CN104673348A - 一种回收钻井油基泥浆中基油的方法和实施该方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回收钻井油基泥浆中基油的方法，油基泥浆通过一次固液分离、粉碎、基油提取液喷淋搅拌、二次固液分离、蒸馏回收基油提取液的工艺步骤，使油基泥浆中的固体泥砂含油量低于2%排放，基油回收利用；本发明还公开了实施该方法的设备，包括第一离心机（1）、粉碎机（2）、中间输送机（3）、第二固液分离机（4）、搅拌蒸馏器（5）、蒸馏釜（6）和冷却储存罐（7），本发明的优点是：实现了简单、快速将大颗粒内部含油分离出来，达到固体排放含油量标准，且实现了简化工艺过程、提高工艺处理效率，降低基油的回收成本，适应于钻井现场快速处理大量油基泥浆。

Description

一种回收钻井油基泥浆中基油的方法和实施该方法的设备

技术领域

本发明属于钻井工程的基油回收技术，具体涉及一种回收钻井油基泥浆中基油的方法和实施该方法的设备。

背景技术

目前，石油、页岩气钻井用的废弃油基泥浆处理方法有密闭填埋、焚烧、生化法、化学清洗、热分馏和离心固液分离回收基油等。密闭填埋需寻找地下深处相对封闭的洞穴，注入洞穴内封闭，未做任何处理；焚烧将产生二次污染；生化法处理时间长，成本高，占地面积大；化学清洗将使用大量各种配方药剂，含油废水量大，有二次污染，药剂不可回收，成本高；热分馏利用不同物质挥发点不同进行分离收集回用，分离温度高，能耗高，设备复杂，不利于自动化大规模连续处理；离心固液分离回收基油法，利用离心机实现固液分离，回收基油，但不能将分离排放的泥沙固体含油量降到3%以内。

中国发明专利文献CN103773408A于2014年5月7日公开了一种从油基泥浆钻井废弃物中回收油基泥浆和基油工艺，它包括油基泥浆离心分离及筛分、药剂常温深度脱附回收油基泥浆、含油药剂混合蒸馏-冷凝药剂回用。它既实现了油基泥浆或钻屑的无害化处理，粉末固相物中的含油量<1%，又能够回收油基泥浆或钻屑中的大部分油分，基油的回收率>90%，反应药剂可以回收重复使用，药剂损耗<2%，但该工艺存在以下不足之处：

1、振动筛筛分和泥浆离心固液分离后筛分留有大颗粒固体，因大颗粒固体内部含油的分离困难，会显著延缓反应器的脱油处理时间，且大颗粒固体内部残留的油分较多，其脱油率不能达到国家规定的固体排放含油量标准。据分析，2毫米以上的大颗粒占整个油基泥浆35%以上，该专利未记载对这部分大颗粒如何处理，属于未完成的技术问题。

2. 用于筛分的网极易被油基泥浆大小颗粒堵塞，使筛分效率大幅降低。

3、依据该专利说明书第[0012]—[0014]段所述，由于含油固体颗粒不均，该工艺采用了离心沉降，进一步分离，合格细泥浆进入下道工序，大颗粒再回到前端重复处理，增加了工艺的复杂性。

4、依据该专利说明书第[0019]—[0021]段所述，采用了两级连续式蒸发器，大量增加了能耗和工艺复杂性，成本增加，处理效率降低。

中国实用新型专利文献CN204002656U于2014年12月10日公开了一种小型废弃油基泥浆及含油钻屑中基油随钻回收设备，它是依据前述专利的工艺过程设计的废弃油基泥浆回收设备，由于废弃油基泥浆回收处理工艺没有改变，该实用新型依然具有前述专利的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种回收钻井油基泥浆中基油的方法和实施该方法的设备，它能简单、快速将大颗粒内部含油分离出来，达到固体排放含油量标准，且能简化工艺过程、提高工艺处理效率，降低基油的回收成本，同时解决了废弃油基泥浆的环境污染问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种回收钻井油基泥浆中基油的方法，包括以下步骤：

 步骤1、将废弃油基泥浆进行一次固液分离，获得的基油储存回用；

 步骤2、将步骤1中分离出的固体物进行粉碎，得到含油固体碎粒；

 步骤3、向固体碎粒定量喷淋基油提取液，同时利用搅拌装置对步骤2所得含油固体碎粒实施搅拌，使基油与固体物迅速分离并转移至提取液中，除去固体碎粒中所存留的油类物质；

步骤4、将步骤3的固液混合物进行二次固液分离，对分离出的固体碎粒搅拌蒸馏提取残留的基油提取液，所得基油提取液储存或回送到步骤3的搅拌装置中，遗留的固体碎粒含油量低于2%，达到了固体含油国家排放标准，直接排放；

步骤5、将步骤4分离出的液体进行蒸馏处理，蒸馏所得的基油提取液经过冷却液化后，储存或回送到步骤3的搅拌装置中，蒸馏器内余留的液体为回收的基油。

为了实施上述回收钻井油基泥浆中基油的方法，本发明提供一种实施该方法的设备，包括第一离心机、粉碎机、中间输送机、第二固液分离机、搅拌蒸馏器、蒸馏釜和冷却储存罐，废弃油基泥浆送入第一离心机的进料口，第一离心机排放的液体被储存回用，第一离心机排放的固体送至粉碎机的进料口，经粉碎机产生的含油固体碎粒送至中间输送机的进料口，在中间输送机的前端设有基油提取液喷淋注入口，含油固体碎粒与基油提取液充分混合反应，中间输送机所得的固液混合物送至第二固液分离机的进料口，第二固液分离机排放的固体物送至搅拌蒸馏器，经搅拌蒸馏器向外排放固体泥砂，搅拌蒸馏器的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐，第二固液分离机排放的液体送至蒸馏釜的进料口，蒸馏釜产生的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐，基油提取液蒸汽经冷凝液化后，储存在冷却储存罐中，并被重新输送至中间输送机的基油提取液喷淋注入口，蒸馏釜内的剩余液体为回收的基油。

由于本发明采用粉碎机将固体物进行粉碎，得到粒径较小的含油固体碎粒，再用基油提取液除去固体碎粒中所存留的油类物质，能够简单、快速脱去固体内部残留的油分，使固体排放物达到国家规定的排放标准，同时回收了废弃油基泥浆中的基油，以及基油提取液的封闭循环使用。与现有技术相比，本发明具有如下的优点：实现了简单、快速将大颗粒内部含油分离出来，达到固体排放含油量标准，且实现了简化工艺过程、提高工艺处理效率，降低基油的回收成本，适应于钻井现场快速处理大量油基泥浆。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本设备发明的结构示意图。

图中：1.第一离心机；2.粉碎机；3.中间输送机；31.基油提取液喷淋注入口；4.第二固液分离机；5.搅拌蒸馏器；6.蒸馏釜；7.冷却储存罐；8.物料罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本方法发明包括以下步骤：

步骤1、将废弃油基泥浆进行一次固液分离，获得的基油储存回用；

步骤2、将步骤1中分离出的固体物进行粉碎，得到含油固体碎粒；

步骤3、向固体碎粒定量喷淋基油提取液，同时利用搅拌装置对步骤2所得含油固体碎粒实施搅拌，使基油与固体物迅速分离并转移至提取液中，除去固体碎粒中所存留的油类物质；

步骤4、将步骤3的固液混合物进行二次固液分离，对分离出的固体碎粒，进行搅拌蒸馏提取残留的基油提取液，所得基油提取液冷却储存，或冷却变回液态后回送到步骤3的搅拌装置中，提取残留基油提取液后的固体碎粒含油量低于2%，达到了固体含油国家排放标准，直接排放；

步骤5、将步骤4分离出的液体进行蒸馏处理，蒸馏所得的基油提取液经过冷却液化后，储存或回送到步骤3的搅拌装置中，蒸馏器内余留的液体为回收的基油。

上述步骤5中蒸馏器内的残渣可送至步骤4中进行二次固液分离。

如图1所示，实施上述方法的的设备，包括第一离心机1、粉碎机2、中间输送机3、第二固液分离机4、搅拌蒸馏器5、蒸馏釜6和冷却储存罐7，废弃油基泥浆送入第一离心机1的进料口，第一离心机1排放的液体被储存回用，第一离心机1排放的固体送至粉碎机2的进料口，经粉碎机2产生的含油固体碎粒送至中间输送机3的进料口，在中间输送机3的前端设有基油提取液喷淋注入口31，含油固体碎粒与基油提取液充分混合反应，中间输送机3所得的固液混合物送至第二固液分离机4的进料口，第二固液分离机4排放的固体物送至搅拌蒸馏器5，经搅拌蒸馏器5向外排放固体泥砂，搅拌蒸馏器5的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐7，第二固液分离机4排放的液体送至蒸馏釜6的进料口，蒸馏釜6产生的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐7，基油提取液蒸汽经冷凝液化后，储存在冷却储存罐7中或输送至中间输送机3的基油提取液喷淋注入口31，构成基油提取液的封闭循环使用，蒸馏釜6内的剩余液体为回收的基油。

上述送料所使用的送料装置可选刮板输送器、螺旋输送器或者皮带输送机。第一离心机1的前端还配置有物料罐8。

第一离心机1采用市售产品，与设计的单位时间处理量匹配，第一离心机1分离出的油类液体可以直接回用，也可以经过分馏后回用。第一离心机1分离出的固体中含有大量0.3—8毫米粒径的岩石颗粒，渗透进入岩石颗粒内部的基油是难于被离心机甩出，岩石颗粒内部的基油约占排出泥浆总含油量的15－30％。

本发明将这些固体送入粉碎机进行粉碎，粉碎后的固体碎粒粒径小于0.3毫米，使渗透固体颗粒内部的基油提取变得容易，粉碎机2选用旋转磨式粉碎机或双辊式压碎机。

粉碎后的固体碎粒送入具有搅拌混合功能的中间输送机3。中间输送机3的前端设置有基油提取液喷淋注入口31，在中间输送机3内使用基油提取液喷淋传送的固体碎粒，使基油与固体碎粒分离，转移至基油提取液中。输送过程中带有搅拌，使基油提取液与基油均匀、快速、充分接触完成提取反应。所述中间输送机3选用螺旋输送机。

中间输送机3送来的物料在第二固液分离机4中进行连续二次固液分离，分离成含油量低于２％的固体泥沙与含油的基油提取液。第二次固液分离机4可以选用市售卧式连续离心机，也可以选用连续压滤机，或者间歇工作的板框式压滤机。

经第二次固液分离机4排除的固体泥沙含油量低于２％，但其中含有较多的基油提取液，为此把经过二次固液分离的固体碎粒，送入搅拌蒸馏器5进行快速搅拌和加热蒸馏，蒸馏获得基油提取液的蒸汽送入冷却储存罐7内，达到基油提取液循环使用的目的，固体碎粒直接排除。经第二固液分离机4得到的基油提取液，被输送进负压蒸馏釜6进行蒸馏处理。

负压蒸馏是在一定真空度和一定温度的蒸馏釜6内，将基油提取液与基油等其它物质分离开，基油提取液变成气态，输送至冷却储存罐7进行冷凝收集，重新转变为液状态并储存于冷却储存罐7内，经循环输送至中间输送机3的基油提取液喷淋注入口31。蒸馏釜6内的剩余液体主要成分为基油，可以直接回用。

本发明的效果是：

1、由于本发明将所有大小的钻削岩石颗粒颗粒物全部粉碎，使渗入岩石颗粒内的所有基油暴露于表面；通过向输送中的粉碎固体喷淋基油提取液，就能在输送过程中同时完成基油的提取，而不需要筛网，不需要专门化学反应罐，不需要对固体进行反复的提取处理。基油提取反应的时间大幅缩短，加上输送过程中的自然搅拌，使提取基油得过程变得简单、快速、充分。

2、采用了两次固液分离，第一次离心分离能分离粘附于固体表面 70--85%的基油，这样大幅度减少了基油提取液的用量，使后续的蒸馏负荷减少，满足了基油提取液的钻井现场循环和连续使用的工艺要求；第二次分离能分离固体与含油的基油提取液，快速简洁，满足了钻井现场处理全过程的连续性和可靠性。

3、基油提取液的使用采用喷淋萃取，可以保证基油提取液与基油均匀、充分、快速接触完成反应。

4、设备能够连续处理油基泥浆，提取后的泥粉含油量小于2%，可靠性及稳定性好。

5、       油基泥浆从进入第一次离心分离到处理完毕仅需8-20分钟。

6、  基油提取液用量少，因而能够在钻井现场通过蒸馏回收基油提取液，使基油提取液在钻井现场循环使用。

Claims (4)

1.一种回收钻井油基泥浆中基油的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、将废弃油基泥浆进行一次固液分离，获得的液体基油储存回用；

步骤2、将步骤1中分离出的固体物进行粉碎，得到含油固体碎粒；

步骤3、向固体碎粒定量喷淋基油提取液，同时利用搅拌装置对步骤2所得含油固体碎粒实施搅拌，使基油与固体物迅速分离并转移至提取液中，除去固体碎粒中所存留的油类物质；

步骤4、将步骤3的固液混合物进行二次固液分离，对分离出的固体碎粒搅拌蒸馏提取残留的基油提取液，所得基油提取液储存或回送到步骤3的搅拌装置中，提取残留基油提取液后的固体碎粒含油量低于2%，达到了固体含油国家排放标准，直接排放；

步骤5、将步骤4分离出的液体进行蒸馏处理，蒸馏所得的基油提取液经过冷却液化后，储存或回送到步骤3的搅拌装置中，蒸馏器内余留的液体为回收的基油。

2.一种实施权利要求1所述方法的设备，其特征是：包括第一离心机（1）、粉碎机（2）、中间输送机（3）、第二固液分离机（4）、搅拌蒸馏器（5）、蒸馏釜（6）和冷却储存罐（7），废弃油基泥浆送入第一离心机（1）的进料口，第一离心机（1）排放的液体被储存回用，第一离心机（1）排放的固体送至粉碎机（2）的进料口，经粉碎机（2）产生的含油固体碎粒送至中间输送机（3）的进料口，中间输送机（3）的前端设有基油提取液喷淋注入口（31），含油固体碎粒与基油提取液充分混合反应，中间输送机（3）所得的固液混合物送至第二固液分离机（4）的进料口，第二固液分离机（4）排放的固体物送至搅拌蒸馏器（5），经搅拌蒸馏器（5）向外排放固体泥砂，搅拌蒸馏器（5）的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐（7），第二固液分离机（4）排放的液体送至蒸馏釜（6）的进料口，蒸馏釜（6）产生的基油提取液蒸汽输送至冷却储存罐（7），基油提取液蒸汽经冷凝液化后，储存在冷却储存罐（7）中或输送至中间输送机（3）的基油提取液喷淋注入口（31），蒸馏釜（6）内的剩余液体为回收的基油。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征是：所述的中间输送机（3）选用螺旋输送机。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征是：所述的第二固液分离机（4）选用卧式连续离心机、连续压滤机或间歇工作的板框式压滤机。