钻井固体废弃物夯实除水装置试验研究 优先出版.pdf

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1、CHINAPETROCHEM•中国石油石化95科研开发钻井固体废弃物夯实除水装置试验研究12,3舒畅　张继川1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院；3.国家能源页岩气研发（实验）中心【【摘　要钻井过程中会产生大量含水率较高（通常为90%以上）的钻井固体废弃物。若直接采用固化处理，会增加处理剂的用量，导致成本增加。针对以上问题，设计出了一种钻井固体废弃物夯实除水处理装置。该装置利用压头自身重力作用，对钻井固体废弃物进行物理挤压夯实，从而实现脱水的目的。通过试验，该装

2、置除水率达到20%以上，在除水过程中无需加入任何药剂。采用该装置+固化处理（微生物处理）的方式，较单纯采用固化处理（微生物处理）减少处理成本约6%~10%，具有良好的经济效益，具有应用推广价值。【【关键要钻井固废；重力挤压；除水众所周知，在钻井过程中会产生大量的固体废弃物。该废滑轮2滑轮1弃物主要由地层里返回的岩屑和废弃钻井液组成。随着钻井过程清洁生产与节能减排要求的不断提高，为满足国家和行业相压头关环保要求及钻井废弃物处理规定，研发出了一套利用重力对进料口进料口钻井固体废弃物夯实除水的减量化处理装置，减少钻井固体废电驱动卷扬机物体积和处理

3、剂用量，从而减少处理成本和环境风险。一、钻井固体废弃物除水技术现状目前行业内最主流的钻井固体废弃物除水的方法是物理脱水法，也就是机械脱水法。该方法主要是将钻井固废通过高铰链销速离心机、振动筛等设备通过离心作用，从而实现泥、水、油滤孔拉手的分离。以美国SWACO公司为例，该公司主要通过密闭式钻屑离心机和振动筛共同作用，达到钻井固废干燥的目的。采用该方法虽然处理后的固废含水率相当低，但是装置功率较高，造成能耗浪费。表1为美国墨西哥湾海上平台钻井液脱水处理主要装备配置。图1装置设计简图还有一些企业采用板框式压滤机，主要是通过物理挤压和工作前，通过

4、砂筒上的加料口加入固体废弃物。工作时启膜过滤，形成含水率较低的泥饼。该装置虽除水效果很好，但动电机（功率为5kW），通过卷扬机和滑轮带动压头在砂筒在现场运用过程中需要不停的更换过滤膜才能跟上生产需求，中提升，当上升到一定高度后，利用压头自身的重力作用下落实际运用因频繁操作造成人工消耗太高，材料（过滤膜）消耗打击挤压固体废弃物，达到除水的目的。通过卷扬机循环往复太高，造成不能广泛运用于现场处理过程中。带动压头不断上升、下落，实现连续工作。同时，挤压出的水为实现钻井固体废弃物的除水，降低废弃泥浆处理难度，和油通过底座上的滤孔流出，实现固液分离。

5、处理后的固相为减少后续处理材料消耗，降低能耗，本文设计了一种可供现场泥饼，含水率大大降低。使用的钻井固体废弃物夯实除水装置。（二）装置特点表1SWACO公司钻井固体废弃物主要除水设备密闭式钻屑脱卧螺离心立式钻屑脱大排量卧处理后的钻井固体废弃物核心设备可直接通过固化处理或微生物液离心机机液离心机螺离心机处理，减少药剂的添加量。该装置采用电动带动压头最大处理量/90506032-57运行，操作简单，压头向下挤(t/h)处理粒度/压过程通过自身重量完成降低/2-12/5-10电能消耗，较为节能，处理效µm处理后钻屑含合成基2.5合成基合成基4.5

6、果高，能够满足现场使用需要。油基7该装置较板框式压滤机不油/%油基3-513.2油基7再使用滤膜，省去了更换滤膜二、钻井固体废弃物夯实除水装置工作原理的操作流程，提高了工作效率。（一）工作原理在除水的效果上虽有降低，但钻井固体废弃物夯实除水装置采用重力挤压作用，实现对已经达到了除水的目的。钻井固体废弃物的除水。该装置主要由压头、砂筒、滑轮、卷采用该装置不需要加药处扬机、铰链销、拉手和带滤孔的底座组成（如图1所示）。图2装置实物图理，只需完成固液分离过程，96中国石油石化•CHINAPETROCHEM科研开发不产生其他废弃物。三、装置试验情况

7、在试验过程中，选用含水率大于90%的钻井固体废弃物直接进行夯实试验，得出以下结果。（一）含水率通过折线图可以看出，处理后的固体废弃物含水率基本在70%以下，加入破乳剂后含水率较直接处理略微减小。说明该装置除水效率在20%以上，破乳剂对含水率影响效果不大，因此工作时不需加入药剂。表2处理前后含水率变化加破乳剂后含样品编号原含水率%处理后含水率%水率%1916968.4图5不同井深所获经济效益对比（微生物处理）29171.669.2表4不同井深所获得的经济效益分析39168.667.5减少成本（元）井深产生废弃物/t49167.266.8固化处

8、理微生物处理59167.5663000m90018000450004000m120024000600005000m150030000750006000m1800360001800