本發(fā)明涉及鉆井鉆屑處理
技術領域：
，具體地說，涉及一種鉆井鉆屑無害化處理系統及工藝。
背景技術：
：在石油勘探和開發(fā)過程中，隨著環(huán)境保護意識的加強，鉆井過程中產生的鉆屑等廢棄物越發(fā)受到重視。鉆屑是鉆井過程中被鉆頭破碎、經泥漿循環(huán)系統攜帶回地面的地層原生礦物質，鉆屑是鉆井過程中產生的主要固體廢棄物，鉆探一口油井產生的鉆屑有數百立方米。一個油田每年鉆井產生的鉆屑可達幾十萬立方米，未加處理的鉆屑排放后會對周邊環(huán)境特別是農田產生極大的潛在危害。目前，國內使用的鉆井泥漿主要是水基鉆井泥，產生的鉆屑主要是地層中的原生礦物質細小顆粒，固相顆粒的粒度組成大多在400目到幾毫米級范圍，顆粒較小，級配差大，并且有一定粘度；其含水率一般在30％-90％之間，呈粘稠流體或者粘土狀固體狀態(tài)。國內外對水基鉆井過程中產生的鉆屑主要采用以下二種方法處理，第一種方法是把鉆井產生的廢棄鉆屑集中堆放，沉淀出的鉆井液進行回收再利用，產生的固體鉆屑只進行簡單脫水固化處理，這種方法達不到無害化處理要求。第二種方法是鉆井過程中原地拋棄，很多鉆井企業(yè)不具備集中處理泥漿的條件，只能原地脫水拋棄，這種方法會對土壤和水環(huán)境產生點源性污染，導致土壤發(fā)生板結，顯著影響土壤的結構，并危害地表植物生長。鉆屑雖經離心機脫水處理，但鉆屑中仍殘留有鉆井添加劑。鉆井液是石油鉆井的工作液，主要由水、加重材料、粘土、堿、表面活性劑等配制成的懸浮液。根據鉆井工藝和地質條件的不同，鉆井液中也需要添加多種不同種類的化學藥劑，目前我國在配制鉆井液中使用的化學藥劑種類達100種以上，如防腐劑、pH控制劑、潤滑劑、增稠劑等，其中防腐劑重鉻酸鹽含有毒性較大的六價鉻離子，產生的危害最明顯，鉆屑中也會含有一定量其它重金屬如Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As等，但往往不會超過行業(yè)排放標準。鉆屑中所含的有毒物質在自然狀態(tài)下很難降解，隨意堆放會對環(huán)境產生持續(xù)污染。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于針對現有鉆井鉆屑處理過程中存在的污染環(huán)境、影響土壤結構并危害地表植物生長等上述問題，提供了一種鉆井鉆屑無害化處理系統及工藝。根據本發(fā)明一實施例，提供了一種鉆井鉆屑無害化處理系統，包括依次放置的攪拌裝置和發(fā)酵裝置，攪拌裝置包括驅動電機和依次串聯連接的兩個攪拌桶，驅動電機與第一攪拌桶的攪拌扇葉軸接，第一攪拌桶的攪拌扇葉與第二攪拌桶的攪拌扇葉同軸連接，第一攪拌桶的出料口與第二攪拌桶連通；發(fā)酵裝置包括發(fā)酵池，第二攪拌桶的出料口位于發(fā)酵池的上方；所述第一攪拌桶的頂部設有第一進料漏斗，第一進料漏斗上設有加料噴嘴；所述第二攪拌桶的頂部設有第二進料漏斗，第二進料漏斗上設有加料花灑。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理系統中，發(fā)酵裝置還包括設置在發(fā)酵池內的多根管道，管道上設有曝氣孔。作為優(yōu)選，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理系統中，第一攪拌桶和第二攪拌桶的側壁上均設有噴氣嘴。定時從噴氣嘴噴入壓縮空氣，防止攪拌扇葉粘附鉆屑。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理系統中，第一攪拌桶的底部設有第一可調支架，第二攪拌桶的底部設有第二可調支架。調節(jié)第一可調支架和第二可調支架的高度，使第一攪拌桶和第二攪拌桶產生一定的傾斜角度，使攪拌處理后的鉆屑順利進入發(fā)酵池。鉆井產生的鉆屑中含有的主要污染物有以下幾類：(1)強堿性組分，主要包括CO32-和OH-等強堿性組分，其堿性組分pH值在9-11之間；(2)重金屬，重金屬中的六價鉻易超標；(3)有機污染物，主要包括乳化油、高分子量有機物、磺化瀝青和木質素磺酸鈉等，其COD值超過4000mg/L，并含有一定量油分。為了降低鉆屑排放對環(huán)境的影響，鉆屑無害化處理要經過適當的土壤改良調質和生物化學處理過程，形成松散自然土結構，有利于保濕和通氣，形成土壤自凈功能，從而加快有害物質的自然降解速度，當相關監(jiān)測指標達到規(guī)定要求后，就可滿足土壤耕作的要求。因此，鉆屑經過無害化處理后變成土壤結構是一種高效、低成本、可持續(xù)的處理方法，并能從根本上解決巖屑污染問題。根據本發(fā)明一實施例，提供了一種鉆井鉆屑無害化處理工藝，采用上述實施例所述的鉆井鉆屑土壤化處理系統，其具體的處理工藝步驟為：(1)開啟驅動電機，從第一進料漏斗加入鉆屑，從加料噴嘴均勻噴入復合型堿抑制劑，鉆屑與復合型堿抑制劑進入第一攪拌桶充分攪拌后進入第二攪拌桶；所述復合型堿抑制劑的加入量占鉆屑重量的0.4-1.2％；(2)從第二進料漏斗加入占鉆屑重量3-5％的土質化改良劑，從加料花灑均勻加入占鉆屑重量0.4％-0.6％的微生物培養(yǎng)液，經第二攪拌桶充分攪拌后從第二攪拌桶的出料口進入發(fā)酵池內；(3)鉆屑在發(fā)酵池中發(fā)酵90天后，獲得無害化的鉆屑。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理工藝中，每1000份鉆屑中，所述復合型堿抑制劑的組成成分按照重量比為：硫酸氫鈉0.05-0.3份、磷酸二氫鈣1-5份、磷酸二氫鉀3-10份、硫酸氫銨0.05-0.2份、氯化鐵0.002-0.008份。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理工藝中，所述復合型抑制劑的組成成分還包括醋酸鋅0.01-0.03份。能夠有效防止在后續(xù)的發(fā)酵過程中硫化氫溢出。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理工藝中，由工業(yè)污水廠產生的二段活性污泥1000份，加入磷酸氫二鉀0.02份、氯化鐵0.001份、葡萄糖0.0015份、谷氨酸0.001份、硫酸鎂0.002份、支鏈淀粉0.01份，并逐漸加入廢棄鉆井液，每天加入一次廢棄鉆井液，一次加入5份，培養(yǎng)十天后獲得微生物培養(yǎng)液。通過上述步驟獲得的微生物培養(yǎng)液含有大量有利于降解石油和鉆井外加有機物的微生物菌落，如對PAH有降解作用的細菌、團狀白腐真菌、球衣菌、真菌毛霉、鐮刀菌、黃抱原毛平革菌等有益于降解鉆井有機物的成分。進一步的，在根據本發(fā)明上述實施例提供的處理工藝中，所述土質化改良劑的組成成分按照重量比為：草炭土50-75份、生活污水廠壓濾脫水后含水率≤60％的污泥20-30份、70℃烘干的雞糞5-10份、二水硫酸鈣含量≥90％的脫硫石膏3-5份，破碎的玉米秸稈2-5份。將上述配比的土質化改良劑加入到鉆屑中，使鉆屑具有毛細多孔結構，有利于形成土層土壤的大表面有機-無機膠體復合結構，有利于保持土壤中的內在水分，增加土壤透氣率，進而有利于原生動物如鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲、輪蟲、鐘蟲、枝蟲、聚縮蟲，及各種后生動物吸管蟲生長，也有利于球衣細菌、菌膠團類細菌、真菌類等對有機物的降解，同時其含有的羥基和羧基基團對重金屬離子具有絡合作用，從而形成對金屬離子化學吸附，可有效地固定鉆屑中的金屬離子。進一步的，步驟(2)中，在經兩次攪拌后的鉆屑進入發(fā)酵池之前，在發(fā)酵池的底部均勻鋪一層秸稈。有利于鉆屑發(fā)酵過程中的通風和隔離。針對鉆井鉆屑組成的特點，鉆井鉆屑的主要污染物包括三個方面：(1)鉆井過程中鉆井液中添加的強堿性組分；(2)用于鉆井液分散和穩(wěn)定的人工合成的表面活性劑和高分子分散劑；(3)用于防腐的含的重金屬離子的化合物等。根據本發(fā)明實施例提供的上述處理系統及工藝，針對以上三種污染物，通過鉆屑化學調質、不同營養(yǎng)基物質的添加和土壤質地分散成毛細孔結構的大表面積膠體結構，再引入經過誘導培養(yǎng)的活性污泥產生自然發(fā)酵降解進行鉆井鉆屑的處理。首先利用復合型堿抑制劑對鉆屑中的堿性組成進行中和反應，使pH降低到到8左右，形成以HCO3-為主的平衡體系。再添加經過含油污水培養(yǎng)的富含微生物的微生物培養(yǎng)液，以及土質化改良土劑，進行充分攪拌后，改善土壤質地，增加土壤孔隙率和比表面積，形成豐富的毛隙孔結構，有利于固定水分和有機質。攪拌后的鉆屑在發(fā)酵池中進行發(fā)酵，有效地降低了鉆屑中有機物和石油烴類的含量，并可抑制溶性重金屬產生，發(fā)酵處理后的鉆屑符合國家土壤質量環(huán)境標準，可直接排放，能夠形成地表土壤結構。本發(fā)明處理工藝，在攪拌后的鉆屑進入發(fā)酵池之前，發(fā)酵池的底部均勻鋪一層秸稈，有利于發(fā)酵過程中的通風、保濕和隔離，在發(fā)酵過程中，通過曝氣補充發(fā)酵過程中鉆屑中的氧含量，使鉆屑中的污染物充分降解，形成土壤化結構。本發(fā)明處理系統結構簡單，拆裝方便，可循環(huán)利用，生產成本低。本發(fā)明鉆屑的處理工藝簡單方便，工藝步驟合理，以微生物法處理鉆屑，將鉆屑土壤化，不破壞生態(tài)環(huán)境，鉆屑處理后直接排放，能夠形成地表土壤結構，具有保濕和透氣功能，有利于植物生長，從根本上解決了鉆屑污染的問題。同時，在鉆屑發(fā)酵過程中，能夠防止硫化氫溢出。附圖說明圖1為本發(fā)明具體實施例系統的結構圖。圖2為本發(fā)明具體實施例發(fā)酵裝置的結構圖。1、驅動電機，2、第一攪拌桶，21、攪拌扇葉，22、第一攪拌桶的出料口，23、第一進料漏斗，24、加料噴嘴，3、第二攪拌桶，31、攪拌扇葉、32、第二攪拌桶的出料口，33、第二進料漏斗，34、加料花灑，4、發(fā)酵池，41、管道，42、曝氣孔，43、曝氣入口，5、噴氣嘴，6、第一可調支架，7、第二可調支架。具體實施方式下面結合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式：參見圖1、圖2，提供了一種鉆井鉆屑無害化處理系統，包括依次放置的攪拌裝置和發(fā)酵裝置，攪拌裝置包括驅動電機1和依次串聯連接的兩個攪拌桶，驅動電機1與第一攪拌桶2的攪拌扇葉21軸接，第一攪拌桶2的攪拌扇葉21與第二攪拌桶3的攪拌扇葉31同軸連接，第一攪拌桶的出料口22與第二攪拌桶3連通；發(fā)酵裝置包括發(fā)酵池4，第二攪拌桶的出料口32位于發(fā)酵池4的上方；所述第一攪拌桶2的頂部設有第一進料漏斗23，第一進料漏斗23上設有加料噴嘴24；所述第二攪拌桶3的頂部設有第二進料漏斗33，第二進料漏斗33上設有加料花灑34。參見圖2，在上述處理系統中，發(fā)酵裝置還包括設置在發(fā)酵池4內的多根管道41，管道41上設有曝氣孔42。定期從管道41的曝氣入口43充入空氣，補充發(fā)酵過程中鉆屑中的氧含量。參見圖1，在上述處理系統中，第一攪拌桶2和第二攪拌桶3的側壁上均設有噴氣嘴5。定時從噴氣嘴噴入壓縮空氣，防止攪拌扇葉粘附鉆屑。參見圖1，在上述處理系統中，第一攪拌桶2的底部設有第一可調支架6，第二攪拌桶3的底部設有第二可調支架7。調節(jié)第一可調支架和第二可調支架的高度，使第一攪拌桶和第二攪拌桶產生一定的傾斜角度，使攪拌處理后的鉆屑順利進入發(fā)酵池。一種鉆井鉆屑土壤化處理工藝，采用上述所述的鉆井鉆屑土壤化處理系統，其具體的處理工藝步驟為：(1)開啟驅動電機，從第一進料漏斗加入鉆屑，從加料噴嘴均勻噴入復合型堿抑制劑，鉆屑與復合型堿抑制劑進入第一攪拌桶充分攪拌后進入第二攪拌桶；所述復合型堿抑制劑的加入量占鉆屑重量的0.41％-1.15％；所述復合型抑制劑的組成成分按照重量比為：硫酸氫鈉0.05-0.3份、磷酸二氫鈣1-5份、磷酸二氫鉀3-10份、硫酸氫銨0.05-0.2份、氯化鐵0.002-0.008份。(2)從第二進料漏斗加入占鉆屑重量3-5％的土質化改良劑，從加料花灑均勻加入占鉆屑重量0.4％-0.6％的微生物培養(yǎng)液，經第二攪拌桶充分攪拌后從第二攪拌桶的出料口進入發(fā)酵池內；在經兩次攪拌后的鉆屑進入發(fā)酵池之前，在發(fā)酵池的底部均勻鋪一層秸稈。其中，土質化改良劑的組成成分按照重量比為：草炭土50-75份、生活污水廠壓濾脫水后含水率≤60％的污泥20-30份、70℃烘干的雞糞5-10份、二水硫酸鈣含量≥90％的脫硫石膏3-5份，破碎的玉米秸稈2-5份。微生物培養(yǎng)液的制備過程為：由工業(yè)污水廠產生的二段活性污泥1000份，加入磷酸氫二鉀0.02份、氯化鐵0.001份、葡萄糖0.0015份、谷氨酸0.001份、硫酸鎂0.002份、支鏈淀粉0.01份，并逐漸加入廢棄鉆井液，每天加入一次廢棄鉆井液，一次加入5份，培養(yǎng)十天后獲得微生物培養(yǎng)液。(3)鉆屑在發(fā)酵池中發(fā)酵90天后，獲得土壤化的鉆屑。在上述處理工藝中，所述復合型抑制劑的組成成分還可以包括醋酸鋅0.01-0.03份。加入醋酸鋅能夠有效防止在后續(xù)的發(fā)酵過程中硫化氫溢出。實施例1：采用上述處理系統及工藝對油田某鉆井隊產生的鉆屑進行處理，取鉆屑100kg，加入由硫酸氫鈉20g、磷酸二氫鈣220g、磷酸二氫鉀450g、硫酸氫銨6g、氯化鐵0.3g、醋酸鋅2g組成的復合型堿抑制劑，加入微生物培養(yǎng)液5000ml，土質改良劑5kg。其中，土質改良劑中草炭土60份、生活污水廠壓濾脫水后含水率為40％的污泥30份、70℃烘干的雞糞5份、電廠產生的脫硫石膏3份，破碎的玉米秸稈5份。經過三個月的發(fā)酵處理后，產生的浸出液實驗結果見表1，將該結果與《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)對比，均合格。表1污染物HgCdCrAsPbCOD油類PH懸浮物排放標準(單位：mg/L)0.050.011.500.501.00100106-920樣品(單位：mg/L)0.02—0.11—0.087058.213對比結果合格合格合格合格合格合格合格合格合格表1中“—”代表未檢出。實施例2：采用上述處理系統及工藝對油田某鉆井隊產生的鉆屑進行處理，取鉆屑100kg，加入由硫酸氫鈉12g、磷酸二氫鈣150g、磷酸二氫鉀400g、硫酸氫銨6g、氯化鐵0.6g、醋酸鋅3g組成的復合型堿抑制劑，加入微生物培養(yǎng)液6000ml，土質改良劑4kg。其中，土質改良劑中草炭土50份、生活污水廠壓濾脫水后含水率為50％的污泥30份、70℃烘干的雞糞15份、電廠產生的脫硫石膏4份，破碎的玉米秸稈5份。經過三個月的發(fā)酵處理后，產生的浸出液實驗結果見表2，將該結果與《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)對比，均合格。表2污染物HgCdCrAsPbCOD油類PH懸浮物排放標準(單位：mg/L)0.050.011.500.501.00100106-920樣品(單位：mg/L)0.03—0.23—0.054838.318對比結果合格合格合格合格合格合格合格合格合格表2中“—”代表未檢出。上述實施例用來解釋本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3