一种油基钻屑的处理设备及方法与流程

本技术涉及岩屑处理的，尤其是涉及一种油基钻屑的处理设备及方法。

背景技术：

1、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油基钻井液固废，即所称的油基钻屑，它是油(典型为柴油或白油)岩屑、化学添加剂、重金属、水等的混合物含有危险危害组分，会造成巨大的环境污染以及资源浪费。

2、目前，油基钻屑常见的处理方式是热解分离法，即将油基钻屑放入热解炉内，并向热解炉内持续通入一定温度段的温度（例如300℃~500℃），利用油基钻屑内各组分的挥发温度不同，可以油基钻屑内的各种组分物质（一般为不同的气体和油气）提取出来，之后再经过冷凝等步骤以将各种组分物质一一分离。但是，这样提取出来的轻组分气体和重组分气体混合在一起，并且随着温度的升高，各组分的比例会有所改变，后期的分离处理工作不便，并且多种组分混合还容易导致烃类有机物分子发生热裂解与缩合重整反应，对环境造成污染。

技术实现思路

1、为了便于将各种组分分离出来，减少对分离过程中对环境造成的污染，本技术提供一种油基钻屑的处理设备及方法。

2、本技术提供的一种油基钻屑的处理设备及方法采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供的一种油基钻屑的处理设备采用如下的技术方案：

4、一种油基钻屑的处理设备，包括加热炉膛，所述加热炉膛内包括沿高度方向依次设置的多个处理区，各处理区内均设有输送系统以及加热系统，各处理区的底部均开设有供挥发余留的油基钻屑排出的排料口，各处理区的侧壁上均开设有供挥发混合物质排出的排料口，各所述出气口各自通至不同的三相分离器，所述输送系统用于将接收油基钻屑并将所述油基钻屑输送至排料口，各处理区所述加热系统的加热温度设置为不同。

5、通过采用上述技术方案，通过设置多个处理区，并且多个处理区内设置不同温度段的处理温度，一般是顺着油基钻屑的输送方向温度逐渐升高，油基钻屑依次通过多个处理区，根据油基钻屑内不同物质的挥发温度不同，每个处理区加热热解后分别产生不同的气体和油气，从出气口排出后分别流向于不同处理能力的三相分离器，各处理区产生的混合物质的组分和比例等是始终一致的，在各种组分提取分离时更加简单，并且在热解时就可以根据热解温度将一些物质分离出来，降低了后期分离提纯的难度，并且设置多个温度段的提取温度，使得提取温度划分更细，控制合适的加热温度可减少烃类有机物分子的热裂解与缩合重整反应，防止烃类分子断链与缩合结焦，有利于提高处理质量，并且减少对环境的污染。

6、优选的，所述处理区包括用于对油基钻屑进行干化处理的干化区、用于提取轻质油气的轻质油热解区以及用于提取重质油气的重质油热解区，所述干化区的顶部开设有加料口，各处理区的所述排料口错开设置，各处理区所述加热系统的加热温度逐渐升高，各处理区挥发产生的混合物质分别经过第一出气口、第二出气口和第三出气口排出。

7、通过采用上述技术方案，油基钻屑的流动顺序为干化区-轻质油热解区-重质油热解区，干化区主要为油基钻屑干化和水分蒸发，轻质油热解区主要为轻质油的挥发析出，少量大分子烃类的热裂解等，重质油热解区主要发生大分子有机物热裂解反应，碳碳键断裂，生成热解油、氢气和甲烷等，将不同组分的混合物质分别通入三相分离器，便于将不同的混合物质一一分离，增加可提取的组分的种类，且可以对油基钻屑进行综合利用回收，可以分别回收轻质油、重质油和可燃不凝气供资源利用；各处理区的排料口错开设置，使得油基钻屑呈蛇形输送，增大处理区的处理空间。

8、优选的，干化区、轻质油热解区以及重质油热解区依次运行或者串级运行，各处理区通过油基钻屑物料在所述排料口堆积实现自封，且所述干化区、轻质油热解区以及重质油热解区独立控制。

9、通过采用上述技术方案，由于各个处理区内需要加热至不同的处理温度，为了保障各处理区内的温度不会受到其他处理区的影响，因此每个处理区内均应为密封状态，由于油基钻屑在三个处理区中是连续输送的，通常通过设置各处理区内输送速度的配置关系，使得油基钻屑物料在排料口位置堆积，实现对处理区的自密封，便于实现，且不影响油基钻屑的正常输送，节约成本；干化区、轻质油热解区以及重质油热解区是可以依次运行，也可以串级进行，并且各处理区独立进行控制的，可以控制各处理区的加热系统开启或者不开启，灵活控制。

10、优选的，各所述处理区的底部向下延伸形成有挡板，所述挡板位于靠近所述排料口的一端，且所述挡板的侧壁上安装有用于检测物料高度的料位计，所述料位计连接至控制系统。

11、通过采用上述技术方案，在排料口位置设置向下延伸的挡板，可以降低油基钻屑物料向外扩散的速度，便于油基钻屑物料可以在排料口堆积，保障各处理区内的密封效果；通过在排料口设置料位计，对排料口的油基钻屑物料堆积情况进行检测，便于在物料堆积不足时提醒控制系统的报警器报警，便于工人及时调整处理区内输送系统的输送速度。

12、优选的，所述输送系统包括传动带以及动力件，所述传动带包括多个输送板，且多个输送板首尾相连组成闭合的传动带，相邻两个所述输送板之间存在分离间隙，各处理区内的底部均设置有用于收集从所述分离间隙掉落的杂质的收集组件。

13、通过采用上述技术方案，油基钻屑中经过热解后产生的小体积杂质会顺着两个输送板逐渐的分离间隙掉落到处理区的底部，并被收集组件收集，便于在热解提纯的同时去除油基钻屑中的杂质，最终得到净化后的油基钻屑，简化提纯工序，提高工作效率。

14、优选的，沿所述传动带的长度方向间隔固定有刮板，各所述刮板竖直设置，且所述刮板的高度被配置为转动时与各处理区的底部抵接，以将掉落的杂质向收集组件位置聚拢，所述收集组件设置在各处理区远离所述排料口的一端。

15、通过采用上述技术方案，随着输送传动带的转动，刮板随传动带逐渐转动从而刮动掉落到处理区底部的杂质，随着杂质的逐渐掉落，刮板也逐渐将杂质刮到收集组件的一端，便于实现对杂质的收集处理。

16、优选的，所述收集组件包括插接在各处理区底部的收集盒，所述收集盒内设置有用于检测所述收集盒内杂质重量的重量传感器；所述收集盒的底板为与四个侧板滑动连接的抽拉板，所述抽拉板用于在所述重量传感器检测到的重量数据达到控制系统中预设的重量阈值时拉出。

17、通过采用上述技术方案，常规状态时，杂质落入从收集盒顶端的开口落入收集盒内，重量传感器用于检测收集盒内杂质的重量，当落入收集盒内的杂质达到控制系统中预设的重量阈值时，重量传感器向控制系统发出信号，提醒工人将抽拉板拉出，杂质在重力作用下掉落至下一处理区中。

18、优选的，所述收集组件包括转动设置在各处理区底部的转动辊，所述转动辊向内延伸，包括辊体以及成型在所述辊体上的挡止板，所述挡止板沿所述辊体的轴线间隔设置有至少三个，相邻两个所述挡止板之间围合形成用于收集存储掉落杂质的收集空间，所述辊体在所述收集空间内杂质到达设定重量后自动翻转。

19、通过采用上述技术方案，掉落的杂质经过刮板刮动落入收集空间内，随着杂质的逐渐增多，当收集空间内的杂质的重量达到与转动辊的重量呈一定比例后，转动辊自动翻转，以将杂质落入下一处理区内，下一处理区也经过同样的处理以将全部的杂质从炉膛内排出，不需要将收集组件拉出，并且可以在杂质达到一定重量后自动清理，更加省力，且可以有效保障处理区的密封性。

20、第二方面，本技术提供一种油基钻屑的处理方法，采用如下的技术方案：

21、一种油基钻屑的处理方法，包括如下步骤：

22、干化处理：将碾碎后的油基钻屑通入干化区，并将干化区加热至干化提取温度，油基钻屑挥发形成第一混合物质并通过第一出气口排出，挥发余留的第一油基钻屑余料落入轻质油热解区；

23、轻质油气提取：将轻质油热解区加热至轻质油气提取温度，第一油基钻屑余料挥发形成第二混合物质并通过第二出气口排出，挥发余留的第二油基钻屑余料落入重质油热解区；

24、重质油气提取：将重质油热解区加热至重质油气提取温度，第二油基钻屑挥发形成第三混合物质并通过第三出气口排出，余留的净化油基钻屑外排；

25、组分冷凝分离：将第一混合物质、第二混合物质以及第三混合物质分别通入不同的三相分离器，提纯轻质油和重质油；

26、其中，所述干化提取温度<轻质油气提取温度<重质油气提取温度。

27、通过采用上述技术方案，干化区、轻质油热解区和重质油热解区分别通入不同温度段的提取温度，并且提取温度逐渐升高，油基钻屑依次通过干化区、轻质油热解区、重质油热解区，干化区蒸发提取油基钻屑内的水分，之后通入轻质油热解区，被更高的温度热解以将轻质油挥发析出，以及少量大分子烃类的热裂解，重质油热解区主要发生大分子有机物热裂解反应，碳碳键断裂，生成热解油、氢气和甲烷，三个处理区内产生的混合物质组分以及比例各不相同，并且每个处理区产生的混合物质始终是一致的，不会随着温度升高各种组分混合在一起，然后将三种混合物质分别通入三相分离器内进行分离，三相分离器根据不同混合物质的组分以及比例情况设计不同的处理能力，以进行对应分解，分离时更加简便，控制合适的加热温度可减少烃类有机物分子的热裂解与缩合重整反应，防止烃类分子断链与缩合结焦，有利于提高处理质量。

28、优选的，组分冷凝分离时，启动循环冷却系统以向对应的三相分离器补水喷淋，产生的废水进行收集处理，产生的不凝气经过气水分离以及过滤供回收利用。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.本技术通过设置三个温度段的处理区，且三个处理区的提取温度逐渐提高，将油基钻屑逐渐通过三个处理区，提取温度的范围更宽，且划分更细，便于将油基钻屑中更多的组分提取出来并且提取过程中可以有效减少烃类有机物分子的热裂解与缩合重整反应，防止烃类分子断链与缩合结焦，保障提取物质的质量，减少对环境的污染；在热解时就可以根据热解温度将一些物质分离出来，降低了后期分离提纯的难度；

31、2.通过将传动带设置成多个分离间隙连接的输送板，在传动带上安装与之垂直的刮板，在各处理区的底部设置收集组件，便于在油基钻屑输送过程中将其中的小颗粒杂质从输送板的分离间隙中掉落，随着传动带的转动，刮板将掉落到底部的杂质刮扫至收集组件的一端，并被收集组件收集；

32、3.通过在排料口的位置设置向下延伸的挡板，以及设置干化区、轻质油热解区、重质油热解区内物料的输送速度逐渐降低，便于在排料口的位置实现物料堆积，实现各处理区内的自密封，以保障各处理区内的密封无氧效果，避免各处理区内的运行互相干扰，保障油基钻屑的提取质量。