胶体化泥浆化学固液的分离

胶体化泥浆化学固液的分离

郑帼1，2，3，王彩林1，2，孙玉1，

2（1.天津工业大学环境与化学工程学院，天津

300387；2.天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津300270；

3.天津工大纺织助剂有限公司，天津300270）

摘要：为解决废弃钻井泥浆固-液两相难分离的问题，利用具有高黏度的高分子凝聚剂对泥浆体系进行胶体化处

理，使泥浆由流体转化为冻状胶态，通过化学胶体的破胶与聚沉作用、酸化破胶及无机助凝的过程，实现废弃泥浆的固液分离.通过场发射扫描电子显微镜对泥饼的表面形貌进行了分析.结果表明：泥浆分离效果由凝聚剂、酸化剂以及助凝剂的类型与投加量决定，当有机成胶剂为A-PA 、破胶剂为H20、无机助凝剂为Ca （OH ）2，且投加量分别为0.375g 、0.5g 和15.0g 时，钻井泥浆固液分离效果最好，泥饼的固相质量分数（固含量）由44.5%提高到80.5%.

关键词：泥浆；固液分离；胶体；破胶；助凝中图分类号：TQ028.7；X741文献标志码：A 文章编号：1671-024X （2017）

03-0033-06Separation for chemical solid-liquid of drilling slurry

ZHENG Guo 1，2，3，WANG Cai-lin 1，2，SUN Yu 1，

2（1.School of Environmental and Chemical Engineering ，

Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ；2.Tianjin Engineering Research Center of Textile Fiber Interface Treatment Technology ，Tianjin 300270，China ；3.Tianjin Polytechnic University for the Textile Auxiliaries Co Ltd ，Tianjin 300270，China ）Abstract ：To solve difficult separation problem of the solid-liquid two -phase waste drilling mud，the slurry system was

converted to colloid from fluid with the colloidization of high polymer coagulants with high viscosity.The solid-liquid separation of the waste slurry was realized by the process of chemical colloidal gel breaking，coagulation function，acidification gelout and inorganic coagulation.In addition，the surface morphology of slurry cake was investigated by using Field emission scanning electron microscope (FE-SEM).The results indicate that mud separation effect is decided on the type of flocculants，gel breaker and coagulant aid.The solid content of mud cake increases from 44.5%to 80.5%when A-PA，H20and Ca(OH)2are employed as the flocculants，gel breaker and coagulant added with the dosage of 0.375g，0.5g and 15.0g respectively.Key words ：slurry ；solid-liquid separation ；colloid ；gel breaking ；coagulation 收稿日期：2016-11-10

基金项目：中国石油科研项目（DGYT20167S374）通信作者：郑帼（1957—），博士，教授，主要研究方向为界面科学与精细化学品的研究.E-mail ：

zhengguo0703@https://www.360docs.net/doc/f510830194.html, 天津工业大学学报JOURNAL OF TIANJIN POLYTECHNIC UNIVERSITY 第36卷第3期2017年6月Vol.36No.3June 2017DOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2017.03.007

钻井泥浆是一种用于钻井作业的流体泥浆，又称

钻井液，具有使钻头周围及整个井眼钻屑浓度最小化

的作用[1-2].泥浆由地面泵入钻柱内，通过钻头，经环空返回地面，很快失去清洁井眼的能力并且变成废弃钻

井泥浆.

为确保钻井作业现场正常进行，必须对这些流体

物及时处理后运离作业现场.随着石油需求量的增

加，我国每年废弃钻井泥浆的排放量也在逐年增加[3-4]，

对于整个钻井作业来说，无疑增加了大量的附加费用.

如果不对其施行有效的处理，泥浆中的部分有害物经

雨水的冲洗而渗入周围的土壤，会严重威胁到周围的生态环境[2，5-10].因此，在钻井作业完成后对废弃泥浆进行无害化处理早已成为国内外学者的研究热点.目前，国内外对于废弃泥浆的处理方法大致有7种方法：化学固化法、化学固液分离法、MTC 转化技术、土地耕作法、干燥焚烧处理、生物处理、坑内填埋或回注等[2，11-14].迄今，化学固液分离法研究的较多，通过向泥浆中加入破胶剂来实现固液分离，泥浆经固液分离后，泥饼的最高固相质量分数（固含量）在60%左右[13-14].然而，对于整个废弃泥浆处理而言，其泥饼的固相质

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