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區，陜西延安 717600；3.長慶油田采油三廠油房莊采油作業二區，寧夏銀川 750000）

0 引言

鉆修井現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，也是主要的石油工業污染源之一。根據國家污染防治法及污水綜合排放標準的規定，這些廢棄物必須經過處理才能安全合理利用或排放。在國家法律沒有嚴格規定以前，大多數油田采用固化處理（又可以細分為粉煤灰固化、無機固化劑固化、現場集中掩埋固化3 種類型），但現在這種處理方式是明令禁止的。后來采用的MTC（Mud To Cement，泥漿轉化為水泥漿）技術，是在廢棄泥漿中加入高爐礦渣、分散劑、激活劑等將其轉化為水泥漿，并用于固井作業。目前大多數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絮凝，使得后續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性質不同，加入相應處理劑，經過二次脫穩絮凝、過濾處理后達標排放或直接作為井場工業用水。

目前影響這一技術推廣的原因主要有兩個：①根據不同性質及含量的廢棄泥漿，設備工藝過程都有差別較大，要做出一套能針對大多數性質泥漿處理設備配置及工藝方案都不太可能，設備配置數量，設備配置參數都要做出調整；②需要根據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為實例，對化學強化固液分離系統設備配置及參數進行簡要介紹。

2 方案設計

2.1 系統設備

鉆修井廢棄物處理系統，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、撬裝固化系統等組成。系統內所有設備撬裝設計，結構緊湊、便于搬遷輸運及現場安裝維護等作業需求。

2.2 系統功能

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

（2）實現客戶集中處理的要求，避免泥漿對現場土壤環境造成污染。

（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，達到環保排放要求。

（4）處理后的液相轉運或傳輸到曝曬池，也可做水泥漿二次利用。

2.3 系統工藝參數

（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“先進、可靠、環保、安全、方便、經濟”的原則。

（2）設計制造應符合鉆修井行業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的要求，現場運行不許進行特殊的基礎建設。

（4）設備保證能在-20 ℃～+45 ℃環境溫度下正常工作。

（5）設備均配置國內工藝成熟優質配套產品。

（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）固相浸出液達到環保標準排放要求。

2.5 系統工藝流程（圖1）

圖1 泥漿后處理工藝流程

（1）將廢棄泥漿鉆屑池內的液相通過潛水污泥泵抽至干燥篩，液相經過干燥篩處理之后，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，由挖機將其轉入撬裝固化系統的料斗中。

（4）離心機倉內的清液，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，最后剩下的淤泥由挖機轉入撬裝固化系統的料斗中，采用固化系統進行全自動固化處理，而后將固化后的固相集中堆放。

2.6 系統設備配置及參數（表1）

表1 系統工藝設備配置及參數

3 現場應用

泥漿等廢棄物后處理系統工藝及設備，先后應用于長慶油田鉆修井泥漿不落地環保改造項目、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升級改造等項目，配置設備及工藝都根據用戶現場地層性質、鉆修井工藝、泥漿配比性質來特殊設計配置設備及化學藥品添加配方及添加量，而且根據現場后處理排放物化驗及時調整化學添加劑配方。處理效果得到用戶及當地環保部門的驗收，處理后的廢水廢渣符合GB 18599—2020《一般工業固體廢物儲存、處置場污染控制標準》、GB 8978—1996《污水綜合排放標準》。現場處理后的固相物質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用水配方標準直接排放、也可以二次利用。近幾年來現場工藝設計對整套系統參數及設備配置進行了優化調整，也可應用于其他行業如醫藥、生活餐廚垃圾、小區下水集中處理等行業的廢棄物處理。