鉆修井泥漿后處理回收設備配置方案

李 兵，杜向前，方紅奎

（1.長慶油田采油三廠工藝所，寧夏銀川 750000；2.長慶油田采油三廠吳起采油作業(yè)區(qū)，陜西延安 717600；3.長慶油田采油三廠油房莊采油作業(yè)二區(qū)，寧夏銀川 750000）

0 引言

鉆修井現(xiàn)場泥漿分離物及廢棄泥漿是一種非常復雜的混合物，含有黏土、重晶石、各種化學處理劑、污油、污水、鉆修井過程中地下巖屑及其他礦物質(zhì)，也是主要的石油工業(yè)污染源之一。根據(jù)國家污染防治法及污水綜合排放標準的規(guī)定，這些廢棄物必須經(jīng)過處理才能安全合理利用或排放。在國家法律沒有嚴格規(guī)定以前，大多數(shù)油田采用固化處理（又可以細分為粉煤灰固化、無機固化劑固化、現(xiàn)場集中掩埋固化3 種類型），但現(xiàn)在這種處理方式是明令禁止的。后來采用的MTC（Mud To Cement，泥漿轉(zhuǎn)化為水泥漿）技術(shù)，是在廢棄泥漿中加入高爐礦渣、分散劑、激活劑等將其轉(zhuǎn)化為水泥漿，并用于固井作業(yè)。目前大多數(shù)油田采用化學強化固液分離法，也是本文設備流程所采用的后處理方法。

1 分離原理

化學強化固液分離法是，將通過泥漿收集設備收集的鉆修井廢棄泥漿通過化學方法進行脫穩(wěn)絮凝，使得后續(xù)工藝中固液分離設備最大限度地將混合物中固體液體分離，使分離后的固體污染物得到減量，體積大大減小，同時使無害化處理更加方便；初次分離出的廢水根據(jù)性質(zhì)不同，加入相應處理劑，經(jīng)過二次脫穩(wěn)絮凝、過濾處理后達標排放或直接作為井場工業(yè)用水。

目前影響這一技術(shù)推廣的原因主要有兩個：①根據(jù)不同性質(zhì)及含量的廢棄泥漿，設備工藝過程都有差別較大，要做出一套能針對大多數(shù)性質(zhì)泥漿處理設備配置及工藝方案都不太可能，設備配置數(shù)量，設備配置參數(shù)都要做出調(diào)整；②需要根據(jù)不同的泥漿體系分析計算出加入的化學藥劑配方，由于化學藥劑費用較高，有些配比的泥漿可能計算出很高的加藥量，處理費用將非常高。

本文將以一套水機泥漿處理系統(tǒng)為實例，對化學強化固液分離系統(tǒng)設備配置及參數(shù)進行簡要介紹。

2 方案設計

2.1 系統(tǒng)設備

鉆修井廢棄物處理系統(tǒng)，其處理工藝包括傳輸設備、分離設備、加藥設備、回收設備、固化設備，均能輸送和處理粘稠類泥漿混合物。主要設備由干燥篩、脫水高速變頻離心機、撬座一體罐、液下渣漿泵、攪拌器、敞口四面罐及儲液罐、撬裝固化系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)內(nèi)所有設備撬裝設計，結(jié)構(gòu)緊湊、便于搬遷輸運及現(xiàn)場安裝維護等作業(yè)需求。

2.2 系統(tǒng)功能

（1）鉆修井作業(yè)產(chǎn)生的鉆屑和泥漿經(jīng)過該系統(tǒng)固液分離后，廢棄物中的固相量減少。液相經(jīng)過進一步的處理之后回收利用，實現(xiàn)變廢為寶、節(jié)約成本的目的。

（2）實現(xiàn)客戶集中處理的要求，避免泥漿對現(xiàn)場土壤環(huán)境造成污染。

（3）分離后的固相集中堆放儲存，將進行無害化二次集中處理，達到環(huán)保排放要求。

（4）處理后的液相轉(zhuǎn)運或傳輸?shù)狡貢癯兀部勺鏊酀{二次利用。

2.3 系統(tǒng)工藝參數(shù)

（1）處理量：液相處理量6～12 m3/h；固相處理量12～16 m3/h。

（2）工藝指標：進液含液率≥50%；適用環(huán)境溫度為-20 ℃～45 ℃；適用水基泥漿及固液混合物；加藥絮凝的液相密度1.00～1.01 g/cm3，固相含水率30%～40%；無加藥絮凝的液相密度1.03～1.06 g/cm3，固相含水率30%～40%。

2.4 設計原則

（1）設計制造依據(jù)“先進、可靠、環(huán)保、安全、方便、經(jīng)濟”的原則。

（2）設計制造應符合鉆修井行業(yè)HSE 要求。

（3）設備應滿足既能整體安裝使用，又能單體使用的目的，達到設計合理、能滿足快速拆卸、安裝和易于維護保養(yǎng)的要求，現(xiàn)場運行不許進行特殊的基礎建設。

（4）設備保證能在-20 ℃～+45 ℃環(huán)境溫度下正常工作。

（5）設備均配置國內(nèi)工藝成熟優(yōu)質(zhì)配套產(chǎn)品。

（6）各種材料按照制造和防腐要求配置。

（7）工藝合理，以強化固液分離為突破口，滿足鉆中或鉆后集中處理需要。

（8）機動性強，小型化組裝，便于搬遷的實際需要。

（9）治理固化物減量化、無害化、資源化。

（10）固相浸出液達到環(huán)保標準排放要求。

2.5 系統(tǒng)工藝流程（圖1）

圖1 泥漿后處理工藝流程

（1）將廢棄泥漿鉆屑池內(nèi)的液相通過潛水污泥泵抽至干燥篩，液相經(jīng)過干燥篩處理之后，分離后的固相落入敞口四面罐，分離后的液相進入干燥篩倉。

（2）干燥篩倉的液相通過液下渣漿泵供液給離心機，同時與化學藥品混合，經(jīng)過離心機的處理之后，固相落入敞口四面罐，而清液進入離心機倉。

（3）落入敞口四面罐的固相，由挖機將其轉(zhuǎn)入撬裝固化系統(tǒng)的料斗中。

（4）離心機倉內(nèi)的清液，通過液下渣漿泵輸送到水罐車中，將送往暴曬池或者污水處理廠。

（5）廢棄泥漿鉆屑池內(nèi)，最后剩下的淤泥由挖機轉(zhuǎn)入撬裝固化系統(tǒng)的料斗中，采用固化系統(tǒng)進行全自動固化處理，而后將固化后的固相集中堆放。

2.6 系統(tǒng)設備配置及參數(shù)（表1）

表1 系統(tǒng)工藝設備配置及參數(shù)

3 現(xiàn)場應用

泥漿等廢棄物后處理系統(tǒng)工藝及設備，先后應用于長慶油田鉆修井泥漿不落地環(huán)保改造項目、勝利油田鉆修井廢棄物集中處理項目、西部鉆探鉆修井固控系統(tǒng)升級改造等項目，配置設備及工藝都根據(jù)用戶現(xiàn)場地層性質(zhì)、鉆修井工藝、泥漿配比性質(zhì)來特殊設計配置設備及化學藥品添加配方及添加量，而且根據(jù)現(xiàn)場后處理排放物化驗及時調(diào)整化學添加劑配方。處理效果得到用戶及當?shù)丨h(huán)保部門的驗收，處理后的廢水廢渣符合GB 18599—2020《一般工業(yè)固體廢物儲存、處置場污染控制標準》、GB 8978—1996《污水綜合排放標準》。現(xiàn)場處理后的固相物質(zhì)可直接天然堆放或作為鋪路、制磚、水泥等可利用材料，液相清水可達到工業(yè)用水配方標準直接排放、也可以二次利用。近幾年來現(xiàn)場工藝設計對整套系統(tǒng)參數(shù)及設備配置進行了優(yōu)化調(diào)整，也可應用于其他行業(yè)如醫(yī)藥、生活餐廚垃圾、小區(qū)下水集中處理等行業(yè)的廢棄物處理。