[發明專利]一種固化劑及其在鉆井廢棄物固化處理中的應用

在審

• 申請號: 202210923464.4
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN116425458A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 李亭
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: C04B26/32
• 分類號: C04B26/32;C04B18/12
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 蔡昌偉

本發明涉及一種固化劑及其在鉆井廢棄物固化處理中的應用，屬鉆井廢棄物固化技術領域。包括組分A和組分B，組分A和組分B之間的配比為1—4:1；并可根據現場鉆井廢棄物的體積或質量進行調節；以調整鉆井廢棄物的固化時間和強度。本發明利用固化劑的兩種組分先后添加到鉆井廢棄物中，能夠將不同顆粒大小的廢棄物聚集成團或塊，覆蓋范圍廣，固化更加徹底。相比現有固化技術將鉆井廢棄物固化的時間往往在7天左右，本發明的固化時間縮短在2天以內，大大減少了固化時間，使現場施工時間會相應的縮短。相對于現有技術，其強度會大幅度提高，廢棄物固結的穩定性增強，更加安全環保。

技術領域

本發明涉及一種固化劑及其在鉆井廢棄物固化處理中的應用，屬鉆井廢棄物固化技術領域。

背景技術

在石油天然氣鉆井過程中，經振動篩分離出的巖屑和鉆完井及清罐產生的廢棄鉆井液經固液分離后產生大量的鉆井廢棄物，需要無害化處理。對此，國內外已形成坑內填埋、注入安全地層、土地耕作、坑內密封、固液分離、回收利用、生物降解和化學固化等多種處理方法。其中化學固化方法是基于廢泥漿中含有一定數量的固相，加入一定量的固化劑，產生具有一定強度且穩定的抗水固體，將廢泥漿中的有害成分如重金屬、高聚物和油類等封閉包裹于其中，以防止向外部環境擴散導致環境污染。其中所用固化劑主要是粉煤灰、水泥和復合材料等三種，盡管具有施工簡單、速度快、經濟等特點，但存有廢泥漿中的有害成分處理不均勻，易擴散和遷移的缺陷，因此，隨著環保要求的提高，有必要開發一種更加高效和無害化的鉆井廢棄物固化處理技術。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種能夠將廢泥漿中的微小顆粒等固結成團，且強度大，穩定性高，以避免現有廢泥漿中的有害成分處理不均勻，易擴散和遷移問題的固化劑及其在鉆井廢棄物固化處理中的應用。

本發明的技術方案是：

一種固化劑，包括組分A和組分B，其特征在于：組分A和組分B之間的配比為1—4:1；并可根據現場鉆井廢棄物的體積或質量進行調節；以調整鉆井廢棄物的固化時間和強度；組分A用于將分散的鉆井廢棄物顆粒進行包裹，以聚集成團或塊；組分B用于與固化劑A進行接觸反應，以形成相互交聯的網絡從而達到固化的效果、增大聚集物的強度。

固化劑在鉆井廢棄物固化處理中的應用為；

按鉆井廢棄物、組分A和組分B，?100—400:?1—?4:?1的重量配比；首先向鉆井廢棄物添加組分A，攪拌均勻后，再添加組分B，當組分A和組分B接觸后相互作用反應，將廢棄物固結在一起實現固化。

所述的組分A為重量比為75%的水、20%的聚乙二醇和5%的陽離子聚丙烯酰胺構成的混合液。

所述的組分B為重量比為88%的水、10%的鄰苯二甲酸酐和2%的硅烷偶聯劑構成的混合液。

所述的組分A和組分B的反應式為：

本發明的有益效果是：

本發明利用固化劑的兩種組分先后添加到鉆井廢棄物中，能夠將不同顆粒大小的廢棄物聚集成團或塊，覆蓋范圍廣，固化更加徹底。同時，根據兩種固化劑之間的反應和添加數量比例等，可調控將鉆井廢棄物固化的時間。相比現有固化技術將鉆井廢棄物固化的時間往往在7天左右，本發明的固化時間縮短在2天以內，大大減少了固化時間，使現場施工時間會相應的縮短。相對于現有技術，其強度會大幅度提高，廢棄物固結的穩定性增強，更加安全環保。另一方面，本發明固化劑為液態，更容易與鉆井廢棄物接觸，覆蓋面更廣，因此固化效果會更好。組分A對于細小的顆粒或微粒等具有較強的捕捉和聚集能力，因此，對于鉆井廢棄物的固化會更加全面徹底。另外，組分A和B，均清潔環保無毒害，符合各項環保要求。

為了驗證本發明的固化效果，發明人通過室內實驗進行效果評價，以證明該技術的優越性。

1.準備石英砂(固相含量90%-95%)，稱重200克，按1-4:1比例配制組分A和組分B溶液，

2.按比例將組分A添加到石英砂并攪拌;