钻井岩屑处理技术及设备

1、主讲人：聂军主讲人：聂军钻井工程技术研究院机械所钻井工程技术研究院机械所二二0000八年五月八年五月“技术求创新，交流谋发展技术求创新，交流谋发展”专家讲坛专家讲坛 钻井岩屑处理技术与设备钻井岩屑处理技术与设备u简介u岩屑传输设备u岩屑焚烧及干馏技术u岩屑浆化与回注技术u岩屑离心干燥技术uLYC-900岩屑处理机中 原 钻 井 院简介简介中 原 钻 井 院简介简介中 原 钻 井 院岩屑传输设备岩屑传输设备中 原 钻 井 院岩屑传输设备岩屑传输设备中 原 钻 井 院电机电机减速机减速机螺旋螺旋U形槽形槽支座支座出料口出料口进料口进料口岩屑传输设备岩屑传输设备中 原 钻 井 院岩屑传输设备岩屑传输

2、设备中 原 钻 井 院真空泵组真空泵组传输管线传输管线真空罐真空罐岩屑传输设备岩屑传输设备中 原 钻 井 院岩屑传输设备岩屑传输设备中 原 钻 井 院岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院岩屑焚烧岩屑焚烧技术是将岩屑技术是将岩屑送入专门的焚送入专门的焚烧炉中，使岩烧炉中，使岩屑中的有机成屑中的有机成分充分燃烧，分充分燃烧，实现去除有害实现去除有害成分，达标排成分，达标排放的目的。放的目的。回转窑式焚烧炉回转窑式焚烧炉 岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院

3、TPS技术并非采用焚烧方式，它的工作过程基于间接加热原技术并非采用焚烧方式，它的工作过程基于间接加热原理，可分为两步：理，可分为两步：第一步，被污染的原材料送入一个密封室，这个坚固的密封第一步，被污染的原材料送入一个密封室，这个坚固的密封室可以减少灰尘从旋转的干燥炉中排出。原材料被间接加热到基室可以减少灰尘从旋转的干燥炉中排出。原材料被间接加热到基液的沸点，碳水化合物从岩屑中挥发出来。为确保安全，密封室液的沸点，碳水化合物从岩屑中挥发出来。为确保安全，密封室中的氧气应保持在中的氧气应保持在5%以下。以下。第二步，挥发后的蒸汽被提取、冷却、浓缩。处理后的固相第二步，挥发后的蒸汽被提取、冷却、浓缩

4、。处理后的固相被包裹、测试后用于现场的填充料。基液被回收、测试后准备再被包裹、测试后用于现场的填充料。基液被回收、测试后准备再利用。利用。TPS技术可除去物料中技术可除去物料中99%的碳水化合物，回收液中的固的碳水化合物，回收液中的固相含量低于相含量低于2%。岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院岩屑焚烧及干馏技术岩屑焚烧及干馏技术中 原 钻 井 院TPSTPS技术可用于处理以下物料：技术可用于处理以下物料：钻井泥浆钻井泥浆岩屑岩屑被污染的土壤被污染的土壤淤泥淤泥大罐底部沉淀大罐底部沉淀岩屑浆化与回注技术岩屑浆化与回注技术中 原 钻 井 院首先，首先，混有混有泥浆的岩屑从振动筛

5、泥浆的岩屑从振动筛、旋流器旋流器或离心机被送入浆化或离心机被送入浆化系统，一种特殊的离心式研磨泵使岩屑系统，一种特殊的离心式研磨泵使岩屑破碎破碎并循环并循环作用作用，使混合，使混合物形成一种粗糙的泥浆。物形成一种粗糙的泥浆。然后，泥浆被泵入剪切研磨泵，循环研磨后，形成粒度很小的然后，泥浆被泵入剪切研磨泵，循环研磨后，形成粒度很小的泥浆。泥浆。之后，泥浆进入振动筛筛选，确保合适粒度的泥浆保留下来。之后，泥浆进入振动筛筛选，确保合适粒度的泥浆保留下来。被筛出的固相再次进行研磨，筛过的泥浆被筛出的固相再次进行研磨，筛过的泥浆由储液由储液罐收集，罐收集，储液储液罐罐可确保回注前泥浆性能的稳定。可确保回

6、注前泥浆性能的稳定。最后最后，泥浆通过回注泵，泥浆通过回注泵、压裂泵或水泥泵注入井底压裂泵或水泥泵注入井底。中 原 钻 井 院岩屑浆化与回注技术岩屑浆化与回注技术中 原 钻 井 院岩屑浆化与回注技术岩屑浆化与回注技术浆化系统浆化系统储液罐储液罐中 原 钻 井 院岩屑浆化与回注技术岩屑浆化与回注技术目标地层的安全和环境评价目标地层的安全和环境评价泥浆特性：粒度、粘度、比重泥浆特性：粒度、粘度、比重泥浆液量与回注地层接收能力泥浆液量与回注地层接收能力下套管工程下套管工程井口因回注所需的修正井口因回注所需的修正高压回注泵的选择高压回注泵的选择岩屑回注应考虑：岩屑回注应考虑：回注操作包括：回注操作包括

7、：回注至现有的生产井回注至现有的生产井钻井和回注同时进行钻井和回注同时进行回注至专门处理岩屑的井回注至专门处理岩屑的井中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术 技术参数技术参数 性能指标性能指标中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术TEMA Conturbex 卧式卧式岩屑干燥机岩屑干燥机中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术中 原 钻 井 院岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术岩屑离心干燥技术具有运行费用低、操作简

8、便等优点，但要实现岩屑的达标排放，仍需要进一步的研究。中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机进料口进料口防护罩防护罩转鼓转鼓叶片叶片排液口排液口基座基座传动系统传动系统电机电机排渣口排渣口液力偶合器液力偶合器LYC-900岩屑处理机结构示意图岩屑处理机结构示意图中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机转鼓转鼓叶片组件叶片组件传动轴传动轴调节螺栓调节螺栓固定螺栓固定螺栓LYC-900岩屑处理机间隙调节机构岩屑处理机间隙调节机构中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机分分 离离 因因 数数处处 理理 量量转转

9、 鼓鼓 直直 径径转转 鼓鼓 转转 速速 电电 机机 功功 率率处理后含液量处理后含液量45t/h230900mm37kW666rpm12.2%中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机检验岩屑处理机自身的机械性能以及在室内条件下进行固液分检验岩屑处理机自身的机械性能以及在室内条件下进行固液分离的性能，并对测试过程中出现的各种问题进行整改。离的性能，并对测试过程中出现的各种问题进行整改。取岩屑取岩屑处理处理取样取样烘干烘干称重称重称重称重温度：温度：60保温：保温：68小时小时计算含液量计算含液量中 原 钻 井 院LYC-900岩屑

10、处理机岩屑处理机中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机F井号：前井号：前11井井 井别：预探井井别：预探井F设计井深：设计井深：4500米米 施工井队：施工井队：50103队队F试验层位：试验层位：沙二沙二沙三沙三 钻井液比重：钻井液比重：1.381.40F钻井液粘度：钻井液粘度：6196s 滤网目数：滤网目数：100目目中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机1#循环罐循环罐储液罐储液罐岩屑处理机岩屑处理机输液泵输液泵振动筛振动筛岩屑输送槽岩屑输送槽中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机振动筛分离出的

11、岩屑振动筛分离出的岩屑岩屑沿输送槽流入岩屑处理机岩屑沿输送槽流入岩屑处理机中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机钻井液从排液口排出钻井液从排液口排出干燥后的岩屑从排渣口排出干燥后的岩屑从排渣口排出中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机现场试验全景图现场试验全景图处理后的岩屑处理后的岩屑中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机处理后岩屑的平均含液量为处理后岩屑的平均含液量为20%左右左右，并且分离出，并且分离出的钻井液粘度都在的钻井液粘度都在100s以上，符合现场对钻井液的回收以上，符合现场对钻井液的回收要求。要求。 现场试验表明：现场试验表明：v岩屑后处

12、理装置整体结构设计合理。岩屑后处理装置整体结构设计合理。v在长时间连续运转情况下，设备运行平稳，未发生在长时间连续运转情况下，设备运行平稳，未发生任何机械故障。任何机械故障。v筛网完好无损。筛网完好无损。中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机v下部卸料结构，提高排渣能力，避免筛网堵塞。下部卸料结构，提高排渣能力，避免筛网堵塞。v叶片组件用于减缓岩屑速度，延长分离时间。叶片组件用于减缓岩屑速度，延长分离时间。v间隙调节机构，为国内外首创。间隙调节机构，为国内外首创。v应用液力偶合器，降低电机功率。应用液力偶合器，降低电机功率。v同步带传动结构，实现转鼓与叶片组件之间的差同步带传动结

13、构，实现转鼓与叶片组件之间的差速。速。 中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机v属环保型设备，可减少废弃物排放量，减轻环属环保型设备，可减少废弃物排放量，减轻环境污染。境污染。v可回收岩屑中的大部分钻井液，降低成本。可回收岩屑中的大部分钻井液，降低成本。v减少泥浆池面积，甚至省去泥浆池。减少泥浆池面积，甚至省去泥浆池。中 原 钻 井 院LYC-900岩屑处理机岩屑处理机v采用下部卸料、叶片组件、间隙调节机构等多项新采用下部卸料、叶片组件、间隙调节机构等多项新结构、新技术，为国内首创，填补了国内岩屑处理结构、新技术，为国内首创，填补了国内岩屑处理技术研究领域的一项空白。技术研究领域的一项空白。v可有效处理固控设备分离出的岩屑，回收有用钻井可有效处理固控设备分离出的岩屑，回收有用钻井液，减少岩屑排放对环境的污染，降低钻井成本。液，减少岩屑排放对环境的污染，降低钻井成本。v进一步