莫辛

（湛江南海西部石油勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東 湛江524057）

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巖屑回收系統(tǒng)在模塊鉆機(jī)上的應(yīng)用

莫辛

（湛江南海西部石油勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東 湛江524057）

摘要：鉆井廢棄物是鉆井污水、鉆井液（鉆井泥漿）、鉆井巖屑和污油的混合物，具有高粘性、高腐蝕性、高含油量、高污染性，處理難度大等特點(diǎn)。對(duì)于鉆井巖屑的排放標(biāo)準(zhǔn)各國(guó)的環(huán)保法律法規(guī)都有嚴(yán)格的要求，因此，必須對(duì)鉆井巖屑進(jìn)行處理和回收，本文介紹了巖屑回收關(guān)鍵設(shè)備的基本原理，通過(guò)應(yīng)用實(shí)例詳細(xì)介紹了巖屑回收系統(tǒng)的處理流程，有效地避免環(huán)境污染，同時(shí)節(jié)約了鉆井液材料，降低鉆井液成本，對(duì)今后海洋模塊鉆機(jī)的巖屑回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：巖屑回收；模塊鉆機(jī)

鉆井廢棄物是鉆井污水、鉆井液（鉆井泥漿）、鉆井巖屑和污油的混合物，是一種相當(dāng)穩(wěn)定的膠態(tài)懸浮體系，含有粘土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污水、污油及鉆屑等，具有高粘性、高腐蝕性、高含油量、高污染性，處理難度大的特點(diǎn)。隨著全球?qū)ψ匀画h(huán)境的重視以及各國(guó)環(huán)保法律法規(guī)的健全和完善，對(duì)鉆井現(xiàn)場(chǎng)廢棄物處理提出了更高的要求。在《海洋石油勘探開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例實(shí)施辦法》中第十五條明確規(guī)定：使用水基泥漿時(shí)，應(yīng)盡可能避免或減少向水基泥漿中加入油類(lèi)，含油量超過(guò)10%（重量）的水基泥漿，禁止向海中排放；需使用油基泥漿時(shí)，應(yīng)使用低毒油基泥漿；采取有效的技術(shù)措施，使鉆屑與泥漿得到充分的分離；油基泥漿必須回收，不得排入海中；鉆屑中的油含量超過(guò)15%（重量）時(shí)，禁止排放入海。因此，在海洋油氣田開(kāi)發(fā)中，傳統(tǒng)的鉆井和完井過(guò)程產(chǎn)生大量的鉆井巖屑，必須進(jìn)行回收處理，避免污染海洋環(huán)境。本文介紹了巖屑回收關(guān)鍵設(shè)備的基本原理，通過(guò)應(yīng)用實(shí)例詳細(xì)介紹了巖屑回收系統(tǒng)的處理流程，能有效地避免環(huán)境污染，同時(shí)節(jié)約了鉆井液材料，降低鉆井液成本，對(duì)今后海洋模塊鉆機(jī)的巖屑回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有借鑒意義。

1　巖屑回收的原理

巖屑脫干法是較為常規(guī)的巖屑處理回收方法，且相對(duì)經(jīng)濟(jì)。巖屑脫干法是指將巖屑通過(guò)專用設(shè)備進(jìn)行脫干處理，并儲(chǔ)存到巖屑箱中，再運(yùn)輸至特定地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理，可采用巖屑焚燒技術(shù)、巖屑干餾技術(shù)以及巖屑回注等技術(shù)使巖屑含油量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，巖屑排放標(biāo)準(zhǔn)通常被表述為巖屑上的原油含量。巖屑脫干法主要處理關(guān)鍵設(shè)備是螺旋輸送機(jī)和甩干機(jī)。

1.1螺旋輸送機(jī)

螺旋輸送機(jī)是一種可運(yùn)送無(wú)粘性的干粉物料和小顆粒物料，一般由輸送機(jī)本體、進(jìn)出料口及驅(qū)動(dòng)裝置三大部分組成，基本工作原理是利用旋轉(zhuǎn)的螺旋將被輸送的物料沿固定的U形機(jī)殼內(nèi)推移而進(jìn)行輸送工作，最后從出料口卸出，可以在U形槽的任何位置進(jìn)料，可以水平安裝，也可以傾斜一定的角度安裝，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用靈活，價(jià)格也低廉。螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1.

圖1　螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2甩干機(jī)

鉆屑甩干機(jī)不僅能非常好的解決現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境問(wèn)題，還能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)泥漿凈化固控系統(tǒng)產(chǎn)生的廢液進(jìn)行二次的回收處理，能最大化的保留有用泥漿，同時(shí)，能對(duì)鉆井廢液中的鉆屑進(jìn)行干燥處理，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)對(duì)于周?chē)h(huán)境的破壞。

立式甩干機(jī)是一種立式過(guò)濾式脫油離心機(jī)，其工作原理通過(guò)900 r/min的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生400G的離心力，需要處理的巖屑經(jīng)由上部的漏斗進(jìn)入，進(jìn)口泥漿的固體顆粒在高速離心力作用下，通過(guò)V型錐桶不銹鋼篩網(wǎng)腔體的過(guò)濾，使含油基液通過(guò)過(guò)濾篩網(wǎng)排出腔體后，由泥漿回收槽排出，而干燥后的固相顆粒通過(guò)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)撥盤(pán)，帶離至排沙下錐桶收集處理?？蓪⒑豌@屑中的液體甩出，降低廢棄鉆屑的含油率，從而實(shí)現(xiàn)固液分離，處理后的鉆屑含液量可達(dá)到5～8%，處理速度快，效率高，可有效滿足鉆井現(xiàn)場(chǎng)大量鉆井廢棄物的快速處理，將污染減到最少。甩干機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.

圖2　甩干機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2　應(yīng)用實(shí)例

潿洲11-4N油田二期位于中國(guó)南海北部灣海域，距北海西南約85 Km.潿洲11-4N WHPB平臺(tái)所在海域水深37.9 m，為8腿8主樁井口平臺(tái)，設(shè)置40井槽、HZJ70/450DB模塊鉆機(jī)及120人生活樓。初期鉆井21口，預(yù)留19井槽，井槽排列為5X8，井槽間距2 m X 1.8 m.

該鉆機(jī)在鉆井過(guò)程中需采用油基泥漿進(jìn)行打井，對(duì)于從泥漿分離出來(lái)的巖屑進(jìn)行集中回收處理，同時(shí)兼顧不采用油基泥漿進(jìn)行鉆井時(shí)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的巖屑也能直接排海。因此需設(shè)計(jì)出了一套適合模塊鉆機(jī)的巖屑處理系統(tǒng)流程。系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖如圖3.

圖3　回收方案簡(jiǎn)圖

油基泥漿從井內(nèi)返出后，分別經(jīng)過(guò)4臺(tái)240 m3/h的振動(dòng)篩，初步分離出的泥漿液相進(jìn)入泥漿池循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)處理使用，分離出來(lái)的巖屑固相，則進(jìn)入兩條30 m3/h螺旋輸送機(jī)，輸送至下方的甩干機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，同時(shí)需增設(shè)應(yīng)急回收的流程，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的應(yīng)急工況，甩干機(jī)的巖屑處理能力為30m3/h，甩干機(jī)處理后的固相再次通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至巖屑箱進(jìn)行回收，而分離出的液相則泵入高速離心機(jī)進(jìn)行二次處理，得到的固相直接進(jìn)行回收或者通過(guò)螺桿泵進(jìn)入巖屑箱。

該系統(tǒng)流程有效的滿足了巖屑處理和回收的要求，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的取樣分析，巖屑的含油量都控制在8%以內(nèi)，滿足相關(guān)法律法規(guī)的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效的控制了自然環(huán)境的污染，同時(shí)通過(guò)合理靈活布置，大大減少固相顆粒廢料的堆放體積，使作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也更為整潔，另外更為寶貴的基液得到了有效回收，能繼續(xù)投入使用，大大的降低了作業(yè)成本。

3　結(jié)束語(yǔ)

巖屑回收系統(tǒng)是海洋石油開(kāi)發(fā)中不可或缺的重要部分，在常規(guī)模塊鉆機(jī)上的有效應(yīng)用，不僅解決了巖屑的處理回收難題，保護(hù)了海洋環(huán)境，還最大化的保留有用泥漿，節(jié)約了鉆井液材料，降低鉆井液成本。面對(duì)我國(guó)海洋石油工業(yè)的快速發(fā)展和海洋環(huán)境保護(hù)法規(guī)排放標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)格，我們應(yīng)當(dāng)積極研究和引進(jìn)先進(jìn)的鉆井廢棄物處理新技術(shù)，加快發(fā)展巖屑處理技術(shù)的速度，進(jìn)一步縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，我們既要經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又要碧海藍(lán)天。

參考文獻(xiàn)：

［1］易紹金．海上鉆井含油鉆屑處理技術(shù)［J］．中國(guó)海上油氣（工程），2001，13（6）：52-54．

［2］胡小剛．國(guó)外鉆井巖屑處理技術(shù)與國(guó)內(nèi)應(yīng)用研制分析［J］．石油機(jī)械，2009，37（9）：159-161．

Application of Drilling Cuttings Recovery System in Modular Drilling Rig

MO Xin
（NHWOC Zhan Jiang Survey and Design CO.，Ltd.Zhanjiang Guangdong 524057，China）

Abstract：Drilling waste is a mixture of drilling waste water，drilling fluid（drilling mud），drilling cuttings and waste oil.It has the characteristics of high viscosity，high corrosion resistance，high oil content，high pollution，and so on.Emission standard of drilling cuttings，various countries have environmental protection laws and regulations are strict requirements，it is necessary to carry out treatment and recycling of drilling cuttings，this paper introduces the basic principle of cuttings recovery is the key equipment for，through application examples are introduced in detail cuttings recovery system processing flow process，effectively avoid environmental pollution，and saving the drilling fluid materials，reduce the cost of drilling fluid，for future offshore module drilling rig cuttings recovery system has the reference significance for design.

Key words：drilling cuttings recovery；modular drilling rig

中圖分類(lèi)號(hào)：U674.38

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-545X（2016）03-0247-02

收稿日期：2015-12-10

作者簡(jiǎn)介：莫辛（1981-），男，廣西來(lái)賓人，機(jī)械工程師，主要從事海洋石油機(jī)械設(shè)計(jì)與研究、壓力容器設(shè)計(jì)工作。