巖屑回收系統在模塊鉆機上的應用

莫辛

（湛江南海西部石油勘察設計有限公司，廣東 湛江524057）

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巖屑回收系統在模塊鉆機上的應用

莫辛

（湛江南海西部石油勘察設計有限公司，廣東 湛江524057）

摘要：鉆井廢棄物是鉆井污水、鉆井液（鉆井泥漿）、鉆井巖屑和污油的混合物，具有高粘性、高腐蝕性、高含油量、高污染性，處理難度大等特點。對于鉆井巖屑的排放標準各國的環保法律法規都有嚴格的要求，因此，必須對鉆井巖屑進行處理和回收，本文介紹了巖屑回收關鍵設備的基本原理，通過應用實例詳細介紹了巖屑回收系統的處理流程，有效地避免環境污染，同時節約了鉆井液材料，降低鉆井液成本，對今后海洋模塊鉆機的巖屑回收系統設計具有借鑒意義。

關鍵詞：巖屑回收；模塊鉆機

鉆井廢棄物是鉆井污水、鉆井液（鉆井泥漿）、鉆井巖屑和污油的混合物，是一種相當穩定的膠態懸浮體系，含有粘土、加重材料、各種化學處理劑、污水、污油及鉆屑等，具有高粘性、高腐蝕性、高含油量、高污染性，處理難度大的特點。隨著全球對自然環境的重視以及各國環保法律法規的健全和完善，對鉆井現場廢棄物處理提出了更高的要求。在《海洋石油勘探開發環境保護管理條例實施辦法》中第十五條明確規定：使用水基泥漿時，應盡可能避免或減少向水基泥漿中加入油類，含油量超過10%（重量）的水基泥漿，禁止向海中排放；需使用油基泥漿時，應使用低毒油基泥漿；采取有效的技術措施，使鉆屑與泥漿得到充分的分離；油基泥漿必須回收，不得排入海中；鉆屑中的油含量超過15%（重量）時，禁止排放入海。因此，在海洋油氣田開發中，傳統的鉆井和完井過程產生大量的鉆井巖屑，必須進行回收處理，避免污染海洋環境。本文介紹了巖屑回收關鍵設備的基本原理，通過應用實例詳細介紹了巖屑回收系統的處理流程，能有效地避免環境污染，同時節約了鉆井液材料，降低鉆井液成本，對今后海洋模塊鉆機的巖屑回收系統設計具有借鑒意義。

1　巖屑回收的原理

巖屑脫干法是較為常規的巖屑處理回收方法，且相對經濟。巖屑脫干法是指將巖屑通過專用設備進行脫干處理，并儲存到巖屑箱中，再運輸至特定地點進行進一步處理，可采用巖屑焚燒技術、巖屑干餾技術以及巖屑回注等技術使巖屑含油量達到排放標準，巖屑排放標準通常被表述為巖屑上的原油含量。巖屑脫干法主要處理關鍵設備是螺旋輸送機和甩干機。

1.1螺旋輸送機

螺旋輸送機是一種可運送無粘性的干粉物料和小顆粒物料，一般由輸送機本體、進出料口及驅動裝置三大部分組成，基本工作原理是利用旋轉的螺旋將被輸送的物料沿固定的U形機殼內推移而進行輸送工作，最后從出料口卸出，可以在U形槽的任何位置進料，可以水平安裝，也可以傾斜一定的角度安裝，結構比較簡單，使用靈活，價格也低廉。螺旋輸送機結構示意圖見圖1.

圖1　螺旋輸送機結構示意圖

1.2甩干機

鉆屑甩干機不僅能非常好的解決現場環境問題，還能對現場泥漿凈化固控系統產生的廢液進行二次的回收處理，能最大化的保留有用泥漿，同時，能對鉆井廢液中的鉆屑進行干燥處理，降低現場作業對于周圍環境的破壞。

立式甩干機是一種立式過濾式脫油離心機，其工作原理通過900 r/min的高速旋轉產生400G的離心力，需要處理的巖屑經由上部的漏斗進入，進口泥漿的固體顆粒在高速離心力作用下，通過V型錐桶不銹鋼篩網腔體的過濾，使含油基液通過過濾篩網排出腔體后，由泥漿回收槽排出，而干燥后的固相顆粒通過內部的旋轉撥盤，帶離至排沙下錐桶收集處理。可將含油鉆屑中的液體甩出，降低廢棄鉆屑的含油率，從而實現固液分離，處理后的鉆屑含液量可達到5～8%，處理速度快，效率高，可有效滿足鉆井現場大量鉆井廢棄物的快速處理，將污染減到最少。甩干機結構示意圖如圖2.

圖2　甩干機結構示意圖

2　應用實例

潿洲11-4N油田二期位于中國南海北部灣海域，距北海西南約85 Km.潿洲11-4N WHPB平臺所在海域水深37.9 m，為8腿8主樁井口平臺，設置40井槽、HZJ70/450DB模塊鉆機及120人生活樓。初期鉆井21口，預留19井槽，井槽排列為5X8，井槽間距2 m X 1.8 m.

該鉆機在鉆井過程中需采用油基泥漿進行打井，對于從泥漿分離出來的巖屑進行集中回收處理，同時兼顧不采用油基泥漿進行鉆井時，達到排放標準的巖屑也能直接排海。因此需設計出了一套適合模塊鉆機的巖屑處理系統流程。系統流程簡圖如圖3.

圖3　回收方案簡圖

油基泥漿從井內返出后，分別經過4臺240 m3/h的振動篩，初步分離出的泥漿液相進入泥漿池循環系統繼續處理使用，分離出來的巖屑固相，則進入兩條30 m3/h螺旋輸送機，輸送至下方的甩干機進行進一步的處理，同時需增設應急回收的流程，以應對突發的應急工況，甩干機的巖屑處理能力為30m3/h，甩干機處理后的固相再次通過螺旋輸送機輸送至巖屑箱進行回收，而分離出的液相則泵入高速離心機進行二次處理，得到的固相直接進行回收或者通過螺桿泵進入巖屑箱。

該系統流程有效的滿足了巖屑處理和回收的要求，經過對現場的取樣分析，巖屑的含油量都控制在8%以內，滿足相關法律法規的相關排放標準，有效的控制了自然環境的污染，同時通過合理靈活布置，大大減少固相顆粒廢料的堆放體積，使作業的現場環境也更為整潔，另外更為寶貴的基液得到了有效回收，能繼續投入使用，大大的降低了作業成本。

3　結束語

巖屑回收系統是海洋石油開發中不可或缺的重要部分，在常規模塊鉆機上的有效應用，不僅解決了巖屑的處理回收難題，保護了海洋環境，還最大化的保留有用泥漿，節約了鉆井液材料，降低鉆井液成本。面對我國海洋石油工業的快速發展和海洋環境保護法規排放標準趨于嚴格，我們應當積極研究和引進先進的鉆井廢棄物處理新技術，加快發展巖屑處理技術的速度，進一步縮小與發達國家之間的差距，我們既要經濟效益的同時，又要碧海藍天。

參考文獻：

［1］易紹金．海上鉆井含油鉆屑處理技術［J］．中國海上油氣（工程），2001，13（6）：52-54．

［2］胡小剛．國外鉆井巖屑處理技術與國內應用研制分析［J］．石油機械，2009，37（9）：159-161．

Application of Drilling Cuttings Recovery System in Modular Drilling Rig

MO Xin
（NHWOC Zhan Jiang Survey and Design CO.，Ltd.Zhanjiang Guangdong 524057，China）

Abstract：Drilling waste is a mixture of drilling waste water，drilling fluid（drilling mud），drilling cuttings and waste oil.It has the characteristics of high viscosity，high corrosion resistance，high oil content，high pollution，and so on.Emission standard of drilling cuttings，various countries have environmental protection laws and regulations are strict requirements，it is necessary to carry out treatment and recycling of drilling cuttings，this paper introduces the basic principle of cuttings recovery is the key equipment for，through application examples are introduced in detail cuttings recovery system processing flow process，effectively avoid environmental pollution，and saving the drilling fluid materials，reduce the cost of drilling fluid，for future offshore module drilling rig cuttings recovery system has the reference significance for design.

Key words：drilling cuttings recovery；modular drilling rig

中圖分類號：U674.38

文獻標識碼：A

文章編號：1672-545X（2016）03-0247-02

收稿日期：2015-12-10

作者簡介：莫辛（1981-），男，廣西來賓人，機械工程師，主要從事海洋石油機械設計與研究、壓力容器設計工作。