本发明属于钻井泥浆处理技术设备领域，尤其是涉及一种钻井泥浆处理方法及其系统。
背景技术：
：钻井泥浆是油、水、高分子聚合物、盐、添加剂、岩屑等组成的混合物，在油田开采的钻井作业中起非常重要的作用，如冷却钻头和钻屑、防止塌陷、封闭钻井、平衡地层压力、破碎岩层、夹带岩屑等。为维持钻井作业的质量，钻井泥浆要不断更换，由此产生大量含有油、重金属、高聚物等有害物质的废泥浆。钻井废泥浆以被列入危险废物，必须外运妥善处置。目前，钻井泥浆处理技术主要集中在泥浆固控和废水回用两个方面，前者仅利用振动筛、离心、压滤等物理方法结合化学混凝实现了泥浆中的水和固体颗粒分离，降低泥浆循环液中固体颗粒含量，稳定了钻井泥浆的比重；后者对产生的废水利用深度氧化和膜过滤等方法进行初步处理再用于配制新的钻井泥浆。在钻井泥浆处理过程中产生的泥浆固体废弃物却缺乏有效的处理方法，在固液分离产生的泥浆固体废物经离心、压滤等物理方法降低了水分含量，但仍然含有大量有害物质，甚至油、高聚物、重金属等有害物质主要集中在分离出的泥浆固废的胶团中。目前，固化是废泥浆常用处置方法，未经处理的废泥浆中直接加入固化剂，吸收水分凝固成固体。此方法可短期封存泥浆，但泥浆中夹带的多为可溶性污染物，存在长期渗漏污染的风险，未实现危险固体废弃物安全处置。技术实现要素：为了弥补上述气体输送物料在气压控制方面的缺陷，本发明提出一种钻井泥浆处理方法。其技术方案为一种钻井泥浆处理费方法，包括以下步骤：制备初级处理液，将泥浆配制成固体废弃物含量为5％-20％的浆液，然后将浆液用蒸汽加热到70-75℃；沉淀初级处理液，向浆液中加入2％-5％的预处理剂，搅拌均匀后静置，使一次处理液固体废弃物充分沉淀；制备二级处理液，将初级处理液沉淀后的上清液经碳过滤器过滤后排入初级废液罐，将沉淀物加水制备成固体废弃物含量为10％-20％的二级处理液；沉淀二级处理液，向二级处理液中加入5％-10％的深度处理剂，搅拌均匀后静置，使二次处理液中的固体沉淀物充分沉淀；上清液出力，上述沉淀上清液经碳滤去除固体悬浮物，排入废液储罐中等待进一步处理；三次浆化沉淀物，制成固体含量10～20％的浆液，搅拌充分混合，转移至脱水装置，钻井泥浆被充分清洗，变成洁净安全的砂土；脱水液可用于再次清洗，也可用于配制预处理剂或清洗剂。附图说明图1为本发明方法的一种实施例的流程示意图；图2为实施本发明方法的设备的一种流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。如图1所示，本发明一种实施方式。一种钻井泥浆处理方法，包括以下步骤：制备初级处理液，将泥浆配制成固体废弃物含量为5％-20％的浆液，然后将浆液用蒸汽加热到70-75℃；沉淀初级处理液，向浆液中加入2％-5％的预处理剂，搅拌均匀后静置，使一次处理液固体废弃物充分沉淀；制备二级处理液，将初级处理液沉淀后的上清液经碳过滤器过滤后排入初级废液罐，将沉淀物加水制备成固体废弃物含量为10％-20％的二级处理液；沉淀二级处理液，向二级处理液中加入5％-10％的深度处理剂，搅拌均匀后静置，使二次处理液中的固体沉淀物充分沉淀；上清液出力，上述沉淀上清液经碳滤去除固体悬浮物，排入废液储罐中等待进一步处理；三次浆化沉淀物，制成固体含量10～20％的浆液，搅拌充分混合，转移至脱水装置，钻井泥浆被充分清洗，变成洁净安全的砂土；脱水液可用于再次清洗，也可用于配制预处理剂或清洗剂。本发明的钻井泥浆综合处理系统由预处理、泥浆深度清除、泥浆清洗与脱水、废液生物处理、废液深度处理与回用五个单元组成，包括以下步骤：1)钻井泥浆预处理：首先进行再浆化，同时升高温度，从而提高泥浆中油的流通性，以及盐和高聚物等的溶解度。再利用过硫酸铵氧化作用，破坏泥浆中高分子聚合物，打破胶体结构，并结合烷基磺酸盐和聚磷酸盐的清洁作用将泥浆油性污染物从砂粒上清洗下来。2)泥浆深度清除：经过预处理的泥浆固废已清除了绝大部分油、胶和聚合物，再次补充清洗剂，二次清洗，主要去除剩余的油性不溶成份。3)泥浆清洗与脱水：经深度清洗，油性不溶成份基本去除，再用清水清洗泥浆去除残余的油、聚合物、预处理剂、清除剂等杂质。4)废水生物处理：泥浆清洗产生的废水含cod、氨氮、磷、硫酸盐、重金属污染物等，cod由油、胶、聚合物、有机物成份等贡献。通过厌氧-缺氧-好氧-碳滤的生物处理方法去除废水中的污染物。5)废水深度处理与回用：经过生物处理后，废水中主要污染物已被有效去除。然而，废水中的盐份含量仍较高，要利用纳滤膜法去除盐分，达到废水回用标准。为保护纳滤膜过滤系统，经生物处理的废水需先进行臭氧深度氧化，提高水质。进一步地，本发明的具体流程如下：(1)随钻固液分离产生的固废，根据污染物含量，再浆化成固体含量5～20％的浆液，加热温度升至70～75℃。(2)在浆液中按照0.5～2.0％的比例加入预处理剂，预处理剂的成份为30％乳酸钠、20％过硫酸铵，5％烷基磺酸盐、3％聚磷酸盐，ph值8.0～8.5；混合搅拌，静止沉淀，上清液排入废液罐1。(3)将沉淀物再浆化为固体含量10～20％的浆液，并以5～10％比例加入深度清除剂，深度清除剂成份为50％乙醇、0.2％烷基磺酸盐、0.2％聚磷酸盐，ph值7.0～7.5。(4)将沉淀物再浆化，以10倍体积的清水清洗，沉淀后上清液用于一、二次浆化或配制预处理剂和深度清除剂，转移至脱水装置(如卧螺离心机、压滤机等)，去除水分。脱水废液回用做一次或二次浆化，也可以配制预处理剂和清除剂。(5)废液罐中废水排入调节池中，控制混合液的各项指标如下：cod4000～5000mg/l，总硫500～1000mg/l，总氮100～200mg/l，总磷<50mg/l，ph7.0～8.0。(6)调配后混合水进入生物处理系统的厌氧段，温度35～37℃，水力停留时间12～24h，油份、高聚物等长链分子被降解成小分子，硫酸盐被还原为硫化物，硫化物与可溶性金属离子形成不溶性金属硫化物，形成沉淀，去除可溶性金属离子。(7)混合废水厌氧预处理后进入缺氧-好氧段脱除氨氮。温度30～35℃，缺氧溶氧<0.5mg/l，缺氧水力停留时间24～36h；好氧段溶氧>2.0mg/l，缺氧水力停留时间12～24h；好氧至缺氧回流比为200～400％。最后废水进入生物碳滤池进一步降低cod和悬浮物。(8)生物处理后的废水再经过臭氧预处理(5～10mg/l)，进入纳滤脱盐系统脱除过多盐分，降低废水的总矿化度，控制在<3000mg/l。经上述处理后的废水可用作回用泥浆清洗。本发明以化学氧化、化学清洗、生物处理相结合的方法，深度无害化处理随钻固控系统产生的泥浆固废，具有以下优点：1)将泥浆固废中的有害物质高效转移至水中处理，去除了油、胶、聚合物、盐、重金属等有害物质，实现了有害物质的完全综合无害化处理。2)以易生物降解的氧化破胶和破乳体系处理泥浆固废，不仅有效清除了固废的有害物质，而且产生的废液可生物处理。3)氧化剂、破乳剂成份配方符合生物处理对碳、氮、磷比例的要求，不仅生物处理效果好，而且废水中污染物的去除率高，出水水质好。4)利用生物硫酸盐还原作用将硫酸盐还原为硫化物，与可溶性重金属结合形成难溶性，高效去除重金属污染物。5)多级生物处理-深度处理-纳滤组成的废水处理系统效果好，水回用率高，无外排，无二次污染。本发明另一种实施例具体包括以下步骤：1)钻井平台随钻处理产生的固体废物一次浆化，按照污染物的浓度，配制成固体含量5～20％的浆液，以蒸汽提高浆液温度至70～75℃。2)在一次浆液中按0.5～2.0％的比例加入预处理剂，搅拌充分混合，静止沉淀10-20分。3)沉淀上清液经碳滤去除固体悬浮物，排入废液储罐1中等待进一步处理。4)二次浆化沉淀物，制成固体含量10～20％的浆液，按5～10％比例加入深度清除剂，搅拌充分混合，静止沉淀。5)沉淀上清液经碳滤去除固体悬浮物，排入废液储罐2中等待进一步处理。6)三次浆化沉淀物，制成固体含量10～20％的浆液，搅拌充分混合，转移至脱水装置，钻井泥浆被充分清洗，变成洁净安全的砂土；脱水液可用于再次清洗，也可用于配制预处理剂或清洗剂。7)废液储罐1和2中的废液多次循环后，排入调节池中，形成混合废液。8)混合废液进入厌氧-缺氧-好氧-碳滤组成的生物处理系统去除有机物、重金属离子、氮磷等污染物。9)生物处理后的混合废液再经臭氧深度氧化处理进一步降低污染物浓度。10)深度处理后，再经纳滤脱盐处理，脱除废液中盐分，可回用。预处理剂成份包括30％乳酸钠、20％过硫酸铵，5％烷基磺酸盐、3％聚磷酸盐，ph值8.0～8.5。深度清除剂成份包括50％乙醇、0.2％烷基磺酸盐、0.2％聚磷酸盐，ph值7.0～7.5。脱水装置可选卧式离心机、带式压滤机、板框压滤机等，优选卧式离心机。厌氧指厌氧硫酸盐还原，硫酸盐被还原成硫化物，与可溶性重金属盐形成难溶金属硫化物沉淀。本发明的钻井泥浆深度综合处理系统主要由预处理、泥浆深度清除、泥浆清洗与脱水、废液生物处理、废液深度处理与回用五个单元组成，。具体工艺流程如下：1)钻井泥浆随钻处理系统产生的固体废物含水量<80％，在浆化器(1)中再浆化配制成一定固体含量的浆液，使浆液的油份含量控制在一个范围内，以蒸汽提高浆液温度。2)在一次浆液中按比例加入预处理剂，搅拌充分混合，静止沉淀。沉淀上清液经碳滤器(2)去除固体悬浮物，排入废液罐1(7)中等待进一步处理。3)在浆化器中进行二次浆化，制成一定固体含量的浆液，按比例加入深度清除剂，搅拌充分混合，静止沉淀。上清液经碳滤器(2)去除固体悬浮物，排入废液罐2(8)中等待进一步处理。4)在浆化器中以一次水或低盐回用水进行三次浆化，制成一定固体含量的浆液，搅拌充分混合，转移至脱水装置(3)，钻井泥浆被充分清洗，变成洁净安全的砂土；脱水液可用于再次清洗，也可用于配制预处理剂或清洗剂。5)废液罐1和废液罐2中废液在调节池(10)中混合，调节cod、氨氮、总磷、硫酸根等浓度，形成的混合液进入生物处理系统(11)中处理。6)混合液经生物处理，主要污染物被去除，经过臭氧深度处理(12)，进一步降低污染物浓度，然后，利用纳滤膜脱盐(13)，降低总矿化度。处理后的水，回用，清洗泥浆或配制药液。本系统中的生物处理系统由厌氧-缺氧-好氧-生物碳滤池四部分组成，主要去除废水中cod、氮、磷、硫酸根、重金属离子。实施例2钻井泥浆固废深度综合处理系统的生物处理系统如图2所示，本发明的钻井泥浆深度综合处理系统中的生物处理段，主要包括厌氧、两级缺氧、两级好氧和生物碳滤池四部分。混和废水在调节池中调节ph、污染物浓度、营养物质比例后，进入厌氧处理(1)，接种炼化工厂厌氧处理污泥，控制温度和水力停留时间。硫酸盐被还原成硫化物，与可溶性金属离子结合形成金属硫化物沉淀。废水厌氧处理后，进入缺氧-好氧处理段(2)。缺氧-好氧段由两级缺氧(a)和两级好氧(o)组成。一级缺氧的溶氧控制在0.2～0.5mg/l范围内，二级缺氧的溶氧控制在0～0.2mg/l范围内。一级和二级好氧的溶氧>4mg/l。一级好氧回流厌氧进水，回流比为100％。二级好氧回流二级缺氧，回流比为200％。最后，废水进入生物碳滤池(cf)，进一步降低cod和悬浮物，提高出水水质。实施例3用于天然气开采的钻井泥浆的深度处理天然气开采随钻处理产生的钻井泥浆固废，经混凝沉淀-压滤机脱水，含水量为60～70％，重量法测得油含量为0.5～1.0％，ph8.5。在浆化器中升温至70～75℃，一次浆化至固体含量为10～20％的浆液。加入0.5～1.0％的预处理剂，搅拌、沉淀、去上清。二次浆化至固体含量10～20％的浆液，按5～10％比例加入深度清除剂，搅拌、沉淀、去上清。三次浆化沉淀物，制成固体含量10～20％的浆液，充分搅拌，送至压滤脱水装置脱水。预处理剂配方：30％乳酸钠、20％过硫酸铵，5％烷基磺酸盐、3％聚磷酸盐，ph值8.0～8.5。深度清除剂配方：50％乙醇、0.2％烷基磺酸盐、0.2％聚磷酸盐，ph值7.0～7.5。经上述步骤处理前后钻井泥浆固废的各项主要指标变化(10批样品平均值)如表1所示。表1钻井泥浆固废处理前后主要技术指标变化废液在调节池中混合，控制控制混合液的各项指标如下：cod4000～5000mg/l，总硫500～1000mg/l，总氮100～200mg/l，总磷<50mg/l，ph7.0～8.0。厌氧段，温度35～37℃，水力停留时间12～24h。一级缺氧的溶氧控制在0.2～0.5mg/l范围内，二级缺氧的溶氧控制在0～0.2mg/l范围内。一级和二级好氧的溶氧>4mg/l。一级好氧回流厌氧进水，回流比为100％。二级好氧回流二级缺氧，回流比为200％。生物碳滤池的溶氧6.0mg/l。经臭氧深度处理和纳滤脱盐达到回用标准，废液处理效果如表2所示(10批样品平均值)表2钻井泥浆固废处理产生的废液处理后主要技术指标本实施例说明，本发明可以有效处理天然气开采产生的油含量较低的泥浆固废。经过处理，泥浆中的油、重金属等有害物质被去除，达到安全处置的效果。产生的废水经过多级处理达到回用标准，避免产生二次污染，同时减少了水消耗。实施例4用于石油开采的钻井泥浆的深度处理石油开采随钻处理产生的钻井泥浆固废，经混凝沉淀-压滤机脱水，含水量为60～70％，重量法测得油含量为5.0～10.0％，ph8.2～8.8。一次浆化制成固体含量为1～3％的浆液，二次浆化制成固体含量为2～5％的浆液，其它步骤同实施例3。表3钻井泥浆固废处理前后主要技术指标变化表4钻井泥浆固废处理产生的混合废液处理后主要技术指标项目处理前处理后去除率(％)cod，mg/l4256.383.298.0总氮，mg/l193.28.195.8总磷，mg/l23.41.792.7氨氮，mg/l182.30.599.7总矿化度，mg/l5542.42637.952.4总铬，mg/l2.5-100总砷，mg/kg1.4-100汞，mg/kg1.1-100铜，mg/kg0.9-100铅，mg/kg11.6-100锌，mg/kg23.70.199.6镉，mg/kg12.5-100上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本
技术领域：
的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。当前第1页12