岩屑回收系统在模块钻机上的应用

莫辛

（湛江南海西部石油勘察设计有限公司，广东 湛江524057）



岩屑回收系统在模块钻机上的应用

莫辛

（湛江南海西部石油勘察设计有限公司，广东 湛江524057）

摘要：钻井废弃物是钻井污水、钻井液（钻井泥浆）、钻井岩屑和污油的混合物，具有高粘性、高腐蚀性、高含油量、高污染性，处理难度大等特点。对于钻井岩屑的排放标准各国的环保法律法规都有严格的要求，因此，必须对钻井岩屑进行处理和回收，本文介绍了岩屑回收关键设备的基本原理，通过应用实例详细介绍了岩屑回收系统的处理流程，有效地避免环境污染，同时节约了钻井液材料，降低钻井液成本，对今后海洋模块钻机的岩屑回收系统设计具有借鉴意义。

关键词：岩屑回收；模块钻机

钻井废弃物是钻井污水、钻井液（钻井泥浆）、钻井岩屑和污油的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，具有高粘性、高腐蚀性、高含油量、高污染性，处理难度大的特点。随着全球对自然环境的重视以及各国环保法律法规的健全和完善，对钻井现场废弃物处理提出了更高的要求。在《海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法》中第十五条明确规定：使用水基泥浆时，应尽可能避免或减少向水基泥浆中加入油类，含油量超过10%（重量）的水基泥浆，禁止向海中排放；需使用油基泥浆时，应使用低毒油基泥浆；采取有效的技术措施，使钻屑与泥浆得到充分的分离；油基泥浆必须回收，不得排入海中；钻屑中的油含量超过15%（重量）时，禁止排放入海。因此，在海洋油气田开发中，传统的钻井和完井过程产生大量的钻井岩屑，必须进行回收处理，避免污染海洋环境。本文介绍了岩屑回收关键设备的基本原理，通过应用实例详细介绍了岩屑回收系统的处理流程，能有效地避免环境污染，同时节约了钻井液材料，降低钻井液成本，对今后海洋模块钻机的岩屑回收系统设计具有借鉴意义。

1　岩屑回收的原理

岩屑脱干法是较为常规的岩屑处理回收方法，且相对经济。岩屑脱干法是指将岩屑通过专用设备进行脱干处理，并储存到岩屑箱中，再运输至特定地点进行进一步处理，可采用岩屑焚烧技术、岩屑干馏技术以及岩屑回注等技术使岩屑含油量达到排放标准，岩屑排放标准通常被表述为岩屑上的原油含量。岩屑脱干法主要处理关键设备是螺旋输送机和甩干机。

1.1螺旋输送机

螺旋输送机是一种可运送无粘性的干粉物料和小颗粒物料，一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成，基本工作原理是利用旋转的螺旋将被输送的物料沿固定的U形机壳内推移而进行输送工作，最后从出料口卸出，可以在U形槽的任何位置进料，可以水平安装，也可以倾斜一定的角度安装，结构比较简单，使用灵活，价格也低廉。螺旋输送机结构示意图见图1.

图1　螺旋输送机结构示意图

1.2甩干机

钻屑甩干机不仅能非常好的解决现场环境问题，还能对现场泥浆净化固控系统产生的废液进行二次的回收处理，能最大化的保留有用泥浆，同时，能对钻井废液中的钻屑进行干燥处理，降低现场作业对于周围环境的破坏。

立式甩干机是一种立式过滤式脱油离心机，其工作原理通过900 r/min的高速旋转产生400G的离心力，需要处理的岩屑经由上部的漏斗进入，进口泥浆的固体颗粒在高速离心力作用下，通过V型锥桶不锈钢筛网腔体的过滤，使含油基液通过过滤筛网排出腔体后，由泥浆回收槽排出，而干燥后的固相颗粒通过内部的旋转拨盘，带离至排沙下锥桶收集处理。可将含油钻屑中的液体甩出，降低废弃钻屑的含油率，从而实现固液分离，处理后的钻屑含液量可达到5～8%，处理速度快，效率高，可有效满足钻井现场大量钻井废弃物的快速处理，将污染减到最少。甩干机结构示意图如图2.

图2　甩干机结构示意图

2　应用实例

涠洲11-4N油田二期位于中国南海北部湾海域，距北海西南约85 Km.涠洲11-4N WHPB平台所在海域水深37.9 m，为8腿8主桩井口平台，设置40井槽、HZJ70/450DB模块钻机及120人生活楼。初期钻井21口，预留19井槽，井槽排列为5X8，井槽间距2 m X 1.8 m.

该钻机在钻井过程中需采用油基泥浆进行打井，对于从泥浆分离出来的岩屑进行集中回收处理，同时兼顾不采用油基泥浆进行钻井时，达到排放标准的岩屑也能直接排海。因此需设计出了一套适合模块钻机的岩屑处理系统流程。系统流程简图如图3.

图3　回收方案简图

油基泥浆从井内返出后，分别经过4台240 m3/h的振动筛，初步分离出的泥浆液相进入泥浆池循环系统继续处理使用，分离出来的岩屑固相，则进入两条30 m3/h螺旋输送机，输送至下方的甩干机进行进一步的处理，同时需增设应急回收的流程，以应对突发的应急工况，甩干机的岩屑处理能力为30m3/h，甩干机处理后的固相再次通过螺旋输送机输送至岩屑箱进行回收，而分离出的液相则泵入高速离心机进行二次处理，得到的固相直接进行回收或者通过螺杆泵进入岩屑箱。

该系统流程有效的满足了岩屑处理和回收的要求，经过对现场的取样分析，岩屑的含油量都控制在8%以内，满足相关法律法规的相关排放标准，有效的控制了自然环境的污染，同时通过合理灵活布置，大大减少固相颗粒废料的堆放体积，使作业的现场环境也更为整洁，另外更为宝贵的基液得到了有效回收，能继续投入使用，大大的降低了作业成本。

3　结束语

岩屑回收系统是海洋石油开发中不可或缺的重要部分，在常规模块钻机上的有效应用，不仅解决了岩屑的处理回收难题，保护了海洋环境，还最大化的保留有用泥浆，节约了钻井液材料，降低钻井液成本。面对我国海洋石油工业的快速发展和海洋环境保护法规排放标准趋于严格，我们应当积极研究和引进先进的钻井废弃物处理新技术，加快发展岩屑处理技术的速度，进一步缩小与发达国家之间的差距，我们既要经济效益的同时，又要碧海蓝天。

参考文献：

［1］易绍金．海上钻井含油钻屑处理技术［J］．中国海上油气（工程），2001，13（6）：52-54．

［2］胡小刚．国外钻井岩屑处理技术与国内应用研制分析［J］．石油机械，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

中图分类号：U674.38

文献标识码：A

文章编号：1672-545X（2016）03-0247-02

收稿日期：2015-12-10

作者简介：莫辛（1981-），男，广西来宾人，机械工程师，主要从事海洋石油机械设计与研究、压力容器设计工作。