專利名稱：：一種砂石分離方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種砂石分離方法及其裝置，特別涉及一種將砂石從廢棄泥漿中分離出來的方法和裝置，可應(yīng)用于油氣田或礦山鉆井過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿的處理，以及其他工業(yè)或生活廢液廢渣的處理。
背景技術(shù)：
：在油氣井的鉆井過程中，配用復(fù)雜化學(xué)藥劑的鉆井液經(jīng)過在數(shù)千米地下高溫、高壓的物理變化后，從地下攜帶出大量的巖屑和砂石，從井口外排，成為了濃漿狀的危廢物。長期以來，我國對油氣田鉆井廢棄泥漿的處理采用先集中收集到在鉆機附近挖砌的廢泥槳池中，再進行固化掩埋的方法處理。這種方法不僅占用了大量的土地資源(每口井占地2-5畝)，處理費用高，而且實際上并沒有對危廢物——鉆井廢棄泥漿(列入國家環(huán)保部2008固體危廢物名錄)進行無害化標(biāo)處理，即，其污染源始終存在，成為了對自然環(huán)境、地下水源以及生態(tài)的污染隱患。鉆井廢棄泥漿中30%是在鉆井過程中鉆井液從地下攜帶出的巖屑和砂石，這些巖屑和砂石由含有大量復(fù)雜化學(xué)藥劑的泥漿所包裹，并隨這些泥漿外排，成為了固體危廢物。在泥漿外排時如果能將這些巖屑和砂石通過與泥漿分離并將其進行洗滌，使之達到無害化排放標(biāo)準(zhǔn)進行排放或回收再利用，就可以減少鉆井廢棄泥槳外排物中固體顆粒物的總含量，降低廢棄泥漿的漿體稠度，使剩余廢泥漿成為流動性較好的流體稀漿，進入下一道連續(xù)處理工藝程序進行處理，從而為實現(xiàn)整體廢棄泥漿不落地(即，不再將廢棄泥漿排放入廢棄泥漿池中)連續(xù)達標(biāo)處理起到關(guān)鍵的作用，進而改變目前傳統(tǒng)整體外排固化處理模式，填補國內(nèi)石油鉆井環(huán)保治理領(lǐng)域的空白。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能有效、持續(xù)地接收廢棄泥漿，并將其中的鉆屑(砂石)分離、凈化排出的方法和裝置，同時使去除砂石后的剩余槳體稠度降低，成為較好的流動體，進入下一道連續(xù)處理工藝程序進行處理，從而實現(xiàn)廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種砂石分離方法，在一罐體中設(shè)置一篩網(wǎng)筐，廢棄泥漿先流進篩網(wǎng)筐中，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入篩網(wǎng)筐外的罐體中，大的顆粒物(即鉆屑砂石)則進入一螺旋輸送機(又稱絞龍)中，經(jīng)螺旋輸送機排出罐體外。上述砂石分離方法中，所述篩網(wǎng)筐可以是固定篩或是滾筒篩。篩網(wǎng)筐的篩孔孔徑大小一般是15mm，篩孔孔徑選擇要適應(yīng)后續(xù)泥漿脫干工序設(shè)備。如脫干設(shè)備選用真空帶濾機，為提高泥槳的濾水性能應(yīng)選取上限；脫干設(shè)備如果選擇壓式帶濾機，為保護濾帶應(yīng)選取下限。對于固定篩，通常需要在篩網(wǎng)筐中設(shè)置一攪拌器，以增加泥漿的流動性，避免堵塞篩孔。所述攪拌器優(yōu)選為錨式攪拌器。固定篩形式的篩網(wǎng)筐通常設(shè)計成漏斗狀，其上端口接收泥漿，而下端口連通螺旋輸送機。而滾筒篩形式的篩網(wǎng)筐一般是將滾筒篩斜向放置，入篩口在高的一端，而出篩口在低的一端，出篩口連通所述螺旋輸送機。螺旋輸送機通常也是斜向放置，低端設(shè)置砂石入口，而高端設(shè)置砂石出口，砂石出口位于罐體之外。上述砂石分離方法中，在螺旋輸送機中的螺旋片提升砂石的同時對砂石進行噴淋洗滌?？赏ㄟ^一個或多個設(shè)置在螺旋輸送機的中部的水洗噴淋口噴水，對提升中的砂石進行噴淋洗滌，達到清潔的作用。同時，螺旋輸送機的底部為篩網(wǎng)狀，洗滌產(chǎn)生的漿體也流入罐體中，可使罐中漿體稠度降低成為較好的流動體，達到造漿的目的。進一步的，上述罐體一般為箱形，在罐體中通常還設(shè)置一個或多個(如兩個)攪拌器，使濾入罐體內(nèi)的漿體保持流動，并由設(shè)在罐體底部的泥漿泵輸出。本發(fā)明同時提供一種砂石分離裝置，包括一罐體和一置于罐體內(nèi)的篩網(wǎng)筐，其特征在于，該砂石分離裝置還包括一螺旋輸送機(又稱絞龍)，篩網(wǎng)筐的出篩口連通螺旋輸送機的砂石入口，螺旋輸送機的砂石出口則位于罐體之外。含砂石的泥漿進入篩網(wǎng)筐后，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入罐體中，而鉆屑砂石等大的顆粒物則經(jīng)出篩口進入螺旋輸送機中，通過螺旋輸送機中螺旋片的提升，從螺旋輸送機的出口排出。上述篩網(wǎng)筐可以是固定篩或是滾筒篩，篩孔孔徑大小一般是0.110mm，優(yōu)選為l5mmo對于固定篩形式的篩網(wǎng)筐，其內(nèi)還設(shè)置一攪拌器，對泥漿進行攪拌形成旋流，該攪拌器優(yōu)選為錨式攪拌器。固定篩篩網(wǎng)筐通常設(shè)計成漏斗狀，上端口為泥漿入口，而下端口連通螺旋輸送機。對于滾筒篩形式的篩網(wǎng)筐，滾筒篩斜向放置，入篩口在高的一端，而出篩口在低的一端，出篩口接通所述螺旋輸送機。滾筒篩的傾斜角度以5-10度(指滾筒中心軸與水平方向的夾角)為宜，通常是采用角鋼骨架，外圍篩網(wǎng)。在滾筒內(nèi)一般設(shè)置多條具有一定螺旋角度的螺旋條，用以提升廢棄泥漿然后拋落，加速泥漿團的潰解，例如設(shè)置12-20條螺旋角為10-15度的螺旋條。滾筒篩由電機通過減速機-皮帶輪組成的傳動機構(gòu)減速后帶動轉(zhuǎn)動，傳動機構(gòu)一般設(shè)置在滾筒低端。上述螺旋輸送機可采用管式無軸絞龍，管內(nèi)設(shè)置螺旋片，帶動管內(nèi)螺旋片旋轉(zhuǎn)的電機置于螺旋輸送機頂端。螺旋輸送機的底部為篩網(wǎng)狀，在螺旋輸送機的中部可加設(shè)一個或多個水洗噴淋口，對提升中的鉆屑砂石進行噴淋洗滌，達到清潔的作用，同時洗滌產(chǎn)生的漿體也流入罐體中。上述砂石分離裝置的罐體一般為箱形，在罐體中通常還設(shè)置一個或多個攪拌器，使?jié){體保持流動；在罐體底部設(shè)有泥槳泵，濾入罐體內(nèi)的漿體由泥漿泵輸出，進入下一道工序處理。本發(fā)明在處理廢棄鉆井泥漿時，將罐體置于鉆井泥漿外排口處或通過前延設(shè)備(如絞龍等)接收外排廢棄泥漿，外排廢棄泥漿進入罐體內(nèi)的篩網(wǎng)筐中，經(jīng)攪拌形成旋流，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入篩網(wǎng)筐外的罐體中，大的顆粒物(鉆屑砂石)落入篩網(wǎng)筐下的螺旋輸送機中，鉆屑砂石經(jīng)螺旋片提升，從螺旋輸送機的出口排出。在螺旋輸送機中部加設(shè)的水洗噴淋口，對提升中的鉆屑砂石進行噴淋洗滌，達到清潔的作用，這樣就將泥漿中的鉆屑砂石分離出來，并通過洗滌后外排，可使廢棄泥漿中的30%固體物(主要是粒徑在lmm以上的鉆屑砂粒)脫離漿體，并且外排分離后的鉆屑砂石可以達到排放標(biāo)準(zhǔn)(執(zhí)行檢測方法GB5086.2-1997固體廢物浸出毒性，浸出方法--水平振蕩法；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)--GB8978-1996》的一級指標(biāo))。同時，可使剩余漿體稠度降低成為較好的流動體，通過罐體底部的泥槳泵輸出，進入到下一道連續(xù)處理工藝程序進行處理。從而實現(xiàn)廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理，改變目前傳統(tǒng)整體外排固化處理模式，填補國內(nèi)石油鉆井環(huán)保治理領(lǐng)域的空白。而外排的鉆屑砂石可用于鋪墊道路場地用，實現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能減排和廢物利用。此外，本發(fā)明的方法和裝置還可以用于其他鉆井、鉆探工程(例如地質(zhì)勘探、鉆孔橋墩等)、泥水加壓盾構(gòu)法掘進(例如地鐵、過江隧道、市政給排水等)廢棄泥漿的處理，以及其他工業(yè)和生活廢水廢渣的處理，廣泛適用于石油、冶金、礦山、煤炭、建筑、化工、電力、水利、交通等領(lǐng)域。圖l是本發(fā)明砂石分離方法的流程圖。圖2是本發(fā)明實施例1使用的固定篩形式的砂石分離裝置的縱剖面構(gòu)造示意圖。圖3a是本發(fā)明實施例l中固定篩篩網(wǎng)筐及其攪拌器的縱剖圖；圖3b是固定篩內(nèi)部攪拌器的俯視圖。圖4是本發(fā)明實施例1和2中絞龍的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明實施例2使用的滾筒篩形式的砂石分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5所示滾筒篩A-A方向的剖視圖。圖中3.固定篩攪拌器4.絞龍8.泥漿泵9.絞龍電機3-2.攪拌軸3-3.電機4-2.絞龍葉片10-2.出篩口角鋼骨架1.罐體6.砂石出口2-2.底篩網(wǎng)2.固定篩7.漿體攪拌器3-1.攪拌錨5.水洗噴淋口2-1.側(cè)篩網(wǎng)3-4.防擺動支撐3-5.加固支撐4-1.絞龍外殼10.滾筒篩10-1.入篩口10-4.滾筒篩篩網(wǎng)10-4-3.絞龍短軸4-4.砂石入口10-3.傳動機構(gòu)10-6.螺旋條具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1如圖2所示，本實施例使用的砂石分離裝置包括一箱形的罐體1;在罐體1內(nèi)設(shè)置一圓筒漏斗狀的固定篩2，固定篩2內(nèi)裝有錨式的固定篩攪拌器3;固定篩2的下部出口連通螺旋輸送機即絞龍4，絞龍4為管式無軸絞龍，傾斜設(shè)置，下部位于罐體l中，上部伸出罐體l夕卜；絞龍電機9置于絞龍4的頂端，其帶動絞龍4內(nèi)的螺旋片旋轉(zhuǎn)；絞龍4頂部還設(shè)有砂石出口6，而絞龍4中部設(shè)有水洗噴淋口5;在罐體l中還設(shè)有漿體攪拌器7，罐體1底部設(shè)有泥漿泵8。其中，固定篩2及其攪拌器3的結(jié)構(gòu)如圖3a和圖3b所示，固定篩2包括側(cè)面的側(cè)篩網(wǎng)2-1和底面的底篩網(wǎng)2-2;錨式攪拌器包括安裝在固定篩2內(nèi)的攪拌錨3-1、攪拌軸3-2和固定篩2外的電機3-3，電機3-3帶動攪拌軸3-2和攪拌錨3-1旋轉(zhuǎn)，固定篩中部設(shè)有攪拌軸3-2的防擺動支撐3-4，而四個攪拌錨片之間設(shè)有加固支撐3-5。絞龍4的結(jié)構(gòu)如圖4所示，絞龍外殼4-l呈管狀，一端為砂石入口4-4，另一端為砂石出口6，絞龍內(nèi)安裝有螺旋狀絞龍葉片4-2，絞龍葉片4-2通過絞龍短軸4-3連接安裝于出口端的絞龍電機9，在絞龍的中部設(shè)有水洗噴淋口5。砂石從絞龍的砂石入口4-4進入絞龍內(nèi)，通過絞龍電機9帶動絞龍葉片4-2旋轉(zhuǎn)，砂石在絞龍內(nèi)部移動，同時被水洗噴淋口5噴出的水洗滌，最后從砂石出口6排出。處理廢棄泥漿的流程如圖1所示，把該裝置置于鉆井泥漿外排口處接收外排廢棄泥漿，外排廢棄泥槳先進入罐體l內(nèi)的固定篩2中，由錨式固定篩攪拌器3進行攪拌形成旋流，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入泥漿箱即罐體l中，大的顆粒物(鉆屑砂石)落入固定篩2下部的管式無軸絞龍4內(nèi)，經(jīng)絞龍電機9帶動，鉆屑砂石通過絞龍螺旋片提升，從絞龍4頂部的砂石出口6排出。在管式絞龍的中部加有水洗噴淋口5，對在絞龍4提升中的鉆屑砂石進行噴淋洗滌，達到清潔的作用，這樣就將泥漿中的鉆屑砂石分離洗滌出來，使廢棄泥槳中的30%固體物脫離漿體，并且外排分離后的鉆屑砂石可以達到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時，洗滌產(chǎn)生的漿體也流入罐體中，可使罐中漿體稠度降低成為較好的流動體，達到造漿的目的。罐體中的攪拌器使?jié){體保持流動狀態(tài)，通過罐體底部的泥槳泵8輸出，進入到下一道連續(xù)處理工藝程序進行處理，真正實現(xiàn)廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理。下面表1和表2所列的是實際應(yīng)用的兩款固定篩形式的砂石分離裝置HD-I和HD-II的規(guī)格及其主要運行參數(shù)。表1.HD砂石分離機型號及其規(guī)格<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對上述砂石分離機從鉆井泥漿中分離出來的砂石樣品1和樣品2進行檢測，結(jié)果如下面的表3所示。表3.出機砂石檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注GB5085.3-1996《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》；GB8978-1996《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。實施例2如圖5所示，本實施例為滾筒篩形式的砂石分離裝置，包括一箱形的罐體l;在罐體1內(nèi)斜向設(shè)置一滾筒篩10，滾筒直徑1400mm,長1400mm，傾斜角度約10度，入篩口10-1在滾筒篩的高端，而出篩口10-2在低端，滾筒篩10通過電機經(jīng)傳動機構(gòu)10-3帶動轉(zhuǎn)動；滾筒篩10側(cè)面傾斜設(shè)置一螺旋輸送機，即管式無軸絞龍4。圖5中滾筒篩10的A-A方向的剖面如圖6所示，滾筒篩10是在一放射狀的角鋼骨架10-5外圍篩網(wǎng)10-4構(gòu)成。滾筒內(nèi)還設(shè)有18條螺旋條10-6，螺旋角10度，用以提升廢棄泥漿，然后拋落。絞龍4的結(jié)構(gòu)同實施例1(如圖4所示)，斜向設(shè)置在滾筒篩的側(cè)面，接近滾筒篩IO的低端。從出篩口10-2出來的砂石進入絞龍4中，經(jīng)運輸并洗滌后最終從砂石出口6排出。下面表4和表5所列的是實際應(yīng)用的滾筒篩形式的砂石分離裝置HD-III的規(guī)格及其主要運行參數(shù)。表4.HD-III砂石分離機型號及其規(guī)格<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>處理廢棄泥漿的流程如圖1所示，把該裝置置于鉆井泥漿外排口處接收外排廢棄泥漿，外排廢棄泥漿先由入篩口10-1進入罐體1內(nèi)的滾筒篩10中，通過滾筒篩的滾動形成旋流，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入泥漿箱即罐體l中，大的顆粒物(鉆屑砂石)則經(jīng)出篩口10-2落入設(shè)置在滾筒篩側(cè)面的管式無軸絞龍4內(nèi)，經(jīng)提升并洗滌后從砂石出口6排出。在管式絞龍4上加設(shè)的水洗噴淋口5對提升中的鉆屑砂石進行噴淋洗滌，達到清潔的作用，使外排分離后的鉆屑砂石可以達到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時，洗滌用水流到罐體中還起到造漿的作用，使罐內(nèi)漿體稠度降低成為較好的流動體。罐體中設(shè)攪拌器使?jié){體保持流動狀態(tài)，再通過泥漿泵輸出罐體，進入到下一道連續(xù)處理工藝程序進行處理，真正實現(xiàn)廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理。進一步的，滾筒篩形式的砂石分離裝置在處理廢棄鉆井泥漿時，相對于固定篩形式的砂石分離裝置，由于降低了廢棄泥漿的進機高度，使得鉆井固控系統(tǒng)與廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理系統(tǒng)之間的泥漿機械傳輸更加便捷和順暢。盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。權(quán)利要求1.一種砂石分離方法，在一罐體中設(shè)置一篩網(wǎng)筐，廢棄泥漿先流進篩網(wǎng)筐中，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入篩網(wǎng)筐外的罐體中，砂石則進入一螺旋輸送機中，經(jīng)螺旋輸送機排出罐體外。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述篩網(wǎng)筐是固定篩或滾筒篩，篩網(wǎng)筐的篩孔孔徑大小是0.110mm，其中所述固定篩中設(shè)置有一攪拌器。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述固定篩呈漏斗狀，其上端口接收泥漿，而下端口連通所述螺旋輸送機；所述滾筒篩斜向放置，入篩口在高的一端，而出篩口在低的一端，出篩口連通所述螺旋輸送機。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螺旋輸送機斜向放置，低端設(shè)置砂石入口，而高端設(shè)置砂石出口，砂石出口位于罐體之外，通過螺旋輸送機中的螺旋片提升砂石，提升過程中同時對砂石進行噴淋洗滌。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在螺旋輸送機中部設(shè)置一個或多個水洗噴淋□。6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述螺旋輸送機的底部為篩網(wǎng)狀，洗滌產(chǎn)生的漿體流入罐體中。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述罐體為箱形，濾入罐體內(nèi)的槳體通過一個或多個攪拌器攪拌保持流動狀態(tài)，并由泥漿泵輸出罐體。8.—種砂石分離裝置，包括一罐體、一篩網(wǎng)筐和一螺旋輸送機，所述篩網(wǎng)筐置于罐體內(nèi)，其出篩口口與所述螺旋輸送機的砂石入口連通，螺旋輸送機的砂石出口位于所述罐體之外。9.如權(quán)利要求8所述的砂石分離裝置，其特征在于，所述篩網(wǎng)筐是固定篩或滾筒篩，篩網(wǎng)筐的篩孔孔徑大小為0.110mm，其中所述固定篩內(nèi)設(shè)置有一攪拌器。10.如權(quán)利要求8所述的砂石分離裝置，其特征在于，所述螺旋輸送機為管式無軸絞龍，其底部為篩網(wǎng)狀，中部設(shè)有一個或多個水洗噴淋口。全文摘要本發(fā)明公開了一種砂石分離方法及其裝置，在一罐體中設(shè)置一篩網(wǎng)筐，廢棄泥漿先流進篩網(wǎng)筐中，細的漿體濾過篩網(wǎng)進入篩網(wǎng)筐外的罐體中，砂石則進入一螺旋輸送機中，經(jīng)螺旋輸送機排出罐體外。在螺旋輸送機中部可加設(shè)水洗噴淋口，對輸送中的砂石進行噴淋洗滌，使得外排分離后的砂石達到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，洗滌產(chǎn)生的漿體也流入罐體中，使罐中漿體稠度降低成為較好的流動體，通過泥漿泵輸出，進入到下一道工序進行處理。本發(fā)明不僅可以單獨用于分離洗滌廢棄泥漿中的巖屑砂石，而且還是廢棄鉆井泥漿不落地連續(xù)達標(biāo)處理系統(tǒng)工藝中的關(guān)鍵組成，改變了目前傳統(tǒng)整體外排固化處理模式，填補了國內(nèi)石油鉆井環(huán)保治理領(lǐng)域的空白。文檔編號B01D24/14GK101554544SQ20091008293公開日2009年10月14日申請日期2009年4月24日優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日發(fā)明者軍司申請人:軍司