[發(fā)明專利]一種頁(yè)巖油基鉆屑資源化處理裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110297680.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112983319B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興國(guó);張世豪;梅明佳;李代強(qiáng);孫浩;徐睿;楊學(xué)松;龐佑元;劉開(kāi)強(qiáng);李真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B21/06
• 分類號(hào): E21B21/06;C02F11/10;C10G1/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明涉及一種頁(yè)巖油基鉆屑資源化處理裝置，包括電磁感應(yīng)加熱器1、熱解爐3、溫度傳感器7、壓力傳感器5、真空泵6、冷凝器8、溫度控制器13和ECU控制單元14，熱解爐上蓋的三通道單向閥分別連接真空泵6、廢氣循環(huán)通道34和冷凝器8；熱解爐內(nèi)設(shè)置電磁感應(yīng)加熱器1，加熱器依次連接電磁感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)器2、溫度控制器13和ECU控制單元14。資源化處理方法包括：將頁(yè)巖油基鉆屑放入熱解爐內(nèi)；通過(guò)ECU控制單元輸入設(shè)定的熱解析溫度和熱解爐達(dá)到預(yù)定溫度后的保溫時(shí)間；真空泵對(duì)熱解爐內(nèi)抽真空；啟動(dòng)電磁感應(yīng)加熱器，實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)巖油基鉆屑的資源化處理。本發(fā)明在處理鉆屑達(dá)到國(guó)家危廢排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，最大限度地回收石油烴等有利用價(jià)值的產(chǎn)物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井鉆屑處理領(lǐng)域，特別涉及一種頁(yè)巖油基鉆屑資源化處理裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著頁(yè)巖氣井的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，具有強(qiáng)抑制、耐溫、抗污染、潤(rùn)滑性等諸多優(yōu)點(diǎn)的油基鉆井液被普遍使用，鉆井過(guò)程產(chǎn)生大量的頁(yè)巖油基鉆井液固廢，其主要由頁(yè)巖油基鉆屑組成。其成分復(fù)雜，含有高分子化合物、石油烴類、黏土礦物（如蒙脫石、高嶺石等）、碎屑礦物（如長(zhǎng)石、石英等）、自生礦物、少量重金屬（汞、砷、鉻、鎘、鉛等）等，其中有機(jī)物由具有生物難降解性、生物毒性和緩釋性，重金屬具有不可降解性和生物毒性，堿性鹽可導(dǎo)致土壤鹽堿化，這些物質(zhì)難以通過(guò)微生物自然降解，長(zhǎng)期的堆積會(huì)影響地表的植物生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成水源、大氣及土壤的污染，危及人們的生命安全。

國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了對(duì)油基鉆屑的排放要求。歐洲自1993年就要求固體廢棄物中油類物質(zhì)的含量應(yīng)小于1%，2000年11月后達(dá)到零排放。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)各鉆井企業(yè)對(duì)油基鉆屑及相關(guān)廢棄物處理都十分重視，《國(guó)家清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》和《固體廢物環(huán)境污染防治法》明確要求必須對(duì)含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理。

目前國(guó)內(nèi)外含油巖屑處理技術(shù)有：填埋法、回注法、焚燒法、化學(xué)清洗法、溶劑萃取法等技術(shù)。填埋法處理無(wú)法資源化利用油基鉆屑中的原油等烴類和鉆屑廢渣，主要適用于水基鉆屑，存在污染環(huán)境的隱患。回注法無(wú)法資源化利用，成本高，存在環(huán)境污染的隱患。焚燒法有機(jī)物全部處理，但是不能回收原油，燃燒排放的煙氣中含硫化物、二噁英、重金屬等，二次污染嚴(yán)重，并且向大氣中排放大量的二氧化碳。化學(xué)清洗法處理后鉆屑含油＞2%，難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鉆屑無(wú)法資源化利用，剩余污水污泥量大，形成二次污染，并且化學(xué)處理藥劑具有單一性。溶劑萃取法設(shè)備密閉性要求高，工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，僅適合含油率較低的鉆屑，剩余污水污泥量大，需二次處理。

電磁感應(yīng)加熱處理法可以使含油鉆屑完全無(wú)機(jī)化，烴類可回收利用，處理速度快，對(duì)鉆屑處理徹底，二次污染少，不受規(guī)模限制。在熱處理裝置上，一方面很多熱解爐里含有大量的氧氣，未能使熱解爐內(nèi)呈絕氧狀態(tài)；另一方面熱解爐與外界熱交換較高，使得熱解爐的熱量利用率低。基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出對(duì)頁(yè)巖油基鉆屑進(jìn)行資源化處理，利用抽真空系統(tǒng)降低熱解爐內(nèi)部的氧氣，保證熱解爐內(nèi)部的無(wú)氧狀態(tài)，利用廢氣循環(huán)系統(tǒng)提高熱解爐的能量利用率，使資源不僅能夠循環(huán)使用，而且在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)又得到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種頁(yè)巖油基鉆屑資源化處理裝置，該裝置采用均勻受熱的電磁感應(yīng)加熱器使得熱解爐受熱均勻，采用廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)，利用廢氣再利用來(lái)增加熱解爐的能量利用率，解決熱解爐耗能高的缺點(diǎn)；采用廢液分類處理系統(tǒng)，有針對(duì)性地對(duì)廢液進(jìn)行處理，減少后期的工作成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明的另一目的還在于提供利用上述裝置進(jìn)行頁(yè)巖油基鉆屑資源化處理的方法，該方法解決了目前熱解析方法耗能高、熱量利用率低、石油烴回收復(fù)雜等技術(shù)短板，在處理鉆屑達(dá)到國(guó)家危廢排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，最大限度回收石油烴等有利用價(jià)值的產(chǎn)物，做到資源的綠色循環(huán)使用。

為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。