石油天然氣勘探鉆井作業(yè)時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的鉆井固體廢棄物,通常稱為鉆井固廢,一般產(chǎn)生量為0.3~0.4m3/m進(jìn)尺,以設(shè)計(jì)井深為5000m的單井計(jì)算,將產(chǎn)生1500~2000m3的固廢,其主要由鉆屑、除砂除泥器脫出的砂泥、清掏方井和循環(huán)罐產(chǎn)生的廢棄渣泥、廢水處理時(shí)產(chǎn)生的渣、鉆井作業(yè)時(shí)及完井時(shí)產(chǎn)生的廢棄鉆井液等組成。鉆井固廢組分復(fù)雜,包含了鉆井液處理劑的所有成分,如不先對其進(jìn)行固液分離脫水而直接對其進(jìn)行處置和資源化利用,將會(huì)大大增加處理的成本費(fèi)用。因此,固廢處理減量化是處理三原則中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié),而固廢處理減量主要依賴于固液分離技術(shù)及裝備。在分析論述鉆井固廢特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析論述了各種固廢固液分離技術(shù)裝備,比較了各種分離技術(shù)裝備的適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn),對油氣田環(huán)保管理決策者和相關(guān)專業(yè)人員具有一定參考價(jià)值和指導(dǎo)作用。
1 鉆井固廢的主要特性
從鉆井固廢的來源組成可看出,鉆井固廢性質(zhì)除與井下地質(zhì)巖石性質(zhì)相關(guān)外,主要決定因素為鉆井液性質(zhì),而鉆井液性質(zhì)又主要決定于所用的鉆井液處理劑。對一口井來說,淺井段往往對鉆井液性能要求不高,所加鉆井液處理劑品種少,加量也少,對應(yīng)產(chǎn)生的鉆井固廢污染物種類相對少些,含量也低些;隨井深增加,地下地質(zhì)構(gòu)造越復(fù)雜,鉆井液性能要求越來越高,否則就會(huì)出現(xiàn)卡鉆等工程事故,所加鉆井液處理劑品種多,加量也多,對應(yīng)產(chǎn)生的鉆井固廢污染物種類相對多些,含量也高些。對不同區(qū)域的油氣鉆井作業(yè),如油氣勘探地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,所鉆井更深,鉆井液性能要求更高,相對應(yīng)產(chǎn)生的固廢污染物就更復(fù)雜,污染物含量更高,比如四川、塔里木和新疆等油氣田;反之則相反,如長慶、大慶、吉林等油氣田。
鉆井固廢的主要特點(diǎn):
(1)固相含量高。經(jīng)鉆井振動(dòng)篩脫漿后的鉆屑,含水率較低,固相含量很高,主要為地層巖屑等軟硬固廢;而經(jīng)除砂除泥器脫出的渣泥含水率更低,主要為地層細(xì)砂泥及重晶石料等加重材料;而其它固廢雖有一定量的含水率,但固相含量都很高。
(2)粘附性強(qiáng)。主要原因是這些固廢都與鉆井液有關(guān),鉆屑及除砂除泥器脫除的渣泥表面粘附并包裹著泥漿,其它鉆井固廢主要來源于鉆井液,鉆井液都有一定粘度,因此造成鉆井固廢與其他多數(shù)工業(yè)固廢相比,粘附性更強(qiáng),脫水分離困難,加藥混攪混勻困難,處置效果也相對較差。
(3)色度高。主要原因是鉆井液多數(shù)為黑色,進(jìn)而造成固廢色度高,特別是三開后采用磺化或聚磺化泥漿體系對應(yīng)產(chǎn)生的固廢。
(4)組分復(fù)雜,有機(jī)物含量高。因鉆井液組分復(fù)雜,并大多以各種有機(jī)處理劑原料生產(chǎn)而成的高COD貢獻(xiàn)值的鉆井液處理劑配置而成。其組分復(fù)雜,有機(jī)物(COD)含量高,但持久性有機(jī)污染物含量低,給生物降解處置資源化土壤利用奠定了基礎(chǔ)。
(5)有害重金屬含量低。雖然鉆井固廢都與鉆井液相關(guān),但由于行業(yè)堅(jiān)決杜絕高含難降解有害重金屬鉆井液處理劑的使用,同時(shí),各油氣田都要對鉆井液處理劑進(jìn)行入廠質(zhì)量把關(guān)檢驗(yàn),從源頭杜絕含難降解有害重金屬鉆井液處理劑的使用。因此,只要地層巖屑不含有害重金屬,鉆井固廢中有害重金屬含量就低。這給生物降解處置資源化土壤利用創(chuàng)造了條件。
(6)pH較高。主要原因是為確保鉆井液性能要求,pH一般都控制在8.5~10.0,而鉆井固廢都與鉆井液相關(guān),因而鉆井固廢pH一般都在7.5~9.0。
(7)油含量不是很高。一般水基鉆井液體系鉆井產(chǎn)生的固廢油含量都不高。主要原因一是鉆井地面用油設(shè)備如發(fā)電房、機(jī)房和儲(chǔ)油罐區(qū)域都建有隔油設(shè)施;二是鉆井液中不允許直接加柴油來提高鉆井液防卡能力;三是用油設(shè)備注重防跑、冒、漏。這些措施有效控制和減少了鉆井固廢中的油含量。但如采用油基鉆井液鉆井,則產(chǎn)生的固廢中油含量就高,如四川長寧威遠(yuǎn)和昭通頁巖氣的勘探鉆井,油基鉆屑中油含量在5%~20%。
(8)組分含量不固定。就一口井而言,由于井深不同,地層巖性不同,所造成的鉆井固廢組分也將發(fā)生變化。同時(shí),一口井在淺井時(shí),往往采用聚合物無固相鉆井液體系鉆井,隨井深增加,轉(zhuǎn)變?yōu)榫酆衔锘腔w系鉆井液鉆井,鉆井液體系發(fā)生變化,其主要組分也將發(fā)生變化,相應(yīng)產(chǎn)生的鉆井固廢組分性質(zhì)和污染物含量也會(huì)發(fā)生變化。同時(shí),由于不同地質(zhì)構(gòu)造,不同地區(qū)采用不同鉆井液體系鉆井,鉆井固廢組分性質(zhì)和污染物含量也有所不同。
(9)產(chǎn)生排放具有連續(xù)性。由于鉆井為連續(xù)作業(yè),只要鉆井作業(yè)進(jìn)行,鉆井固廢就會(huì)產(chǎn)生。
(10)產(chǎn)生量總體具規(guī)律性。在正常情況下,因使用的鉆頭尺寸大,前期鉆井鉆速也快,掏泥漿罐次數(shù)相對較多,對應(yīng)產(chǎn)生的鉆屑多,固廢量多;后期鉆頭尺寸小,鉆速也相對較慢,對應(yīng)產(chǎn)生的鉆屑少,固廢量也少。但廢棄泥漿的產(chǎn)生不具規(guī)律性,其產(chǎn)生對鉆井固廢量的貢獻(xiàn)量十分大,同時(shí)完井階段,由于清掏泥漿罐和泥漿儲(chǔ)備罐,加之完井后,該井所用泥漿不轉(zhuǎn)運(yùn)到其它井再使用,而轉(zhuǎn)化為固廢,將會(huì)大大增加固廢量。
2 國內(nèi)外鉆井固廢固液分離技術(shù)裝備
2.1 振動(dòng)篩技術(shù)裝備
油氣勘探鉆井用振動(dòng)篩是鉆井必配設(shè)備,其作用對鉆井液而言,主要是減少鉆井液中的含砂含泥量,凈化鉆井液;對鉆井固液而言,主要是減少鉆屑固廢的含液(水)量。其原理是通過高頻振動(dòng)篩,將粘附在鉆屑上的水或鉆井液去除,從而達(dá)到固廢減量的目的,此技術(shù)也可算作過濾技術(shù)。近年來,國內(nèi)外很多廠家對振動(dòng)篩做了改進(jìn)研究,一是激振器采用防爆型振動(dòng)電機(jī),全封閉軸承潤滑系統(tǒng),慣性激振力比常規(guī)激振器提高1.5~1.7倍;二是增加篩網(wǎng)長度,增加固廢振動(dòng)分離過程和時(shí)間等;三是采用多層疊加篩網(wǎng),如三維波浪形篩網(wǎng)面積比平板網(wǎng)增加50%~125%;四是采用可調(diào)篩網(wǎng)坡度的篩箱支座,使篩網(wǎng)處置量和處置效率盡可能增大等來增強(qiáng)固液分離效果。振動(dòng)篩技術(shù)裝備適合于固相有一定粒徑的鉆井固廢的固液分離減量,如鉆屑的固液分離減量,其主要有以下幾種類型:
2.1.1 平動(dòng)橢圓振動(dòng)篩
SWACO公司的第三代平動(dòng)橢圓振動(dòng)篩,一是采用全不銹鋼結(jié)構(gòu),雙層篩框設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)緊湊,處置量大,占地面積??;二是能夠保持合適的運(yùn)動(dòng)軌跡,減少篩網(wǎng)的磨損,壽命長,并具更好的排泄能力和鉆井液的回收率;三是配置有采用可分離的進(jìn)液槽、氣動(dòng)篩網(wǎng)鎖緊等的自動(dòng)篩面坡度調(diào)整裝置,篩網(wǎng)更換更快更安全,鉆井液回收更有效等。
2.1.2 雙軌跡振動(dòng)篩
此類振動(dòng)篩以SWACO公司的MEERKAT型為代表,采用平動(dòng)橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì),在一個(gè)振動(dòng)篩上可形成兩種運(yùn)動(dòng)軌跡,即平動(dòng)橢圓運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。由于延長了固相在篩面的駐留時(shí)間并減少了拋擲指數(shù),使脫除的固相含水率更低,提高了鉆井液回收率并延長了篩網(wǎng)壽命,減少了運(yùn)行費(fèi)用。
2.1.3 雙篩面振動(dòng)篩
斯倫貝謝M-I SWACO公司研發(fā)的MD-2雙篩面振動(dòng)篩占地面積較小,它與DURAFLO復(fù)合篩網(wǎng)結(jié)合使用可以使它的處置能力幾乎為標(biāo)準(zhǔn)單篩面振動(dòng)篩的兩倍。
2.1.4 長篩一體機(jī)
此技術(shù)裝備由中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井公司研發(fā)生產(chǎn)。
優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:
(1)設(shè)備更精簡、使用更簡便、鉆井液凈化效率更高、鉆屑含水率更低。
(2)篩布的總有效面積和三聯(lián)式兩級振動(dòng)篩一樣,但由于振動(dòng)長度大大增加,鉆井液固相清除能力較三聯(lián)式兩級振動(dòng)篩提高5~7倍,極大地提高了固相清除效率。
(3)能使鉆屑含水率降低50%左右,可降低固化劑量消耗70%左右。
(4)能極大提高鉆井液過篩處置能力,極大限度抑制跑漿現(xiàn)象發(fā)生,鉆井液的固相含量控制更好。
(5)二級固控系統(tǒng)使用的設(shè)備大大減少,使用功率降低51.1%,配套費(fèi)用降低38.9%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2.2 離心技術(shù)設(shè)備
離心技術(shù)裝置原理是利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,由于固廢組分比重不一樣,達(dá)到固液分離目的。固相在螺旋輸送器的推動(dòng)下,被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端,由出口連續(xù)排出;液環(huán)層的液體則由堰口連續(xù)“溢流”排至轉(zhuǎn)鼓外靠重力排出。離心技術(shù)裝備適合固液相有一定比重差的鉆井固廢的固液分離減量,如鉆屑的固液分離減量。
2.2.1 密閉式鉆屑脫液離心機(jī)
密閉式鉆屑脫液離心機(jī)由美國SWACO和Hutchison Hayes International 2個(gè)公司聯(lián)合開發(fā)。這種離心機(jī)通過控制固體顆粒在轉(zhuǎn)鼓里的停留時(shí)間而得到較佳的干燥效果。能夠在某一設(shè)定的分離因數(shù)或者變化的分離因數(shù)下操作,具有良好的分離性能;對于柴油基質(zhì)、含礦物油或合成基鉆屑的脫液效果尤佳。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特新穎。鼠籠狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在一串環(huán)板上穿過10來個(gè)鋼管,結(jié)構(gòu)質(zhì)量分散,剛度和強(qiáng)度好;采用圓筒形篩網(wǎng)結(jié)構(gòu),在篩網(wǎng)區(qū)域固相顆粒和有均衡持續(xù)的分離因數(shù),分離效果確保較佳;由于螺旋和篩網(wǎng)之間間隙微小,較佳分離工況下的堵料減少;在機(jī)器設(shè)置進(jìn)料口,結(jié)構(gòu)緊湊。
(2)主電動(dòng)機(jī)和副電動(dòng)機(jī)可調(diào)節(jié)??蓪?shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力可調(diào)節(jié)(30~90t/h),可調(diào)節(jié)變動(dòng)分離因數(shù),可以變化固相顆粒停留時(shí)間。
(3)鉆屑進(jìn)料無需稀釋。不需要稀釋物料,能夠讓濾餅達(dá)到較佳的干燥效果。
(4)電力需求小。
(5)符合環(huán)保要求??蓪?shí)現(xiàn)沉渣含油(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3%~5%。
2.2.2 SWACO414型離心機(jī)
M-ISWACO 414型離心機(jī)能高效的回收95%的重晶石,能大大減少泥漿的流失,堅(jiān)固的機(jī)械結(jié)構(gòu)和抗腐蝕的材料確保了其使用壽命和較低的維護(hù)費(fèi)用。
2.2.3 大排量低速離心機(jī)
大排量低速離心機(jī)通過改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),擴(kuò)大固相清除范圍,提高了鉆井液清除速度。與中速離心機(jī)相比,固相清除范圍由6~45μm擴(kuò)大為15~105μm,基本涵蓋了中速離心機(jī)的范圍;鉆井液處置速度由原40m3/h提高到80m3/h,與中速離心機(jī)處置鉆井液時(shí)相比,鉆井液的固相清除效率可提高一倍。
2.3 壓濾技術(shù)裝備
壓濾技術(shù)在固液分離上的作業(yè)原理是采用擠壓作用,把固相中包裹吸附的水分?jǐn)D壓分離出來。壓濾技術(shù)裝備適合處理廢棄泥漿和廢水處理水渣泥,不適合處理含粒子鉆井固廢的固液分離,如鉆屑的固液分離。由于使用壓濾技術(shù)裝備時(shí)往往需預(yù)先加入化學(xué)脫穩(wěn)處理劑對固廢中的固相進(jìn)行脫穩(wěn)處理,因此,分離出的液相含有化學(xué)脫穩(wěn)處理劑,回用配制鉆井液時(shí)可能會(huì)使鉆井液性能受影響,鉆井固廢脫除液通常不被鉆井液處理管理方再使用,進(jìn)而在減少固廢含水量的同時(shí),增加了廢水產(chǎn)生量。
2.3.1 板框式污泥脫水機(jī)
選型板框式壓濾脫水機(jī)設(shè)備時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素:
(1)泥餅含固率。與其他類型脫水機(jī)相比,一般板框式壓濾機(jī)泥餅含水率低,含固率高,可達(dá)35%,板框式壓濾機(jī)是減少污泥堆置的占地考慮因素的首選方案。
(2)濾板及濾布的材質(zhì)。要求耐腐蝕,濾布要具有一定的抗拉強(qiáng)度。
(3)濾布振蕩裝置,以使濾餅易于脫落。
(4)濾板的移動(dòng)方式。為減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,選擇通過全自動(dòng)或半自動(dòng)完成液壓-氣動(dòng)裝置。
板框式壓濾機(jī)與其它型式脫水機(jī)相比,由于為間斷式運(yùn)行,效率低,操作間環(huán)境較差,有二次污染,并存在占地面積較大的缺點(diǎn)。
2.3.2 帶式污泥脫水機(jī)
帶式污泥壓濾脫水機(jī)設(shè)備選型時(shí)應(yīng)考慮的因素:
(1)濾帶。要求應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點(diǎn),同時(shí)還應(yīng)考慮污泥的具體性質(zhì),選擇適合的編織紋理,使濾帶具有良好的透氣性能及對污泥顆粒的攔截性能。
(2)輥壓筒的調(diào)偏系統(tǒng)。一般通過氣動(dòng)裝置完成。
(3)濾帶的張緊系統(tǒng)。一般由氣動(dòng)系統(tǒng)控制。濾帶張力一般控制在0.3~0.7MPa,常用值為0.5MPa。
(4)帶速控制。不同性質(zhì)的污泥對帶速的要求各不相同,即對任何一種特定的污泥都存在一個(gè)較佳的帶速控制范圍,在該范圍內(nèi),脫水系統(tǒng)既能保證一定的處置能力,又能得到高質(zhì)量的泥餅。
2.2.3 疊式污泥脫水機(jī)
主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
(1)占地空間小,便于維修及更換;重量輕,便于搬運(yùn)。
(2)不易堵塞。具有自清洗功能??蓽p少?zèng)_洗用水量和內(nèi)循環(huán)負(fù)擔(dān)。擅長含油污泥的脫水。
(3)低速運(yùn)轉(zhuǎn),約2~3轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速,耗電量極低。
(4)操作簡單。能無人連續(xù)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)行。
(5)噪音振動(dòng)小,故障少,操作安全。
(6)維護(hù)作業(yè)簡單,時(shí)間短。
(7)經(jīng)久耐用。機(jī)體主要采用不銹鋼材質(zhì),使用壽命長。
(8)需更換的部件只有使用周期長的螺旋軸和游動(dòng)環(huán)。
2.3.4 德國琥珀螺旋擠壓機(jī)
其由廢棄液體進(jìn)料單元、螺旋擠壓單元、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。其能在較小的壓力下,達(dá)到較高的脫水能力,得到含水量較低的污泥。
其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):PLC控制,自動(dòng)化程度高;出液回流絮凝反應(yīng)器,可節(jié)省處置劑用量;低噪聲標(biāo)準(zhǔn),封閉設(shè)計(jì);固液分離效率高;易磨損部件少,使用壽命長;低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用;適合移動(dòng)使用。
2.4 過濾技術(shù)裝備
過濾技術(shù)是根據(jù)鉆井固廢不同組分顆粒的粒徑差異,在外力作用下使固廢中的固體顆粒被截留在介質(zhì)上,水分(液體)通過多孔介質(zhì)的孔道分離,從而實(shí)現(xiàn)固液分離脫水目的。過濾技術(shù)裝備適合處理有一定粒徑差的鉆井固廢,如鉆屑和掏泥漿罐渣泥,往往不需預(yù)先加入化學(xué)脫穩(wěn)處理劑進(jìn)行固廢脫穩(wěn),因此,分離出的液相可再回用配制鉆井液。
2.4.1 篩分脫水技術(shù)裝備
河南新鄉(xiāng)高服篩分機(jī)械有限公司生產(chǎn)了一系列篩分過濾脫水設(shè)備,如概率篩、直線振動(dòng)篩、脫水篩、旋流篩、氣流篩和擺動(dòng)篩等。
2.4.2 真空過濾脫水機(jī)
真空過濾脫水機(jī)是以真空負(fù)壓為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)固液分離,是一種能連續(xù)操作、高效、新型的固液分離設(shè)備。它能實(shí)現(xiàn)濾餅洗滌液與母液分段手機(jī),過濾、濾餅洗滌、卸渣、濾布再生等工藝操作也可以連續(xù)自動(dòng)完成。其與壓濾法的基本理論相同,只是壓濾法推動(dòng)力為正壓,而真空過濾法為負(fù)壓。真空過濾機(jī)有轉(zhuǎn)筒式、燒繩式和轉(zhuǎn)盤式三種類型。
技術(shù)特點(diǎn):
(1)整體結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì),可靈活組裝,便于運(yùn)輸和安裝。
(2)自動(dòng)化程度高。主要工序連續(xù)自動(dòng)化,工人勞動(dòng)強(qiáng)度小,生產(chǎn)效率高,運(yùn)行成本低。
(3)工藝方便??扇我庹{(diào)整真空度、逆流洗滌級數(shù)、濾布速度,達(dá)到過濾效果較佳。
(4)速度快。物料經(jīng)沉淀區(qū),形成小顆粒在上層,大顆粒在底層的濾餅結(jié)構(gòu),濾液通透阻力小,過濾速度快。
(5)洗滌效果好。可分別收集、再利用母液和洗滌液,可實(shí)現(xiàn)均勻徹底的多級平流或逆流洗滌。
(6)應(yīng)用了DCS技術(shù)的控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。
2.4.3 離心過濾脫水機(jī)
在過濾離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁上有許多孔,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面覆蓋過濾介質(zhì)。加入轉(zhuǎn)鼓的懸浮液隨轉(zhuǎn)鼓一同旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的離心壓力,在壓力作用下,懸浮液中的液體流經(jīng)過濾介質(zhì)和轉(zhuǎn)鼓壁上的孔甩出,固體被截留在過濾介質(zhì)表面,從而實(shí)現(xiàn)固體與液體的分離。懸浮液在轉(zhuǎn)鼓中產(chǎn)生的離心力為重力的千百倍,使過濾過程得以強(qiáng)化,加快過濾速度,獲得含濕量較低的濾渣。固體顆粒大于0.01毫米的懸浮液一般可用過濾離心機(jī)過濾。
2.5 濃縮真空蒸餾技術(shù)裝置
日本Telnite石油公司的濃縮真空蒸餾裝置主要用于鉆井廢棄液體的濃縮處置,它主要由鈦合金盤管、熱交換器、真空負(fù)壓反應(yīng)釜、循環(huán)泵幾個(gè)部分構(gòu)成。
由于濃縮真空蒸餾裝置利用了高原反應(yīng)原理,在真空負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行熱蒸餾,溫度不需要達(dá)到正常壓力下水的沸點(diǎn)。比起傳統(tǒng)蒸餾設(shè)備,大大降低了能耗成本。
鉆井廢棄液體固相含量很高,進(jìn)入該裝置的廢液,首先需要通過化學(xué)分離處置,再經(jīng)過自然沉降,將固相物的含量降低到10%左右,才能進(jìn)入濃縮真空蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾。得到的蒸餾水經(jīng)過凈化處置,回收至井場再利用。
3 各種鉆井固廢分離技術(shù)裝備適用性及優(yōu)缺點(diǎn)分析
3.1 離心分離技術(shù)裝備
(1)適用范圍:適用存在一定密度差的水基鉆屑的脫水減量及含油鉆屑的脫油分離,但不適用于掏泥漿罐和處理水產(chǎn)生的渣泥及廢棄泥漿等鉆井固廢的脫水減量分離。
(2)主要優(yōu)點(diǎn):
①分離出的液相主要是鉆井液,由于脫水減量時(shí)沒有添加化學(xué)脫穩(wěn)劑,脫除液不影響再配置泥漿性能,可重復(fù)利用。
②設(shè)備少且操作簡單。
③脫液時(shí)不需添加化學(xué)脫穩(wěn)劑。
④脫除固相含固率較高。
⑤設(shè)備占地面積少。
(3)主要缺點(diǎn):運(yùn)行噪音大,能耗高。
3.2 壓濾技術(shù)裝備
(1)適用范圍:帶式壓濾脫水技術(shù)裝備主要適用于不含硬質(zhì)固相的鉆井固廢的脫水減量分離,如掏泥漿罐和處理廢水產(chǎn)生的渣泥、廢棄泥漿等固廢的脫水減量分離,但不適合于鉆屑的脫水減量分離;板框式和疊式壓濾脫水技術(shù)裝備適合于所有鉆井固廢的固液脫水分離。
(2)主要優(yōu)點(diǎn):
①脫除的泥餅含固率高、含水率低。
②固廢減量化率高。
③脫除的液相中固相含量少,可回用作為壓濾設(shè)備的反沖洗水。
(3)主要缺點(diǎn):
①配置化學(xué)脫穩(wěn)處理劑配制設(shè)備、處理劑加藥系統(tǒng)設(shè)備等,配套設(shè)備多。
②設(shè)備占地面積大。
③設(shè)備操作維修復(fù)雜。
④由于鉆井固廢性質(zhì)變化波動(dòng)大,脫穩(wěn)和絮凝條件較難控制,對操作人員的素質(zhì)要求較高。
⑤反沖洗用水量大、能耗高。
⑥由于需預(yù)先加入化學(xué)脫穩(wěn)處理劑對固廢進(jìn)行脫穩(wěn),壓濾水中含有化學(xué)脫穩(wěn)劑成分,如再利用來復(fù)配泥漿,有可能會(huì)對泥漿性能造成影響。
3.3 過濾技術(shù)裝備
(1)適用范圍:
①離心過濾脫水技術(shù)裝備適用于所有鉆井固廢的脫水減量分離。
②真空過濾脫水和加壓過濾脫水技術(shù)裝備適用于掏泥漿罐及處理水產(chǎn)生的渣泥和廢棄泥漿的脫水減量分離。
③振動(dòng)篩脫水技術(shù)裝備主要適用于鉆屑的脫水減量分離,但不適用于廢掏泥漿罐及處理水產(chǎn)生的渣泥和廢棄泥漿的脫水減量分離。
④干化床式和砂濾床式技術(shù)適用于所有鉆井固廢的脫水減量分離,特別適用于風(fēng)大干旱,雨水少,日照時(shí)間長的西北地區(qū)。
⑤直接過濾布技術(shù)裝備所有適用于所有鉆井固廢的脫水減量分離,特別適用于掏泥漿罐和處理水產(chǎn)生的渣泥及廢棄泥漿的脫水減量分離,但實(shí)際應(yīng)用案例較少。
(2)主要優(yōu)點(diǎn):
①此類技術(shù)裝備多數(shù)要求不高,設(shè)備少操作簡單。
②脫水減量時(shí)不需添加化學(xué)脫穩(wěn)劑。
③脫出液可直接用于調(diào)配泥漿,由于其不含化學(xué)脫穩(wěn)劑成分,因此不會(huì)對泥漿性能造成影響,并且其含有一定泥漿處理劑成分,還可減少泥漿處理劑的使用量。
④設(shè)備占地面積少,特別是直接過濾布技術(shù)、振動(dòng)篩脫水技術(shù)、真空和加壓過濾脫水技術(shù)。
⑤一些技術(shù)裝備可實(shí)現(xiàn)較高的固廢減量,固廢含水率低,如真空和加壓過濾脫水技術(shù)。
(3)主要缺點(diǎn):
①多數(shù)技術(shù)裝備脫出的固相含水率較高。
②干化床式和砂濾床式技術(shù)實(shí)現(xiàn)固廢固液分離時(shí)間長,占地面積大,使用區(qū)域受限。
③真空和加壓過濾技術(shù)裝備操作要求較高。
④離心過濾脫水技術(shù)裝備通常需添加化學(xué)脫穩(wěn)劑,脫出液再利用于配置泥漿可能會(huì)對其性能造成影響。
4 結(jié)語
“減量化、無害化和資源化”是鉆井固廢處置的三原則。鉆井固廢減量化措施是鉆井固廢處置中重要的環(huán)節(jié)。而固廢分離技術(shù)裝備是減量化的關(guān)鍵,由于油氣勘探鉆井作業(yè)的特殊性,不僅造成鉆井固廢產(chǎn)生量波動(dòng)大,同時(shí)造成其來源組分復(fù)雜且差異性大等特點(diǎn),決定了只有針對性組合實(shí)施各種減量化技術(shù)裝備措施,才能獲得較佳的固廢減量化效果,才能為實(shí)現(xiàn)固廢的無害化、資源化和處置的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境安全性創(chuàng)造條件。