含油钻屑微波热脱附连续处理装置的制作方法

本发明涉及技术领域，具体涉及一种含油钻屑微波热脱附连续处理装置。

背景技术：

我国近年来一直十分重视海洋环境的保护工作，自1990年9月起，我国接连颁布了多部相关规定。经过不断的完善和改进，我国于2009年5月1日颁布了《海洋石油勘探开发排放限值》，其中明确规定排放物的含油量应小于1%。但现行处理方案均难以达到此效果。其次，相关法规还针对不同的重金属元素制定了不同的重金属含量。综合以上可以看出，钻屑中的含油量在各项指标中处于非常重要的地位，杜绝油污染是各国共识，能否有效的处理钻屑中的油成分直接关系到钻屑的安全排放问题。废弃钻屑中含有大量的油成分，若得不到妥善处理将会对环境造成极大危害，同时又蕴含着大量的资源，若能够得到有效经济的处理，将形成可观的环境效益和经济效益。

目前矿场应用或先导试验处理含油钻屑的方法主要包括甩干-离心分离、常温化学脱附、微生物处理和热脱附等技术。甩干-离心分离技术的主体设备为立式甩干机和卧螺离心机。立式甩干机利用0.3mm的筛网，将大颗粒隔离在筛网内部，通过刀片将筛网内固体刮出，形成含油率低的干渣，小颗粒和钻井液从筛网穿过，再经过离心分离后，质量较好的钻井液回收，含粉尘和小颗粒较多的固相收集后进入离心机进一步固液分离处理。甩干机排出的干渣部分约占总体积的50%，回收钻井液约占10%~15%，verti-g机型甩干机，最大处理量可达到40t/h，目前在世界各地成功应用200口井以上。将甩干机和卧螺离心机相结合，能够将钻井废弃物含油率降至3%~5%，最大限度的回收泥浆，但是甩干机处理后残渣和高含油油泥依然是危险废弃物，无法处理。而常温化学脱附技术一般利用化学药剂对含油钻屑进行处理，使油和钻屑分离，再利用加热等手段，回收脱附药剂循环使用。目前比较成熟的是lret技术，对甩干-离心处理后含油钻井液进行浸取后固液分离，含油钻屑中的泥浆进入溶剂中，再通过蒸馏冷却手段，回收溶剂循环使用。分离的固相进行填埋处理或制备免烧陶粒等资源化产品。回收的油基钻井液性能满足钻井要求，并控制最终排放的残渣油含量小于1%。虽然能够实现油基泥浆的回收，但也存在离心分离后含油钻屑深度溶剂脱附处理流程长、成本高、随钻处理应用难的缺点。国外很多公司已经开始使用生物处理技术治理含油钻屑与岩屑，如壳牌、雪佛龙、哈里伯顿公司，同时在国内的部分油田环保施工中也进行了应用性试验。李学庆等利用该技术对新疆油田阜东081井白油包水钻井液和苏10-32-45ch井全油基钻井液中的钻屑进行了处理，取得了良好的效果，通过离心甩干和生物法处理后，钻屑的含油量降至了1.17%。微生物对含油钻屑的处理技术具有回收泥浆、工艺流程短、后续处理成本相对较低的有点，但其甩干渣中油资源未回收；生物降解工艺菌剂筛选保存困难，处理周期长（30~60d），对气候要求高，占地面积大。热脱附技术，是指在绝氧加热条件下将岩屑中的绝大部分液相分离冷凝后回收，从而实现钻屑与油分离的目的。脱附炉按照加热介质不同，加热方式有燃料加热、电加热、以及锤磨热解析技术，使用燃料加热的热脱附技术可以直接利用燃料（如柴油、天然气、伴生气等）加热，或利用燃料加热蒸汽，再利用蒸汽加热解析设备，使用明火加热，安全风险高；易结焦，导致加热不均匀，出渣含油率不稳定。电磁加热炉由烘干设备改造，防爆考虑不周全；电磁加热炉蛇形布置，物料易堆积堵塞；未充分考虑不凝气处理及排放问题。微波加热，这是一种全新的加热方法，依靠微波穿透物料内部，与物料的极性分子之间相互作用转化为热能，使物料整体同时获得热量而升温。微波加热是一种“冷热源”，它通过电磁能与物体产生作用，通过能量的转化形成热效应。微波加热法改变了常规加热途径的热能迁移势和迁移势梯度方向，形成了独特的微波加热机理。在微波脱附过程中，温度梯度、传热方向与蒸汽压迁移动力的方向一致，从而大幅改善了干燥过程的水分迁移条件，物料整体由内而外干燥，受热升温均勾一致，克服了物料受热不均导致的变形等问题，且效果明显优于常规干燥。但是，现阶段国内外针对微波法处理含油钻屑技术的研究均没有规律化分析，多直接套用干燥机理进而试图实现工业化应用这也导致过去的工业化尝试均以失败告终。并且，微波处理含油钻屑的工业化应用中，各国机构也没有针对废气、废液、废渣问题进行进一步分析，没有对反应过程的安全防爆问题提出解决办法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含油钻屑微波热脱附连续处理装置，能够使含油钻屑的含油量小于1%、加热快速、处理流程短、处理周期短、安全无污染、具有防爆功能、节能高效。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

含油钻屑微波热脱附连续处理装置，它包括原料输送装置、处理装置、油气收集装置和钻屑收集盒，所述原料输送装置的右端连通处理装置的一端，所述处理装置的另一端连通油气收集装置和钻屑收集盒，处理装置包括脱附工作腔、冷水吸收器、反射吸收器和微波发射装置，所述反射吸收器与脱附工作腔连通，所述冷水吸收器位于脱附工作腔的进料口，所述微波发射装置安装于加热脱附工作腔上，所述油气收集装置包括冷凝器、抽气泵和储液罐，所述脱附工作腔上设有出气口和出料口，所述出气口位于微波发射装置的右侧，出气口与冷凝器连通，所述冷凝器与储液罐连通，所述出料口与钻屑收集盒连通，脱附工作腔内设有多个敷抹器。

进一步的，它还包括氮气供应管道和控制器，脱附工作腔与氮气供应管道之间设有流量控制阀，所述流量控制阀与控制器电连接。

进一步的，它还包括报警器，所述报警器与控制器电连接，所述脱附工作腔内还设有用于检测流量和氧气浓度的监控装置，所述监控装置包括流量计和氧气浓度计，所述控制器与监控装置电连接，监控装置与氮气供应管道之间设有流量控制阀。

所述的处理装置还包括相互配合的传送带和传送轮，所述传送带的上部位于脱附工作腔内，所述敷抹器沿传送带的传送方向均匀设置、且位于传送带的上方。

所述的传送带上设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与控制器电连接。

所述的原料输送装置包括玻纤传送带和带轮，所述带轮与玻纤传送带传动连接。

所述的冷水吸收器至少有两个，两个冷水吸收器分别位于进料口的底部和出料口的底部。

所述的微波发射装置包括第一发射器和第二发射器，所述出气口至少有两个，一个出气口位于第一发射器的右侧、且位于第二发射器的左侧，另一个出气口位于第二发射器的右侧。

所述的微波发射装置上设有磁控环形器和自动调节器。

本发明的有益效果是：采用微波加热，通过微波穿透物体直接作用于物体分子，物体内外同时加热，不需要热传导，可在短时间内完成整个加热与脱液阶段，加热迅速、均匀，耗时短；加热的最高温度点在物料的中心部位，穿透性好；不需要高温介质来传热，免去的高温介质消耗的能量，节能高效；保证物体的温差，避免局部过热，具有自平衡能力；热惯性小，易于控制，微波加热以为电能能源，对环境没有污染。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为敷抹器结构示意图；

图中，1-原料输送装置，2-处理装置，3-钻屑收集盒，4-脱附工作腔，5-冷水吸收器，6-反射吸收器，7-冷凝器，8-储液罐，9-抽气泵，10-出气口，11-出料口，12-敷抹器，13-氮气供应管道，14-流量控制阀，15-监控装置，16-带轮，17-玻纤传送带，18-传送轮，19-传送带，20-第一发射器，21-第二发射器，22-磁控环行器，23-自动调节器，24-微波发射装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

如图1、2所示，含油钻屑微波热脱附连续处理装置，它包括原料输送装置1、处理装置2、油气收集装置和钻屑收集盒3，所述原料输送装置1的右端连通处理装置2的一端，所述处理装置2的另一端连通油气收集装置和钻屑收集盒3，处理装置2包括脱附工作腔4、冷水吸收器5、反射吸收器6和微波发射装置24。

反射吸收器6能反射微波，使磁场能在腔体分散均匀，阻止微波向外泄露。所述反射吸收器6与脱附工作腔4连通，所述冷水吸收器5位于脱附工作腔4的进料口和出料口11，因为在钻屑原料加入的时候会加入水，水分过多会渗透到脱附工作腔4底部被冷水吸收器5吸收，多余的水分被吸收后可以减少能耗。所述微波发射装置24安装于加热脱附工作腔4上，所述油气收集装置包括冷凝器7、抽气泵9和储液罐8，所述脱附工作腔4上设有出气口10和出料口11，所述出气口10位于微波发射装置24的右侧，出气口10与冷凝器7连通，所述冷凝器7与储液罐8连通，所述出料口11与钻屑收集盒3连通，脱附工作腔4内设有多个敷抹器12，敷抹器12上设有多个棱刺，可以将钻屑在腔体内搅拌，摊平，提高加热效率。

它还包括氮气供应管道13，向脱附工作腔4的两端通入氮气，分别从中间两个出气口10随水蒸气排出进入冷凝循环。它还包括控制器，所述流量控制阀14与控制器电连接。它还包括报警器，所述脱附工作腔4内还设有用于检测流量和氧气浓度的监控装置15，所述监控装置15包括流量计和氧气浓度计，所述控制器与监控装置15电连接，所述报警器与控制器电连接。油本身吸收热能少，油是通过水的蒸发从出气口10带出，由监控装置15实时监测并控制腔体内的空气环境不达到爆炸极限。此处由控制器，一旦检测到氧气浓度过高，立刻自动中断整个加热过程并报警，待氧气浓度恢复稳定后才可继续使用，防止爆炸。所述传送带19上设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与控制器电连接，用于监控温度和湿度。所述冷水吸收器5至少有两个，两个冷水吸收器5分别位于进料口的底部和出料口11的底部。所述原料输送装置1包括玻纤传送带1917和带轮16，所述带轮16与玻纤传送带1917传动连接；所述处理装置2还包括相互配合的传送带19和传送轮18，所述传送带19的上部位于脱附工所述微波发射装置24包括第一发射器20和第二发射器21，所述出气口10至少有两个，一个出气口10位于第一发射器20的右侧、且位于第二发射器21的左侧，另一个出气口10位于第二发射器21的右侧，所述微波发射装置24上设有磁控环形器22和自动调节器23。磁控环行器用于防止反射的波重新进入磁控管，损坏磁控管，自动调节器23用来调节阻抗匹配，降低反射。敷抹器12沿传送带19的传送方向均匀设置、且位于传送带19的上方。

其中优选的，第一发射器20选取130kw的微波发射器，第二发射器21选取260kw的微波发射器，层层递进，经过第一发射器20发出的微波加热后，已经蒸发出大量油和水，此时含油率在在1%左右，加大功率经过第二发射器21发出的微波加热后，可以保证钻屑出来后含有率小于1%。

先向含油钻屑中加入水，由输送装置将其送入脱附工作腔4内，冷水吸收器5吸收多余的水分，通过传送带19将含油钻屑向右运送，经过130kw微波发射器加热，敷抹器12搅拌，钻屑中的水和油大量蒸发，出气口10中进入冷凝器7，由冷凝器7分离成油和水，进行存储，此时含油钻屑的含油量约为1%，传送带19继续将含油钻屑向右运送，经过260kw微波发射器加热，敷抹器12搅拌，钻屑中的水和油大量蒸发，出气口10中进入冷凝器7，由冷凝器7分离成油和水，进行存储，此时含油钻屑的含油量小于1%，经出料口11进入钻屑收集盒3，达到排放标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。