專利名稱：廢棄鉆井泥漿固液分離的原電池法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井泥漿固液分離方法。
背景技術(shù)：
石油與天然氣勘探開發(fā)過程會產(chǎn)生大量污染物，廢棄鉆井泥漿是主要污染物之一，它是一種含粘土、加重材料、各種化學處理劑、污水、污油及鉆屑的多相穩(wěn)態(tài)膠體懸浮體系。從環(huán)境指標來看，其主要污染物為有機物、懸浮物、酸堿物、油類和重金屬。若不采用適當?shù)姆椒ㄌ幚恚瑢Νh(huán)境造成極大的危害。目前，國內(nèi)外廢鉆井泥漿處理技術(shù)主要有簡單處理排放、注入安全地層或井的環(huán)形空間、集中處理、回填、坑內(nèi)密封、土地耕作、固化、固液分離、焚燒、微生物處理等。從現(xiàn)有資料來看，國內(nèi)外對廢泥漿一般均先實行固化處置，然后再搞綜合利用。但廢鉆井泥漿的含水率高，一般在80% 90%，因而需要首先進行固液分離，然后再對沉積物做固化處理。絮凝-沉降法是目前各油田處理鉆井泥漿常用的固液分離方法，通過在廢棄鉆井泥漿中加入適當?shù)幕炷齽?，以改變鉆井泥漿體系的物理、化學性質(zhì)，徹底破壞鉆井泥漿膠體體系，改變廢鉆井泥漿中粘土顆粒表面性質(zhì)，讓更細的顆粒產(chǎn)生聚結(jié)，使其在重力或機械輔助分離條件下實現(xiàn)固液分離。常用的混凝劑有無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑兩類。絮凝-沉降法工藝簡單、靈活，對懸浮物、膠體物質(zhì)去除率高。在合理的技術(shù)條件下，可在固液分離的同時把廢泥漿中的有害成份轉(zhuǎn)化為危害性較小的無害物質(zhì)，同時也大大減少了粘稠廢泥漿的體積，降低了固相廢棄物的處理難度。其缺點是絮凝劑和凝聚劑用量較大、藥劑價格昂貴，且絮凝沉淀效果有待提高；固液分離裝置昂貴，操作復(fù)雜，在山區(qū)、 丘陵地區(qū)搬運不方便；固液分離過程中分離出的污水一般還達不到排放標準，還需要采用污水處理裝置或設(shè)備進一步處理使其達標；而且未完全反應(yīng)的藥劑同時可能造成二次污
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發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于廢棄鉆井泥漿固液分離的新方法，不需要投加化學藥劑，能提高固液分離的效果。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的在廢棄鉆井泥漿中布置電勢低的金屬負電極和電勢較高的金屬或非金屬正電極 (負極材料可采用鐵、鋁、鋅等，正極材料可采用銅、碳、石墨等)，使兩電極間存在較高的電勢差，用導(dǎo)線將電極連接，形成原電池。負電極金屬失去電子，形成帶正電的離子進入廢棄鉆井泥漿，中和泥漿中膠體所帶的負電荷，使膠體失去穩(wěn)定性，通過碰撞由小顆粒變成大顆粒發(fā)生沉降；金屬離子和泥漿中的氫氧根離子形成氫氧化物沉淀，水中的膠?？勺鳛榻饘贇溲趸锍恋硇纬傻暮诵幕虮怀恋砦镌谛纬蓵r所網(wǎng)捕，進而隨氫氧化物沉淀一同沉降。沉降完全后，鉆井泥漿固液實現(xiàn)分離。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點及突出性效果(1)成本低所用材料可來自廢棄金屬，工業(yè)加工車間的廢料、下腳料等，反應(yīng)原料來源廣泛且價格低廉，切實達到了廢物再利用的目的，大大節(jié)約了處理成本；原位處理， 不需要使用固液分離裝置，節(jié)省了運輸成本；不需要使用動力，降低了運行成本。(2)處理效果好固液分離的出水率可達到90%，同時鉆井泥漿中的一些有害物質(zhì)得以去除，上清液澄清度高。(3)操作簡便、安全電極材料的運輸、安裝簡單；布置完成后自動運行，無需人工操作。


圖1為本發(fā)明的工作原理圖。圖中，1、鉆井泥漿，2、負極，3、導(dǎo)線，4、正極，5、膠體顆粒
具體實施例方式為清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式
，并結(jié)合其附圖，對本方案進行闡述。在廢棄鉆井泥漿1中布置電勢低的金屬負電極和電勢較高的金屬或非金屬正電極3 (負極材料可采用鐵、鋁、鋅等，正極材料可采用銅、碳、石墨等)，使兩電極間存在較高的電勢差，用導(dǎo)線4將電極連接，形成原電池。根據(jù)泥漿的形成機理，粘土礦物因晶格取代使其表面帶負電荷，在堿性條件下，粘土表面易形成水化膜，在靜電斥力的作用下，使粘土顆?？膳c水溶液形成穩(wěn)定的分散體系； 高分子材料(PAM、CMC等)在水中電離成帶負電的基團，因電荷的作用，分子形態(tài)舒展，有利于同粘土、水共同形成穩(wěn)定的泥漿體系。因此，鉆井泥漿在自然條件下很難沉降。本發(fā)明的原理是負電極1失去電子，形成帶正電的離子進入廢棄鉆井泥漿，陽離子對膠體顆粒5表面的負電荷有電中和作用，可以降低粘土顆粒表面的負電荷，降低^ta 電位，減少顆粒間的斥力，使其聚結(jié)，穩(wěn)定性減弱或失去穩(wěn)定性，而且徹底破壞了廢棄鉆井泥漿的膠體體系，使其絮凝殘渣與水分離；金屬陽離子和泥漿中的氫氧根離子形成氫氧化物沉淀，水中的膠粒可作為金屬氫氧化物沉淀形成的核心或被沉淀物在形成時所網(wǎng)捕，進而隨氫氧化物沉淀一同沉降；廢棄鉆井泥漿中含有高分子材料，金屬陽離子可與高分子材料的陰離子基團形成離子對，降低高分子鏈內(nèi)、鏈間的斥力，使高分子鏈發(fā)生卷曲，將失穩(wěn)的粘土顆粒包裹起來并從泥漿液中分離出來，同時適當?shù)慕饘訇栯x子也可以同泥漿中的有機物形成溶解度比較小甚至不溶的結(jié)合體或絡(luò)合物，這樣相當大部分的高分子(表現(xiàn)為 CODcr)及幾乎所有的粘土成分即從廢棄鉆井泥漿中被除去。實驗例1 首先取IOOOmL廢棄鉆井泥漿加入燒杯中，對廢棄鉆井泥漿進行水質(zhì)分析，其結(jié)果
見下表
權(quán)利要求
1.一種廢棄鉆井泥漿固液分離方法，其特征是在鉆井泥漿中布置負電極材料和正電極材料，用導(dǎo)線將負極和正極相連，形成原電池。
2.根據(jù)權(quán)利1所要求的負電極材料，其特征是電極電勢低，可采用鐵、鋁、鋅等。
3.根據(jù)權(quán)利1所要求的正極材料，其特征是電極電勢高，可采用銅、鉬、碳、石墨等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于廢棄鉆井泥漿固液分離的方法，其技術(shù)方案是在廢棄鉆井泥漿中布置負電極材料和正電極材料，用導(dǎo)線將電極連接，形成原電池。負電極失去電子，形成帶正電的金屬陽離子，中和泥漿中膠體所帶的負電荷，使膠體失去穩(wěn)定性；金屬陽離子和泥漿中的氫氧根離子形成氫氧化物沉淀，網(wǎng)捕水中的膠體顆粒。本發(fā)明具有成本低，處理效果好，操作簡單、安全的特點。
文檔編號C02F11/00GK102452773SQ20101052250
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者劉增超, 劉文輝, 李建平, 李飛平, 趙菁, 鄭先俊, 陳元海 申請人:西安工業(yè)大學