[发明专利]一种水基钻井固化物改性制备烧结砖的方法

说明书

本发明公开了一种水基钻井固化物改性制备烧结砖的方法，包括如下步骤：(1)水基钻井固化物进行初步破碎后，采用除石装置除去其中的大部分石灰石，然后将除去石灰石的水基钻井固化物进行深度破碎，过筛，得到细度低于1mm的粉末；(2)将步骤(1)得到的水基钻井固化物粉末与改性剂钡盐、页岩土、内燃煤混合搅拌均匀，得到混合物料；(3)向步骤(2)得到的混合物料中加水，搅拌，陈化2～3天；(4)将陈化后的混合物料成型制成砖坯，干燥后高温烧结，得到烧结砖成品。本发明的水基钻井固化物改性制备烧结砖的方法有效解决了现有技术中水基钻井固化物制备的烧结砖存在的砖体泛白，泛霜，砖体爆裂及粉化等问题。

技术领域

本发明涉及一种油气田钻井钻屑废弃物处理技术领域，尤其涉及一种水基钻井固化物改性制备烧结砖的方法。

背景技术

在采用水基钻井液的油气钻井过程中，钻头切削地层岩石产生的碎屑通过水基钻井液带出，产生水基钻屑。水基钻屑源于水基钻井液的使用，其成份复杂，含有膨润土、润滑剂、KCl、纯碱等物质。目前，水基钻屑处理方式是进行固化处理，经固化处理后的水基钻屑称为水基钻井固化物。当前水基钻井固化物的最终处置方式主要是就地填埋。据统计，单井水基钻井固化物产生量约1400方，我国每年新钻井数量约2万口，我国每年产生水基钻井固化物约2800万方，通过填埋的方式势必占用大量的土地资源，并且还存在一定的环境风险隐患。

“十二五”期间，国家发改委为落实节约资源和保护环境基本国策，印发了《大宗固体废物综合利用实施方案》。明确要求对大宗固体废物进行综合利用，减少大宗固体废物向环境中的排放量。所以，对水基钻井固化物的综合利用，已迫在眉睫。钻井固体废弃物资源化利用最有效的技术工艺就是，针对钻井固体废物开发出高效改质剂材料，从而使固体废弃物与制砖土能够实现低成本制备烧结砖，实现固体废弃物作为建材掺料资源化利用。

目前，水基钻井固体废弃物制备烧结砖的研究已经开展了很多年，其主要存在两个问题：一是砖体泛白、泛霜，二是砖体爆裂、粉化。这些问题直接制约固体废弃物制备烧结砖技术的进一步发展。研究分析发现，掺混水基钻井固化物烧结的砖体，有泛白、泛霜现象主要是因为砖体表面存在的白色物质硫酸钙及少量的硫酸镁。水基钻井固化物的石灰石含量约25～30％，采用水基钻井固化物为原料制备出的烧结砖砖体会出现酥裂，粉化，成为废品。因为水基钻井固化物中的石灰石经高温煅烧后成为氧化钙，烧失量较大，且生成二氧化碳气体，二氧化碳从砖体中逸出时使砖体产生裂纹，即发生爆裂现象。并且，如果氧化钙含量较高，当其遇水后，砖体会出现酥裂现象，因为氧化钙与水生成可溶的氢氧化钙，从而影响其质量。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是针对现有技术中水基钻井固体废弃物制备烧结砖的方法中存在的砖体泛白，泛霜，砖体爆裂及粉化等问题，从原料与生产工艺两方面进行改进优化，提供一种水基钻井固化物改性制备烧结砖的新工艺方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种水基钻井固化物改性制备烧结砖的方法，其包括如下步骤：

(1)水基钻井固化物进行初步破碎后，采用除石装置除去其中的大部分石灰石，然后将除去石灰石的水基钻井固化物进行深度破碎，过筛，得到细度低于1mm的粉末；

(2)将步骤(1)得到的水基钻井固化物粉末与改性剂钡盐、页岩土、内燃煤混合搅拌均匀，得到混合物料；

(3)向步骤(2)得到的混合物料中加水，搅拌，陈化2～3天；

(4)将陈化后的混合物料成型制成砖坯，干燥后高温烧结，得到烧结砖成品。

优选的是，所述除石装置为回转式圆筛或除石机。