[发明专利]一种页岩油基钻屑资源化处理装置及方法

说明书

本发明涉及一种页岩油基钻屑资源化处理装置，包括电磁感应加热器1、热解炉3、温度传感器7、压力传感器5、真空泵6、冷凝器8、温度控制器13和ECU控制单元14，热解炉上盖的三通道单向阀分别连接真空泵6、废气循环通道34和冷凝器8；热解炉内设置电磁感应加热器1，加热器依次连接电磁感应电压调节器2、温度控制器13和ECU控制单元14。资源化处理方法包括：将页岩油基钻屑放入热解炉内；通过ECU控制单元输入设定的热解析温度和热解炉达到预定温度后的保温时间；真空泵对热解炉内抽真空；启动电磁感应加热器，实现对页岩油基钻屑的资源化处理。本发明在处理钻屑达到国家危废排放标准的同时，最大限度地回收石油烃等有利用价值的产物。

技术领域

本发明涉及油气井钻屑处理领域，特别涉及一种页岩油基钻屑资源化处理装置及方法。

背景技术

随着页岩气井的大规模开发，具有强抑制、耐温、抗污染、润滑性等诸多优点的油基钻井液被普遍使用，钻井过程产生大量的页岩油基钻井液固废，其主要由页岩油基钻屑组成。其成分复杂，含有高分子化合物、石油烃类、黏土矿物（如蒙脱石、高岭石等）、碎屑矿物（如长石、石英等）、自生矿物、少量重金属（汞、砷、铬、镉、铅等）等，其中有机物由具有生物难降解性、生物毒性和缓释性，重金属具有不可降解性和生物毒性，碱性盐可导致土壤盐碱化，这些物质难以通过微生物自然降解，长期的堆积会影响地表的植物生长，严重时会造成水源、大气及土壤的污染，危及人们的生命安全。

国内外对环保要求的日趋严格，相关的法律、法规、标准明确规定了对油基钻屑的排放要求。欧洲自1993年就要求固体废弃物中油类物质的含量应小于1%，2000年11月后达到零排放。近年来，在国内各钻井企业对油基钻屑及相关废弃物处理都十分重视，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》明确要求必须对含油污泥进行无害化处理。

目前国内外含油岩屑处理技术有：填埋法、回注法、焚烧法、化学清洗法、溶剂萃取法等技术。填埋法处理无法资源化利用油基钻屑中的原油等烃类和钻屑废渣，主要适用于水基钻屑，存在污染环境的隐患。回注法无法资源化利用，成本高，存在环境污染的隐患。焚烧法有机物全部处理，但是不能回收原油，燃烧排放的烟气中含硫化物、二噁英、重金属等，二次污染严重，并且向大气中排放大量的二氧化碳。化学清洗法处理后钻屑含油＞2%，难达到标准要求，钻屑无法资源化利用，剩余污水污泥量大，形成二次污染，并且化学处理药剂具有单一性。溶剂萃取法设备密闭性要求高，工艺复杂，价格昂贵，仅适合含油率较低的钻屑，剩余污水污泥量大，需二次处理。

电磁感应加热处理法可以使含油钻屑完全无机化，烃类可回收利用，处理速度快，对钻屑处理彻底，二次污染少，不受规模限制。在热处理装置上，一方面很多热解炉里含有大量的氧气，未能使热解炉内呈绝氧状态；另一方面热解炉与外界热交换较高，使得热解炉的热量利用率低。基于上述技术问题，本发明提出对页岩油基钻屑进行资源化处理，利用抽真空系统降低热解炉内部的氧气，保证热解炉内部的无氧状态，利用废气循环系统提高热解炉的能量利用率，使资源不仅能够循环使用，而且在保护环境的同时又得到良好的社会经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩油基钻屑资源化处理装置，该装置采用均匀受热的电磁感应加热器使得热解炉受热均匀，采用废气循环利用系统，利用废气再利用来增加热解炉的能量利用率，解决热解炉耗能高的缺点；采用废液分类处理系统，有针对性地对废液进行处理，减少后期的工作成本，增加经济效益。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置进行页岩油基钻屑资源化处理的方法，该方法解决了目前热解析方法耗能高、热量利用率低、石油烃回收复杂等技术短板，在处理钻屑达到国家危废排放标准的同时，最大限度回收石油烃等有利用价值的产物，做到资源的绿色循环使用。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。