本发明涉及油气田环境保护技术领域，特别涉及一种油基钻屑处理方法。
背景技术：
随着全球石油、天然气、页岩气、致密气等能源开发力度的不断加大，全球钻井液服务进入“油基钻井液时代”，因为油基泥浆对于稳定井壁具有突出的优势，因此在各类钻井平台中都有广泛应用。20世纪80年代以前，人们很少考虑钻屑的处理问题，一般情况下，海上作业时会将这些废弃物排入大海，陆上钻井会将其埋入地下。到了20世纪80年代和90年代，随着全球环保意识的加强，油气工业及其监管者开始了解并重视钻屑对生态环境及人类健康潜在的影响。油基钻屑因其含有石油烃类、重金属和有机物等污染物，已被列入国家危险废弃物，若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成严重危害，如有机物污染地表水和地下水资源，体现在水质cod值升高、色度升高；破坏土壤，对植物生长不利，甚至造成土壤无法返耕；重金属等有毒有害物质滞留土壤，影响植物的生长和微生物的繁殖，通过食物链的作用进入人体，危害人体健康等。
在国外，1993年就明确规定固体废弃物中油含量必须低于1％，在2000年后达到零排放，而国内根据国家清洁生产促进法和固体废物环境污染防治法的要求，也必须对含油污泥进行无害化处理。
目前，废弃油基钻屑的无害化处理方法主要有：焚烧处理、热处理、化学破乳法、溶剂萃取法等。其中，焚烧法处理是通过燃烧的方法去除钻屑中的油气物，这种方法对大量的油气物没有回收利用，不仅造成资源的严重浪费，而且在燃烧过程中还会产生二噁英这种强致癌物质，污染大气环境，还会产生大量的温室气体二氧化碳。化学破乳法是以表面活性剂及其他助剂的溶液洗涤，再通过气浮或旋流工艺实施固液分离，该方法虽然处理油效果好，但是大量表面活性剂的添加，增加了后续处理成本。其他化学处理法通常需要使用有毒的或有害的化学药剂，化学药剂的添加会使废弃物数量增加，使问题复杂化，同时，化学法采用的化学药剂专一性强，不具备普遍适用性。溶剂萃取法所需条件简单，对设备要求不高，易于实现，油回收率高，溶剂可循环使用，但是萃取过程使用的溶剂挥发性大且能耗高，造成处理成本高。此外，溶剂萃取法的工艺流程较长，处理费用较高，能耗高，这对于要求设备在野外搭建方便、占地面积尽量小的要求不匹配。热处理方法工艺简单，理论上能够彻底脱出岩屑中的油类有机物污染物，其通过外部加热介质对油基钻屑进行加热到油水汽化温度，使得油水以蒸汽形式从油基钻屑中逸出，经冷凝得到的油品不需要再经过二次处理，杂质含量低，可作为燃料或是其他化工原料直接使用。
在热处理方法中，世界上最先进的技术是丹麦的tdu(thermaldesorptionunit)热解吸技术和挪威的tcc(thermal-mechaniccuttingscleaner)热解吸技术，其市场占有率超过90％，其中以tdu技术为代表的热解吸装备已在全球列装了50余套，但因为此套设备及其配套的工艺技术一直垄断在国外，国内只有若干租借的tdu设备。因此，我国急需自主研发一种油基钻屑的处理装置及方法，提高我国油基钻屑的自主处理能力。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种残渣含油量低的油基钻屑处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：油基钻屑处理方法，包括以下步骤：
a、将过滤后的油基钻屑输送到热解析装置中进行热解析处理；保持油基钻屑的热解析过程处于密封状态；所述热解析装置为盘式热解炉，包括壳体、以及设置在壳体内的转动主轴；所述壳体上设置有进料口、出料口和气体出口；所述转动主轴上沿其轴向设置有多个加热盘；通过加热盘对油基钻屑进行热解析处理；
b、经过盘式热解炉隔氧热解析处理后油基钻屑通过出料系统进行储存或排放，热解析气体通过除尘系统进行除尘，然后通过回收系统进行回收或排放。
进一步的，所述转动主轴包括内管和套在内管上的外管；所述外管的高温端设置有堵板；所述外管的低温端密封连接在内管上；所述外管与内管之间具有导热油循环通道；所述内管的内腔在外管的高温端与导热油循环通道连通；所述外管的低温端设置有导热油出口；所述内管上靠近外管低温端的位置设置有导热油进口；所述加热盘为空心结构；多个加热盘安装在外管上、且加热盘的内腔与导热油循环通道连通；
步骤a中，将导热油加热后从导热油进口输送到管道中对加热盘进行加热，然后通过加热盘对油基钻屑进行热解析。
进一步的，所述内管上与加热盘内腔相对应的位置、具有径向向外延伸的分隔盘；所述分隔盘将加热盘的内腔分隔成第一腔室和第二腔室；所述分隔盘的外端与加热盘的内壁之间具有连通第一腔室和第二腔室的通道。
进一步的，所述转动主轴的高温端还同轴设置有位于壳体内的第二转轴；所述第二转轴上沿其轴向设置有多个电加热盘；所述电加热盘内圆周设置有多个电加热元件。
进一步的，所述加热盘的加热温度在25～350℃之间；电加热元件对电加热盘的加热温度在350～480℃之间。
进一步的，步骤a中过滤油基钻屑的方法为：将从钻井现场运至处理现场的油基钻屑在地槽中搅拌后，形成液固混合的流体，然后将流体状的油基钻屑提升至振动筛，通过振动筛的油基钻屑经过一级进料输送机提升至二级进料输送机的料舱中，在二级进料输送机的料舱中形成物料密封；再由二级进料输送机送至盘式热解炉进行热解析处理。
进一步的，步骤b中的出料系统包括设置在盘式热解炉出料口上的出料搅拌器、以及与盘式热解炉出料口连通的一级出料机；经过热解析处理后的油基钻屑在输送到盘式热解炉出料口后，通过出料搅拌器粉碎后，落在一级出料机的出料舱中，在一级出料机的出料舱中形成物料密封；再由一级出料机排放。
进一步的，一级出料机将残渣送至二级出料机；二级出料机上设置有冷却装置，对残渣进行冷却；通过二级出料机将残渣送至三级出料机；通过三级出料机将残渣输送至增湿搅拌器，对残渣进行增湿降尘处理后进行排放。
进一步的，所述冷却装置将残渣的温度从450～480℃降至100℃以下。
进一步的，所述油回收系统为冷凝分离器；热解析气体在冷凝分离器中冷凝和分离。
本发明的有益效果是：本发明的油基钻屑处理方法，操作简便，易于实现；采用盘式热解炉对油基钻屑进行热解析处理，可使处理后的油基钻屑的含油率在0.3％以下，远低于国家现行标准的要求；本发明可处理的废弃油基钻屑的油水含量≤30％，基本覆盖了国内所有废弃油基钻屑的样品范围；本发明的盘式热解炉在密封无氧的环境中运行，整个热解析过程无有害气、液、固排放，使用后的场地可无害复耕。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明中盘式热解炉的局部示意图；
图中附图标记为：1-振动筛，2-一级进料输送机，3-二级进料输送机，4-盘式热解炉，5-冷凝分离器，6-螺旋除尘器，7-出料搅拌器，8-一级出料机，9-二级出料机，10-三级出料机，11-增湿搅拌器，12-导热油加热锅炉，13-冷却装置，20-内管，21-分隔板，22-第一腔室，23-第二腔室，30-加热盘，31-堵板，32-导热油循环通道，33-导热油出口，34-导热油进口，41-壳体，42-进料口，43-出料口，44-气体出口，50-第二转轴，51-电加热盘，52-电加热元件，60-驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
如图1至图2所示，本发明所述的油基钻屑处理方法，包括以下步骤：
a、将过滤后的油基钻屑输送到热解析装置中进行热解析处理；保持油基钻屑的热解析过程处于密封状态；所述热解析装置为盘式热解炉4，包括壳体41、以及设置在壳体41内的转动主轴；所述壳体41上设置有进料口42、出料口43和气体出口44；所述转动主轴上沿其轴向设置有多个加热盘30；通过加热盘30对油基钻屑进行热解析处理；
b、经过盘式热解炉4隔氧热解析处理后油基钻屑通过出料系统进行储存或排放，热解析气体通过除尘系统进行除尘，然后通过回收系统进行回收或排放。
如图1所示，所述转动主轴通过驱动装置60带动其转动，所述驱动装置60可以是电机，柴油机等，所谓优选，所述驱动装置60为电机，电机与转动主轴可以是直联传动，也可以是带传动、齿轮传动、链条转动等。
本发明的油基钻屑处理方法，操作简便，易于实现；采用盘式热解炉4对油基钻屑进行热解析处理，可使处理后的油基钻屑的含油率在0.3％以下，远低于国家现行标准的要求；本发明可处理的废弃油基钻屑的油水含量≤30％，基本覆盖了国内所有废弃油基钻屑的样品范围；本发明的盘式热解炉在密封无氧的环境中运行，整个热解析过程无有害气、液、固排放，使用后的场地可无害复耕。
所述加热盘30可以采用多种方式进行加热，例如电加热，或电磁加热等，作为优选方案，所述转动主轴包括内管20和套在内管20上的外管30；所述外管30的高温端设置有堵板31；所述外管30的低温端密封连接在内管20上；所述外管30与内管20之间具有导热油循环通道32；所述内管20的内腔在外管30的高温端与导热油循环通道32连通；所述外管30的低温端设置有导热油出口33；所述内管20上靠近外管30低温端的位置设置有导热油进口34；所述加热盘30为空心结构；多个加热盘30安装在外管30上、且加热盘30的内腔与导热油循环通道32连通；步骤a中，将导热油加热后从导热油进口34输送到管道中对加热盘30进行加热，然后通过加热盘30对油基钻屑进行热解析。
为叙述方便，下文中所称的“左”、“右”与附图本身的左、右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。
如图1所示，所述外管30的两端分别是高温端和低温端，具体的，靠近盘式热解炉4的出料口43的那一端为高温端，靠近盘式热解炉4的进料口42的那一端为低温端。所述内管20的外径小于外管30的内径，内管20与外管30之间的间隙形成导热油循环通道32，导热油在该通道内对加热盘30和外管30的外壁进行加热，进而对油基钻屑进行热解析处理。如图2所示，所述外管30的右端为高温端，所述内管20的右端与堵板31之间具有间隙，该间隙用于连通内管20的内腔与导热油循环通道32。
使用时，如图1、图2所示，将导热油加热锅炉12的出油口与导热油进口34连通，将导热油出口33与导热油锅炉12的回油口连通。导热油在导热油加热锅炉12中加热到设定的温度后，通过管道输送到导热油进口34，导热油在内管20中从左向右流动，然后从内管20的右端进入导热油循环通道32中，在导热油循环通道32中从右向左流动，然后从导热油出口33进入导热油加热锅炉12中加热后继续循环流动。
导热油在导热油循环通道32内从右向左流动的过程中，会依次进入到加热盘30的内腔中，对加热盘30进行加热，在该过程中，导热油的温度会逐渐降低。在本发明中，由于内管20中的导热油的温度高于导热油循环通道32中导热油的温度，因此，在导热油循环的过程中，内管20中的导热油会对导热油循环通道32中的导热油进行二次加热，提高了本发明中的热解析效率。
为进一步提高盘式热解炉4的热解析效率，作为优选方案，所述内管20上与加热盘30内腔相对应的位置、具有径向向外延伸的分隔盘21；所述分隔盘21将加热盘30的内腔分隔成第一腔室22和第二腔室23；所述分隔盘21的外端与加热盘30的内壁之间具有连通第一腔室22和第二腔室23的通道。每个所述第一腔室22和第二腔室23分别与导热油循环通道32连通。
当导热油从内管20进入导热油循环通道32后，首先会进入到第一个加热盘30的第一腔室22中，然后再进入第二腔室23中，然后进入导热油循环通道32，当导热油流动到第二个加热盘30的位置时，还是按照上述流动方式进行。通过设置分隔盘21，增加了导热油在加热盘30内腔中的流动性，加热盘30的内腔中的导热油每时每刻都在循环流动，提高了传热效率，进一步提高了盘式热解炉4的热解析效率。
为提高盘式热解炉4的热解析温度，所述转动主轴的高温端还同轴设置有位于壳体41内的第二转轴50；所述第二转轴50上沿其轴向设置有多个电加热盘51；所述电加热盘51内圆周设置有多个电加热元件52。所述电加热元件52为电热管或电热棒，通过电加热元件52对电加热盘51进行加热。
所述第二转轴50与转动主轴同轴设置，第二转轴50转动安装在壳体41内，通过驱动装置60带动其转动，电加热盘51不仅能对物料起到翻搅和推动的作用，而且还能对物料进行加热，使油气气化分离。所述加热盘30的加热温度在25～350℃之间；电加热元件52对电加热盘51的加热温度在350～480℃之间。
本发明中，将采用导热油对加热盘30加热的部分称为导热油加热段，将采用电加热元件对电加热盘51加热的部分称为电加热段。作为优选，在盘式热解炉4中，前2/3段为油加热段，由导热油加热锅炉12按工艺需求将导热油加热到300～350℃，然后将导热油输送到管道中对加热盘30进行加热，使多个加热盘30的加热温度在25～350℃之间。盘式热解炉4中的后1/3段为电加热段，通过滑环将电加热棒插在电加热盘51的插槽中，由外部供电，使电加热段的电加热盘51的温度按工艺需求达到350～480℃之间。具体的，以白油为主的油基钻屑，盘式热解炉4内的热解析温度要求在300～350℃；以柴油为主的油基钻屑，盘式热解炉4内的热解析温度要求在350～450℃。
步骤a中过滤油基钻屑的方法为：将从钻井现场运动至处理现场的油基钻屑在地槽中搅拌后，形成液固混合的流体，然后将流体状的油基钻屑提升至振动筛1，通过振动筛1的油基钻屑经过一级进料输送机2提升至二级进料输送机3的料舱中，在二级进料输送机3的料舱中形成物料密封；再由二级进料输送机3送至盘式热解炉4进行热解析处理。
所述振动筛1采用间隙工作制，通过振动筛1筛除钻屑中的大直径颗粒及杂物，例如筛网规格可以设置为2.5×2.5cm，保证直径不超过φ2.5cm的固体颗粒物进入一级输送机2。振动筛1处理后的钻屑会储存在一级输送机2的料斗中，一级进料输送机2料斗中的钻屑通过进料输送机2提升至二级进料输送机3的料舱中，在二级进料输送机3的料舱中形成物料密封，再由二级进料输送机3送至盘式热解炉4进行热解析处理。所述一级输送机2为间隙工作制，二级进料输送机3为连续工作制，保证进料过程中没有大量氧气带入，使热解析过程在微正压无氧状态下进行。
步骤b中的出料系统包括设置在盘式热解炉4出料口43上的出料搅拌器7、以及与盘式热解炉4出料口43连通的一级出料机8；经过热解析处理后的油基钻屑在输送到盘式热解炉4出料口43后，通过出料搅拌器7粉碎后，落在一级出料机8的出料舱中，在一级出料机8的出料舱中形成物料密封；再由一级出料机8排放。
一级出料机8将残渣送至二级出料机9；二级出料机9上设置有冷却装置13，对残渣进行冷却；通过二级出料机9将残渣送至三级出料机10；通过三级出料机10将残渣输送至增湿搅拌器11，对残渣进行增湿降尘处理后进行排放。所述冷却装置13将残渣的温度从450～480℃降至100℃以下。所述冷却装置13可以仅仅是设置在二级出料机9外的喷水装置，也可以是设置在二级出料机9上的水冷换热器。
盘式热解炉4内进行热解析处理后的钻屑，在加热盘30的推动下，进入出料口43，通过设置在出料口43中的出料搅拌器7，将结块的物料搅拌，粉碎较大的结块后，残渣落在一级出料机8的出料舱中，并在出料舱内形成物料密封。出料搅拌器7为连续工作方式，保证热解析后的钻屑均经过打碎处理。所述一、二、三级出料机均为间隙工作制，在出料过程中始终保持没有空气进入盘式热解炉4中。通过增湿搅拌器11对残渣喷水处理，使残渣的含水量不低于12％，避免干渣扬尘。
步骤b中的除尘系统为螺旋除尘器6，它安装在与气体出口44连通的管道内，螺旋除尘器6利用流体惯性原理，滤掉油气蒸汽中的粉尘，并在反螺旋的推动下，将沉积的粉尘返回热解炉中，同时，保证热解析气体在进入冷凝分离器5前的温度不低于250℃，保证热解析气体不会提前液化落回盘式热解炉4中。所述除尘装置还可以是现有技术中的其他结构，例如布袋除尘装置、旋风除尘装置等。
经过除尘装置对热解析气体除尘后，热解析气体通过油回收系统进行回收，所述油回收系统为冷凝分离器5；热解析气体在冷凝分离器5中冷凝和分离。在冷凝分离器5中通过喷淋降温的方式得到液化的油水混合物和不凝气体。不凝气体通过系统外置的不凝气净化装置进行回收处理，其中一种方案为，先将不凝气中的水蒸气分离，再将剩余气体通过活性炭吸附剂去除有毒、有害物质，剩余气体放空或回收。油水混合物经在冷凝分离器5的分离室静置分层后分别泵入外部的油、水储罐回收储存。
实施例1：
以某地区以柴油为主的油基钻屑为例，油基钻屑中的油含量为20％，水含量为10％，固含量为70％。如图1所示，油基钻屑的处理方法，包括以下步骤：
1、将油基钻屑从钻井现场运至处理现场的地槽中，经过搅拌后形成液固混合均匀的流体，然后现场操作龙门吊抓斗将物料提升至振动筛1中，通过振动筛1筛除大直径颗粒物后，储存在一级进料输送机2的料斗中，一级进料输送机2的料斗能储存一级进料输送机约1个小时的输送量，一级进料输送机2将料斗中的待处理钻屑输送至二级进料输送机3的料舱中，在二级进料输送机3的料舱中形成物料密封，二级进料输送机3将其料舱中的物料送至盘式热解炉4的进料口42，在盘式热解炉4中进行热解析。在上述进料系统中，物料处于常温常压状态。
2、导热油加热锅炉12将导热油加热到300～350℃，然后将导热油通入盘式热解炉4中进行循环，进而对加热盘30加热；同时由外部供电，对电加热棒进行加热，通过电加热棒对电加热盘51加热，使其温度达到350～480℃。此时盘式热解炉4在进料口42处的温度为100～190℃；启动电机，带动第二转轴50和转动主轴转动，控制加热盘30以4～10r/min的转速旋转。
3、油基钻屑进入到盘式热解炉4后，油基钻屑首先落在盘式热解炉4的左端，随着加热盘30和电加热盘51的转动，推动油基钻屑向右移动，油基钻屑在向右移动的过程中，温度逐渐升高，油水组分汽化形成热解析气体，热解析气体经气体出口44进入到螺旋除尘器6进行除尘后，进入到冷凝分离器5进行回收。由于导热油加热段的温度为300～350℃，钻屑中超过95％的油分在导热油加热段汽化，全部的水分在导热油加热段汽化逸出。由于电加热段的温度为350～480℃，因此，钻屑中剩余的油分在电加热段汽化。
4、经过热解析后的钻屑在电加热盘51的推动下在盘式热解炉4的出料口43处，被出料搅拌器7粉碎后，落在一级出料输送机8的出料舱中，并在一级出料输送机8的出料舱中形成物料密封，然后通过一级出料输送机8输送至二级出料输送机9，通过设置在二级出料输送机9上的水冷装置，将钻屑的温度由480℃冷却至80～100℃，钻屑井二级出料输送机9冷却后送至三级出料输送机10，三级出料输送机10的出口处设置有增湿搅拌器11，通过增湿搅拌器11增湿后排放，增湿处理后的钻屑含水量为10～15wt％，避免物料排放时产生扬尘。
5、步骤3中的热解析气体进入冷凝分离器5后，通过喷水冷却后，得到油水混合物和不凝气，油水混合物在冷凝分离器5的分离室内经过静置分层后，由泵送至外部储存；不凝气通过系统外置的不凝气净化装置处理后送至导热油加热锅炉12作燃料或回收。
本发明所述的油基钻屑的处理方法，每小时的处理量为2.5吨，处理后的油基钻屑的油含量低于0.3％，远低于国家现行的油含量为1％的固体残渣排放标准。