处理方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0006]本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置，包括沉淀池、电化学污水处理装置、清水池、清水泵、尾气处理进水阀、尾气处理控制装置、尾气处理筒和排水阀，所述沉淀池的出水口通过污水管与所述电化学污水处理装置的入水口连接，所述电化学污水处理装置的出水口通过第一清水管与所述清水池的入水口连接，所述清水池的出水口通过第二清水管与所述清水泵的入水口连接，所述清水泵的出水口通过第三清水管与所述尾气处理控制装置的进水口连接，所述尾气处理装置的出水口通过第四清水管与所述尾气处理筒内上部的喷嘴连接，所述尾气处理筒下部的出水口通过排水管与所述沉淀池的入水口连接，所述尾气处理进水阀安装于所述第三清水管上，所述排水阀安装于所述排水管上；所述尾气处理筒下部的尾气入口与所述钻井场地的尾气产生装置的尾气排放口连接。
[0007]上述系统中，污水首先经过电化学污水处理装置进行净化处理，然后将净化后的清水引入尾气处理筒，对尾气进行净化和降温处理，再将废水排入沉淀池循环利用。在此过程中，钻井场地的污水被循环利用，不用另取清水用于尾气处理；尾气的高温将清水蒸发， 解决了井场废水排放的问题。
[0008]作为优选，所述联合处理装置还包括岩屑池，所述岩屑池的入料口与所述清水池的废料出口连接；进一步，所述联合处理装置还包括渣液池和隔油池，所述渣液池的出水口和所述隔油池的出水口均通过所述污水管与所述电化学污水处理装置的入水口连接；更进一步，所述联合处理装置还包括泥浆罐、泥浆储备罐和配浆阀，所述泥浆罐的出口与所述沉淀池的入口连接，所述泥浆储备罐的入水口通过第五清水管与所述清水泵的出水口连接，所述配浆阀安装于所述第五清水管上。
[0009]具体地，所述钻井场地的尾气产生装置包括动力柴油机和/或柴油发电机。
[0010]为了形成自动控制系统，所述尾气处理进水阀和所述排水阀均为电磁阀，所述尾气处理进水阀的控制端和所述排水阀的控制输入端分别与所述尾气处理控制装置的控制输出端连接。
[0011]本发明所述钻井污水及尾气联合处理方法，包括以下步骤:
[0012](1)将所述钻井场地的污水集中引入电化学污水处理装置中进行电化学处理，并将处理过的水排入清水池，得到清水；
[0013](2)将清水池中的清水用清水泵泵入清水管，由尾气处理控制装置控制清水管上的尾气处理进水阀的开关；
[0014](3)当尾气处理控制装置处于尾气处理模式时，清水进入尾气处理筒内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒的底部，落入尾气处理筒底部的水经过排水管进入沉淀池，再由沉淀池进入电化学污水处理装置进行循环处理；同时，尾气处理筒下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并蒸发少量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式适用于所述钻井场地的水量未超标的情况；
[0015](4)当尾气处理控制装置处于水液蒸发模式时，尾气处理进水阀开启，尾气处理筒下部的排水管上的排水阀关闭，清水进入尾气处理筒内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒的底部，落入尾气处理筒底部的水无法排泄，聚集于尾气处理筒的底部； 同时，尾气处理筒下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并由于与水液充分接触而蒸发大量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式下适用于所述钻井场地的水量超标的情况；
[0016](5)钻井结束后，按上述步骤(4)的方法处理，直至将清水烧干，消除井场废水排放。
[0017]具体而言，所述步骤(1)中，将所述钻井场地的污水集中引A电化学污水处理装置的方法，可以采用将沉淀池、隔油池和渣液池合并再通过安装低位连通管的方法，也可采用不设隔油池和渣液池而仅设沉淀池的方法，还可采用将沉淀池、隔油池和渣液池中的污水同时泵入至电化学污水处理装置的方法。
[0018]所述步骤(1)中，电化学污水处理装置的水处理时间，以保证清水池内的清水满足供应量或水满为标准。
[0019]进一步，所述步骤(2 )中，清水管还通过分支管将清水送入所述钻井场地的泥浆储备罐内，用于配浆。
[0020]本发明的有益效果在于:
[0021]通过本发明，钻井场地的污水被循环用于尾气处理，同时利用尾气的高温将清水蒸发，不用排泄井场废水，在显著减少钻井污水量、消除井场尾气的粉尘排放的同时，还完全消除了钻井废水的排放，使钻井行业的低排放、低污染成为事实，具有显著的节能减排意义；本发明还具有操作性强、设备可循环利用的优点，便于大范围推广，从而推动整个钻井行业在节能环保领域深入发展。【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置的结构示意图之一；
[0023]图2是本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置的结构示意图之二 ；
[0024]图3是本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置的结构示意图之三。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步具体描述:
[0026]实施例1:
[0027]如图1所示，本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置，包括泥浆罐12、沉淀池 23、渣液池16、隔油池15、电化学污水处理装置25、清水池21、岩屑池22、清水泵18、尾气处理进水阀6、尾气处理控制装置5、尾气处理筒3、排水阀2、泥浆储备罐11和配浆阀14，泥浆罐12的出口与沉淀池23的入口连接，沉淀池23的出水口、渣液池16的出水口和隔油池15 的出水口均通过污水管24与电化学污水处理装置25的入水口连接，电化学污水处理装置 25的出水口通过第一清水管26与清水池21的入水口连接，岩屑池22的入料口与清水池 21的废料出口连接，清水池21的出水口通过第二清水管17与清水泵18的入水口连接，清水泵18的出水口通过第三清水管8与尾气处理控制装置5的进水口连接，尾气处理装置5 的出水口通过第四清水管4与尾气处理筒3内上部的喷嘴(图中未示出)连接，尾气处理筒 3下部的出水口通过排水管7与沉淀池23的入水口连接，尾气处理进水阀6安装于第三清水 管8上，排水阀2安装于排水管7上；尾气处理筒3下部的尾气入口与所述钻井场地的尾气产生装置即动力柴油机10的尾气排放口连接；泥浆储备罐11的入水口通过第五清水管 20与清水泵18的出水口连接，配浆阀14安装于第五清水管20上；尾气处理进水阀6和排水阀2均为电磁阀，尾气处理进水阀6的控制端和排水阀2的控制输入端分别与尾气处理控制装置5的控制输出端连接(该结构图中未示出)。
[0028]图1中还示出了钻台I和机房9，沉淀池23的上部还安装有污水液位仪13，清水池21的上部还安装有清水液位仪19。上述结构中，尾气处理筒3、尾气处理筒3内的喷嘴、 排水阀2、动力柴油机10均为三个(也可为四个)，排水管7的上段则分为三根支管(也可为四根)，下段合为一根总管。
[0029]实施例2:
[0030]如图2所示，本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置，包括泥浆罐12、沉淀池 23、渣液池16、隔油池15、电化学污水处理装置25、清水池21、岩屑池22、清水泵18、尾气处理进水阀6、尾气处理控制装置5、尾气处理筒3、排水阀2、泥浆储备罐11和配浆阀14，泥浆罐12的出口与沉淀池23的入口连接，沉淀池23的出水口、渣液池16的出水口和隔油池15 的出水口均通过污水管24与电化学污水处理装置25的入水口连接，电化学污水处理装置 25的出水口通过第一清水管26与清水池21的入水口连接，岩屑池22的入料口与清水池 21的废料出口连接，清水池21的出水口通过第二清水管17与清水泵18的入水口连接，清水泵18的出水口通过第三清水管8与尾气处理控制装置5的进水口连接，尾气处理装置5 的出水口通过第四清水管4与尾气处理筒3内上部的喷嘴(图中未示出)连接，尾气处理筒 3下部的出水口通过排水管7与沉淀池23的入水口连接，尾气处理进水阀6安装于第三清水管8上，排水阀2安装于排水管7上；尾气处理筒3下部的尾气入口与所述钻井场地的尾气产生装置即柴油发电机29的尾气排放口连接；泥浆储备罐11的入水口通过第五清水管 20与清水泵18的出水口连接，配浆阀14安装于第五清水管20上；尾气处理进水阀6和排水阀2均为电磁阀，尾气处理进水阀6的控制端和排水阀2的控制输入端分别与尾气处理控制装置5的控制输出端连接(该结构图中未示出)。
[0031]图2中还示出了钻台1、电控房27和发电机房28，沉淀池23的上部还安装有污水液位仪13，清水池21的上部还安装有清水液位仪19。上述结构中，尾气处理筒3、尾气处理筒3内的喷嘴、排水阀2、柴油发电机29和发电机房28均为四个(也可为三个)，排水管7 的上段则分为四根支管(也可为三根)，下段合为一根总管。
[0032]实施例3:
[0033]如图3所示，本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置，包括泥浆罐12、沉淀池 23、电化学污水处理装置25、清水池21、岩屑池22、清水泵18、尾气处理进水阀6、尾气处理控制装置5、尾气处理筒3、排水阀2、泥浆储备罐11和配浆阀14，泥浆罐12的出口与沉淀池23的入口连接，沉淀池23的出水口通过污水管24与电化学污水处理装置25的入水口连接，电化学污水处理装置25的出水口通过第一清水管26与清水池21的入水口连接，岩屑池22的入料口与清水池21的废料出口连接，清水池21的出水口通过第二清水管17与清水泵18的入水口连接，清水泵18的出水口通过第三清水管8与尾气处理控制装置5的进水口连接，尾气处理装置5的出水口通过第四清水管4与尾气处理筒3内上部的喷嘴(图中未示出)连接，尾气处理筒3下部的出水口通过排水管7与沉淀池23的入水口连接，尾气处理进水阀6安装于第三清水管8上，排水阀2安装于排水管7上；尾气处理筒3下部的尾气入口与所述钻井场地的尾气产生装置即动力柴油机10的尾气排放口连接；泥浆储备罐11的入水口通过第五清水管20与清水泵18的出水口连接，配浆阀14安装于第五清水管20上；尾气处理进水阀6和排水阀2均为电磁阀，尾气处理进水阀6的控制端和排水阀 2的控制输入端分别与尾气处理控制装置5的控制输出端连接(该结构图中未示出)。
[0034]图3中还示出了钻台I和机房9，清水池21的上部还安装有清水液位仪19。上述结构中，尾气处理筒3、尾气处理筒3内的喷嘴、排水阀2、动力柴油机10均为三个(也可为四个)，排水管7的上段则分为三根支管(也可为四根)，下段合为一根总管。
[0035]上述实施例只列出了本发明所述钻井污水及尾气联合处理装置的部分具体结构， 在此基础上还有很多组合结构，均属于本发明专利的保护范畴，在此不一一列举。
[0036]下面以一个7000米机械钻机场地的污水和尾气处理为例，对本发明所述钻井污水及尾气联合处理方法进行具体描述:
[0037]如图3所示，本发明所述钻井污水及尾气联合处理方法，包括以下步骤:
[0038](I)保留沉淀池23，取消隔油池和渣液池，沉淀池23容量为800m3左右，井场污水减少容量400m3左右；
[0039](2)将沉淀池23内的污水引入电化学污水处理装置25中进行电化学处理，并将处理过的水排入清水池21，得到清水，将处理后分离的浮渣吸入到岩屑池22中，电化学污水处理装置为高频脉冲电化学污水处理装置，处理量为5吨/小时，电化学污水处理装置25 的水处理时间，以保证清水池21内的清水满足供应量或水满为标准；
[0040](3)将清水池21中的清水用清水泵18泵入第三清水管8和第五清水管20,第五清水管20内的清水用于送入泥浆储备罐11内配浆，紧急情况下，泥浆储备罐仍可从井场高架水罐供水，第三清水管8内的清水在尾气处理进水阀6开启的情况下进入尾气处理控制装置5内；
[0041](4)当尾气处理控制装置5处于尾气处理模式时，尾气处理进水阀6和尾气处理筒 3下部的排水管7上的排水阀2均开启，清水进入尾气处理筒3内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒3的底部，落入尾气处理筒3底部的水经过排水管7进入沉淀池23，再由沉淀池23进入电化学污水处理装置25进行循环处理；同时，尾气处理筒3下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并蒸发少量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式适用于所述钻井场地的水量未超标的情况；
[0042](5)当尾气处理控制装置处于水液蒸发模式时，尾气处理进水阀6开启，尾气处理筒3下部的排水管7上的排水阀2关闭，清水进入尾气处理筒3内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒3的底部，落入尾气处理筒3底部的水无法排泄，聚集于尾气处理筒3的底部；同时，尾气处理筒3下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并由于与水液充分接触而蒸发大量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式下适用于所述钻井场地的水量超标的情况；
[0043](6)钻井结束后，按上述步骤(4)的方法处理，直至将清水烧干，消除井场废水排放。
【权利要求】
1.一种钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：包括沉淀池、电化学污水处理装置、清水池、清水泵、尾气处理进水阀、尾气处理控制装置、尾气处理筒和排水阀，所述沉淀池的出水口通过污水管与所述电化学污水处理装置的入水口连接，所述电化学污水处理装置的出水口通过第一清水管与所述清水池的入水口连接，所述清水池的出水口通过第二清水管与所述清水泵的入水口连接，所述清水泵的出水口通过第三清水管与所述尾气处理控制装置的进水口连接，所述尾气处理装置的出水口通过第四清水管与所述尾气处理筒内上部的喷嘴连接，所述尾气处理筒下部的出水口通过排水管与所述沉淀池的入水口连接，所述尾气处理进水阀安装于所述第三清水管上，所述排水阀安装于所述排水管上；所述尾气处理筒下部的尾气入口与所述钻井场地的尾气产生装置的尾气排放口连接。
2.根据权利要求1所述的钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：所述联合处理装置还包括岩屑池，所述岩屑池的入料口与所述清水池的废料出口连接。
3.根据权利要求1或2所述的钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：所述联合处理装置还包括渣液池和隔油池，所述渣液池的出水口和所述隔油池的出水口均通过所述污水管与所述电化学污水处理装置的入水口连接。
4.根据权利要求1或2所述的钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：所述联合处理装置还包括泥浆罐、泥浆储备罐和配浆阀，所述泥浆罐的出口与所述沉淀池的入口连接，所述泥浆储备罐的入水口通过第五清水管与所述清水泵的出水口连接，所述配浆阀安装于所述第五清水管上。
5.根据权利要求1所述的钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：所述钻井场地的尾气产生装置包括动力柴油机和/或柴油发电机。
6.根据权利要求1所述的钻井污水及尾气联合处理装置，其特征在于：所述尾气处理进水阀和所述排水阀均为电磁阀，所述尾气处理进水阀的控制端和所述排水阀的控制输入端分别与所述尾气处理控制装置的控制输出端连接。
7.一种钻井污水及尾气联合处理方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将所述钻井场地的污水集中引入电化学污水处理装置中进行电化学处理，并将处理过的水排入清水池，得到清水；(2)将清水池中的清水用清水泵泵入清水管，由尾气处理控制装置控制清水管上的尾气处理进水阀的开关；(3)当尾气处理控制装置处于尾气处理模式时，尾气处理进水阀和尾气处理筒下部的排水管上的排水阀均开启，清水进入尾气处理筒内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒的底部，落入尾气处理筒底部的水经过排水管进入沉淀池，再由沉淀池进入电化学污水处理装置进行循环处理；同时，尾气处理筒下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并蒸发少量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式适用于所述钻井场地的水量未超标的情况；(4)当尾气处理控制装置处于水液蒸发模式时，尾气处理进水阀开启，尾气处理筒下部的排水管上的排水阀关闭，清水进入尾气处理筒内并经喷嘴喷出，喷出的水液由上而下落入尾气处理筒的底部，落入尾气处理筒底部的水无法排泄，聚集于尾气处理筒的底部；同时，尾气处理筒下部尾气入口的高温尾气上升，尾气中的粉尘溶入水中或被水带走，尾气被净化和降温，并由于与水液充分接触而蒸发大量水分为水蒸气汽，水蒸气与净化后的尾气一起排至大气中；此模式下适用于所述钻井场地的水量超标的情况；(5)钻井结束后，按上述步骤（4)的方法处理，直至将清水烧干，消除井场废水排放。
8.根据权利要求7所述的钻井污水及尾气联合处理方法，其特征在于：所述步骤（1) 中，将所述钻井场地的污水集中引入电化学污水处理装置的方法，可以采用将沉淀池、隔油池和渣液池合并再通过安装低位连通管的方法，也可采用不设隔油池和渣液池而仅设沉淀池的方法，还可采用将沉淀池、隔油池和渣液池中的污水同时泵入至电化学污水处理装置的方法。
9.根据权利要求7所述的钻井污水及尾气联合处理方法，其特征在于：所述步骤（1) 中，电化学污水处理装置的水处理时间，以保证清水池内的清水满足供应量或水满为标准。
10.根据权利要求7所述的钻井污水及尾气联合处理方法，其特征在于：所述步骤（2) 中，清水管还通过分支管将清水送入所述钻井场地的泥浆储备罐内，用于配浆。
【文档编号】C02F1/46GK103570104SQ201210271308
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月1日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】谭刚强, 王豫, 赵淑兰, 严峻 申请人:成都泰瑞美科技有限公司