專利名稱：鉆井液的固相控制及水處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于鉆井液固相控制、井場廢水處理和泥漿回收的綜合工藝。
目前國內外常用的固控工藝是利用振動篩，旋流分離器(除沙器，除泥器)，離心機等達到處理鉆井液中有害固相的目的，其中，除振動篩外，均利用重力沉降原理實現固液分離。它們存在著以下幾方面的不足(1)、固相控制效果不佳，不能有效地清除鉆井液中的有害固相，使其固相含量不斷升高，增加了鉆井液性能的維護成本，使鉆井液性能不穩定，鉆井機械鉆速降低，井下事故率提高，影響鉆井綜合效益。
(2)、旋流分離器的低流比重低，含濕量高，鉆井液浪費大，同時給井場造成環境污染。
(3)、離心機的處理量小，間斷工作，工藝要求高，效率低，動力要求高，且對非加重鉆井液沒有明顯的處理效果。
(4)、現使用的固控設備較多，一次性投資高，同時，動力要求高。
(5)、設備的綜合利用率低，整體效益差。
另外，目前在鉆井工藝中，對井場的廢水處理和泥漿回收都沒有較好的辦法。
本工藝的第一目的在于用加壓或壓榨過濾設備代替傳統的重力沉降分離設備取得好的鉆井液固控效果，效率高，投資少;本發明的第二目的是對井場的廢水積極控制，綜合治理;本發明的第三目的是將使用過的泥漿回收，節約成本。
通過本發明，可以得到很好的固控效果，減少鉆井液的維護成本，提高鉆速;使井場的環境得到綜合治理;回收泥漿中的坂土及藥品。有很好的經濟效益和社會效益。
本發明的原理是使用加壓或壓榨過濾代替重力沉降法進行固液分離，來達到除去鉆井液中的有害固相和井場廢水中的懸浮物并回收泥漿的目的。
以下結合附圖對本發明進一步的詳細描述。
本發明的固控工藝是用加壓或壓榨過濾實現固液分離來代替傳統的重力沉降法對鉆井液進行固相控制。其工藝流程如

圖1所示。使用一組加壓或壓榨過濾設備，包括連續和間歇、立式加臥式，如板框、廂式壓濾機，帶式過濾機，轉鼓型、濾葉型、凹板型、圓管型等設備，實現全部或部分鉆井液的固相控制。根據鉆井液的顆粒度分布情況和對鉆井液的要求，選擇適當的過濾介質。
如附圖1所示鉆井液由井口6帶鉆屑流出，至振動篩1，振動篩除去約20%-30%的一部份較大顆粒的鉆屑，排到廢渣池7中;之后泥漿經泥漿槽3進入過濾設備2(可以是一組機器切換使用，也可視設備性質單機連續使用)，過濾后較干的濾渣可直接運移或排入廢渣池7中;過濾后的泥漿經過泥漿槽3進入泥漿罐4，在此過程中，由于重力作用，又有一些固相沉淀于泥漿槽3和泥漿池4中;最后由泥漿泵5將泥漿池4中的泥漿注入井6中，完成一個循環。另外，視過濾機組的處理能力，來決定是否代替振動篩，實現固控一步化。
根據鉆井液及鉆井工藝的情況，選用適當的機型和過濾介質，可以有效地控制鉆井液中的固相顆粒度，從而清除有害固相，使鉆井液的比重等保持相對穩定，以減少對鉆井的影響。由于加壓或壓榨作用，使得濾渣的含濕量很低，運移及處理均很方便;同時鉆井液的流失極少，因此井場廢水池的占地面積減少，環境污染情況大為改善，有效地控制了井場的污染源。
本發明的廢水處理工藝是通過加壓或壓榨過濾設備來實現的。
鉆井廢水的主要來源是沖洗鉆臺污水，旋流分離器低泥漿、剩余泥漿及雨水等。它們的主要成分是懸浮物，伴有極少量的油、COD和鉆井中使用的藥品。因此，廢水處理的主要任務是清除懸浮物。由于使用上述新的固控工藝，不存在旋流分離器低流泥漿，廢水量減少，而懸浮物含量大大降低。該工藝已有效地控制了污染源。
如圖2所示先將廢水由廢水池1抽至處理池2內，視廢水情況加藥物進行預處理3(絮凝，中和，除油等)，然后進入過濾設備4中，過濾介質應根據排放水標準選擇。過濾后的清水其懸浮物和酸堿性可達到直接排放標準。如果處理后的清水達到排放標準，可直接排放或回用5，若其他指標不能達到排放要求，可在過濾設備4后再進行處理6。本發明的廢水處理工藝又分以下兩種情況①、在完井后，可利用上述工藝中的固控設備進行廢水處理。這種情況，可以一機多用，減少投資，井隊搬遷容易。
②、另使用一套加壓或壓榨過濾設備，專用于環保，即在鉆井的同時，對廢水進行處理。處理后所得水可以直接用于配制泥漿或沖洗鉆臺，節約用水泥漿配制藥品，減少了排放水總量，同時也減少了廢水池的占地，縮短了后期處理時間。
本發明的泥漿回收工藝是在完井后，利用上述固控工藝中的加壓或壓榨過濾設備，選用更細的過濾介質，對剩余泥漿進行處理，處理后的清水可排放(參考上述廢水處理工藝)，濾渣即為要回收的坂土，這樣，既節約了坂土和部份藥品，又使其干燥結塊，便于運移。
現用下列實例進一步說明本發明。
在這里對固相控制、廢水處理及泥漿回收均以壓濾機為例。
(1)、固相控制有下面一個鉆井現場鉆井平均速度為 6m/h井口的直徑為 20cm鉆井液的比重為 1.03g/cm3
鉆井液的排量為 0.04m3/S鉆屑的比重為 2.0g/cm3故每小時鉆井液的總量為 144m3每小時出鉆屑量為 0.19m3若振動篩除去鉆屑的30%還剩0.13m3需壓濾機處理。
若選擇XAMSY80/800-UBK型80m2的廂式壓濾機進行處理，其濾室容積為1.272m3，故需9.5小時才可將機裝滿。選擇適當的過濾介質，可使泥漿中顆粒度大于2μ的有害固體顆粒基本除去。
如果壓濾機除去剩余鉆屑中的95%，則每小時泥漿中的有害固相增加量為0.0067m3，經過15天連續鉆井，共增加固相2.41m3，故鉆井液的比重增加0.034g/cm3，即當井深達2160m時，鉆井液的比重升至1.064g/cm3，基本達到低固相要求。而且，當鉆井液在地面循環過程，由重力產生的自然沉降也會使固相得到減少，比重會進一步降低。
在此計算中沒有考慮鉆屑遇水后體積增大，因為在壓力作用下增大的體積可以基本恢復。
(2)廢水處理廢水處理量及其含固量是較難估算的，與鉆井工藝及井場情況、氣候等關系較大，在此不作詳例。
(3)、泥漿回收若同樣使用XAMSY80/800-UBK型80m2的廂式壓濾機進行處理，選擇更密的濾布，加上濾餅自身的過濾，可使2μ左右的固相得到有效的過濾。
設泥漿中的固相均為有用固相，顆粒度為2μ左右。
泥漿總量為 100m3其中含固量為 6%(體積比)總固相體積 6m3使用G50-1型螺桿泵，其排量為24m3/h故每小時處理固相為1.44m3，即約每53分鐘卸渣一次。
連續處理6m3的固相，約需4小時多(不包括卸渣時間)。
本發明與現有工藝相比，具有以下優點1、用壓加或壓榨過濾代替傳統的重力沉降實現固液分離，其效率高，效果好。
2、比原工藝減少了污水源，并積極處理剩余廢水，達到綜合治理的目的。
3.在傳統的鉆井工藝中，對剩余泥漿不進行回收，既浪費了泥漿中的坂土和藥品，又增加了大量的須處理的廢水，本發明解決了上述問題，節約了大量成本，減少了廢水處理量。
4、本工藝投資低，使用設備少，易于管理和維修，設備的綜合利用率高。
權利要求
1.一種用于鉆井液固相控制、井場廢水處理和泥漿回收的綜合新工藝，其特征在于使用加壓或壓榨過濾設備，來達到鉆井液固相控制、井場廢水處理和泥漿回收的目的。
2.按權利要求1所述的鉆井液固相控制工藝，鉆井液由井口6帶鉆屑流出，至振動篩1，振動篩除去約20%-30%的一部份較大顆粒的鉆屑，排到廢渣池7中;之后泥漿經泥漿槽3進入過濾設備2(可以是一組機器切換使用，也可視設備性質界機連續使用)，過濾后較干的濾渣可直接運移或排入廢渣池7中;過濾后的泥漿經過泥漿槽3進入泥漿罐4，在此過程中，由于重力作用，又有一些固相沉淀于泥漿槽3和泥漿池4中;最后由泥漿泵5將泥漿池4中的泥漿注入井6中，完成一個循環。另外，視過濾機組的處理能力，來決定是否代替振動篩，實現固控一步化。
3.按權利要求1所述的井場污水處理工藝，將廢水池1抽至處理池2內，視廢水情況加藥物進行預處理3(絮凝，中和，除油等)，然后進入過濾設備4中，過濾介質應根據排放水標準選擇。
4.按權利要求1所述的泥漿回收工藝，在完井后，利用固控的加壓或壓榨過濾設備，選用更細的過濾介質，對剩余泥漿進行處理，濾渣即為要回收的坂土。
5.按權利要求2、3、4所述的加壓或壓榨過濾設備，包括連續和間歇，立式和臥式，如板框、廂式壓濾機，帶式過濾機，轉鼓型、濾葉型、凹板型、圓管型等設備。
全文摘要
本發明涉及一種用于鉆井液固相控制、井場廢水處理和泥漿回收的綜合工藝。它是用加壓過濾原理達到固液分離的目的。使用一組加壓或壓榨過濾設備，清除鉆井液中的有害固相，同時，有效地控制了井場污染源。使用同樣原理的過濾設備，對井場廢水進行處理，使其懸浮物含量一次達到國家規定的排放標準。在完井時，利用上述固控設備對剩余泥漿進行處理，回收坂土，并減少了廢水處理量。該綜合工藝設備少投資低，設備綜合利用率高，節約鉆井成本。
文檔編號C02F1/58GK1055573SQ9010191
公開日1991年10月23日 申請日期1990年4月5日 優先權日1990年4月5日
發明者樊斌, 周在平 申請人:樊斌