[发明专利]一种高温高压对钻井废液的处理装置及方法

说明书

本发明专利公开了一种高温高压对钻井废液的处理装置及方法，设置两个或多个并联的反应釜，在并联反应釜内均设置进样、控温、控压、泄压系统，通过自动控制系统控制多个反应釜同时进行高温高压反应与常压气液分离过程。本发明成功改进了目前国内现有钻井废液的处理技术，在原处理单元的基础上，增设高温高压处理装置，有效降低钻井废液的高浓度的有机污染物，改变有机物污染物分子结构，提高钻井废液BOD/COD比值，增加钻井废液的可生化性，节约成本。与国内现有技术相比具有结构紧凑、节约空间、自动化程度高、操作简便、便于运输流动、处理效率高、具备大规模应用的优点，因此，本发明具有很高的实际应用价值。

技术领域

本发明专利涉及油气田钻井废液回收处理领域，具体涉及一种高温高压对钻井废液的处理装置及方法。

背景技术

在油气田钻井作业过程中所产生的废液以钻井废水和废弃钻井液居多，遇到特殊的作业还可能产生少量的有毒废弃流体，比如有机烃、酸液、高盐流体等。伴随油气田开采规模的不断扩大，油田每年因钻井作业产生的废水至少有500km³。而为了满足钻井施工作业的需要，钻井液体系中往往需要加入降滤失剂、增粘剂、降粘剂、页岩抑制剂、润滑剂、消泡剂、解卡剂、堵漏剂、杀菌剂、加重材料等化学添加剂，因此有机物含量高且种类繁多。经初步分析，钻井废液中含有苯系物、石油类、高浓度有机物、无机盐、重金属及其他有机物添加剂，如果未经处理而排放到地面或掩埋，会对土壤和地下水造成污染。有机物含量高对微生物有很强的毒性和抑制作用，直接排入生化系统会对其造成很大伤害。重金属含量高是又一重要特征，它一般不易因水的作用而迁移，也不可能被微生物降解，并有可能转化为毒性更大的甲基类化合物，如有机铅、有机镉、有机锡、甲基汞等，因此可能成为一种终结污染。另外，表面活性剂、消泡剂、页岩抑制剂等低分子聚合物造成了钻井液废水总氮含量高的特点，这也是影响钻井废水化学需氧量(COD_Cr)排放不达标的主要原因之一。因此，废弃的钻井液和钻井废水应该禁止不加处理而随意排放。

目前，大多钻井废液的水处理多采用物化法(喷雾干燥法、低压蒸馏法、热化学破乳-离心法等)、化学法(混凝沉淀法与氧化法)。其中混凝沉淀法虽投资低，处理容量大，但不能机动性应对不同类型的钻井废液。而氧化法中臭氧氧化技术、Fenton氧化技术、高深度氧化法、催化氧化法等虽对大多数废水处理效果良好，且对高浓度的有机废水处理比较彻底，但氧化剂与氧化条件的构建常常造成能耗大，处理成本提高，增加处理流程，不利于大规模开发运用，所以有必要根据油气田实际特点建立一种对钻井废液有着高效处理能力的高温高压的处理装置。

申请号为CN201510479026.3的发明专利公开了一种水下低温等离子体废水处理方法及装置，由预处理装置(即过滤池和调节池)、高压脉冲电源、内置导电电极的低温等离子箱体等组成，一对导电电极的两个放电端的间距位于固定导流板中心孔的正上方或正下方。利用高压脉冲电源通过导电电极直接对预处理后的污水进行放电，放电产生高温高压的冲击波、臭氧、紫外线、高能电子、原子及活性自由基等使大量难降解有机物得到充分降解。同时可根据废水处理规模及处理程度，选择多个反应器串联或并联。本发明专利的有益效果是：能有效去除废水中有毒难降解有机物，并对废水进行杀菌消毒和除味除藻，具有结构简单、氧化充分、等离子体稳定、成本较低等特点，但对于钻井废液处理效果未知，同时设备的高级氧化技术在钻井作业过程中会受到一定局限性，无法大规模运用。

申请号为CN201410226349.7的中国发明专利公开了一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：在高温高压下，利用双氧水引发水和压缩空气中的氧气生成强氧化剂，使用该强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性，进而得到油/水分层的产物；所述的高温高压为：温度≥100℃；压力≥0.3MPa。本发明专利的有益效果是：将废弃乳化切削液资源化利用，减少对环境的污染，合理重新利用了石油资源，同时可产生良好的效益，但未提出对钻井废液无害化处理的技术路线。