石油鉆井廢棄物微波單模諧振腔處理新工藝

遲曉梅

（蓬萊榮洋鉆采環保服務有限公司，山東蓬萊，265600）

引言

在石油鉆井作業過程中，會產生大量的廢棄鉆井液、廢水、以及鉆屑等廢棄物。鉆井液大多都是泥漿形態，一般會有油基、水基以及復合基的區別。水基泥漿對于環境的影響不大，沒有什么污染，不過其他兩種泥漿如果隨意排放到周邊環境中，就會危害到周邊的環境。隨著全球環境污染的日益嚴重，人們的環保意識也逐漸加強，對于相關的廢棄物的容忍度也是越來越低，對于污染物的處理標準也逐步提升。

1 微波的特點

當電磁波的頻率在300MHz與300GHz之間的時候，我們就可以稱之為微波，它只是無線電波的一個頻帶，毫米波、厘米波以及分米波都屬于是微波。多數無線電波的頻率都要低于微波頻率，并且波粒二象性同樣也是微波的一種性質。微波具有吸收、反射以及穿透等三種基本特性。能夠輕易的穿透瓷器、塑料以及玻璃，而經過水和食物的時候，則會被吸收，使其溫度上升，而反射則主要是在面對金屬類物品的時候會發生。

1.1 微波具有似聲性、似光性

微波的波長和我們常見的物體的尺寸差不多，甚至還會小一些，跟光波和聲波比較類似，性能相近，也就是我們所說的似聲性、似光性。因此經常被用來制作天線系統，也可以當作微波波導或者是喇叭天線。

1.2 微波具有穿透性

由于微波具有非常高的頻率，因此具有很強的穿透性，它可以穿透電離層甚至是離子體，并且可以進入物體的內部比較深的位置。建筑、地表、云層以及雨雪都擋不住微波，不會受到時間和氣候的影響，因此在遙感技術中使用的非常多，也經常會用作進行通信。

1.3 微波具有信息性

微波具有很大的信息容量，是優秀的信息載體，比低頻電波更加優良。微波作為信號可以提供很多的信息，包括極化信息、相位信息以及多普勒信息等，都可以提供，這對于進行探測、收集信息以及遙感控制來說是非常重要的。

2 微波單模諧振腔的工作原理

微波發生器的磁控管使用的是直流電源，它可以形成一個交變電場，這個交變電場會對范圍內的物體產生作用，通過微波使得物體內的極性分子產生急速的碰撞與轉動，次數能夠達到25億次/秒以上，在電場的不斷變化下就會發生熱效應，但是在分子受熱加速運動以后又會阻礙電場變化引起的分子運動，兩者之間產生了摩擦，就把電能轉換成了分子的熱能，進一步加劇這種摩擦的程度，使得溫度快速升高，最終達到加熱物體的目的。

3 實驗部分

3.1 實驗方法以及使用的裝置

為了體現微波單模諧振腔處理的作用，我們對此進行了實驗，并對實驗結果進行了記錄和分析。首先是確定使用的微波裝置的類型，要求裝置的頻率和功率都要滿足使用要求，同時需要配備專用的自動以及手動調頻器，對其進行控制和調整，提升裝置的性能。然后是收集鉆井廢棄物，將裝有廢棄物的裝置放在微波裝置的電磁場中，一般會放在中部，然后開啟微波裝置，開始對廢棄物進行處理工作，并記錄處理情況。

3.2 樣品性質的選擇

對于排放的石油鉆井廢棄物要進行篩選，控制廢棄物中的水分以及油質量，同時注意它的密度情況。一般來說如果密度達到了 1.74kg/L，并且水分質量也在6.0%上下的時候，我們就會認定這些廢棄物的含油量過高，超出標準，需要進行進一步處理，所以一定要做好樣品的檢驗，這才才能做好對于廢棄物參數的掌控，及時的進行處理，防止超標，影響生產。

4 結果和討論

4.1 石油鉆井廢棄物微波脫油的正交試驗設計

相關數據表明石油鉆井廢棄物微波處理效率和微波設備工作的效率是正比關系，微波設備的功率決定著廢棄物處理的效率。對其他一些產生影響的物質進行分析研究時發現，在石油鉆井廢棄物的微波脫油處理上，其效率和一些相關的影響因素之間，有著一定的關聯。我們在進行石油鉆井廢棄物微波脫油時，根據當時的實際情況和要求，相應的對一些影響要素做一些適當的調節，使油鉆井廢棄物微波脫油的工作效率能夠得到更大的提高。

4.2 石油鉆井廢棄物水含量對其微波脫油效率的影響

及時的對收集到的廢棄物的樣品鍵入不同量的水分，制成待測物質，用于進行對水分含量對于廢棄物微波處理效果的影響的測驗。經過測驗后發現，待測物種的水分含量越高，越容易進行脫油處理，效率也更好一些。可見，在通過微波對石油鉆井廢棄物進行處理的時候，水分的加入可能有助于物質能夠受到均勻加熱，并且因為水分被鎖在物質內部不能蒸發，使得水分的溫度已經超過了它的沸點，同樣也可以提高加熱物質的速度，提高升油分分離的效率。

4.3 石油鉆井廢棄物微波處理回收油和殘渣中剩余油的性質

把通過微波處理分離實驗得到的油和梳理后還殘留殘渣的少量剩余油做色譜的分析。整個過程中殘渣里剩余的油和回收由的成分沒有改變，和鉆井泥漿里加的油是一樣的成分，進而可以作為油基泥漿，進行循環使用。

5 結束語

現代社會對于石油的需求量是非常大的，對石油工程的建設和開采帶來了很大的壓力，需要提高石油開采的效率和質量，而通過微波單模諧振腔處理技術對石油鉆井廢棄物的處理，能有有效的提高石油的產量和質量，在一定程度上緩解生產壓力，還能減少對于環境帶來的污染，這也是石油生產重要的研究課題。隨著科學技術的不斷進步，越來越多的先進技術融入到了微波單模諧振腔處理中來，使得它的處理效果更加優越，促進了石油生產技術的發展。

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