摘要:鉆井廢水、鉆井柴油機(jī)廢氣污染物和排氣噪聲是石油天然氣鉆探作業(yè)環(huán)境保護(hù)的主要治理對(duì)象。根據(jù)熱力學(xué)原理和氣液動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞相變機(jī)理,研發(fā)了鉆井廢水廢氣同步消減新技術(shù)。其技術(shù)原理為:鉆井廢水與柴油機(jī)廢氣兩相流直接接觸傳熱傳質(zhì),廢氣余熱消減廢水,廢水吸收廢氣煙塵同時(shí)使廢氣降溫降噪減阻,替代柴油機(jī)排氣消聲器。為此,設(shè)計(jì)了與鉆井190型渦輪增壓柴油機(jī)配套的ST系列廢水廢氣現(xiàn)場(chǎng)同步處理示范裝置,并在四川龍崗和新疆克拉瑪依等多種地質(zhì)結(jié)構(gòu)的油氣鉆井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。結(jié)果表明,單臺(tái)810kW柴油機(jī)1200r/min工況下平均消減廢水能力為0.538m3/h,廢氣煙塵基本消除,降噪效果比消聲器提高4.2%～23.7%(倍頻帶)而背壓降低70%以上,柴油機(jī)功率損失比減少1%。實(shí)踐證明,該技術(shù)改變了鉆井廢水末端治理的現(xiàn)狀,以源頭治理方式實(shí)現(xiàn)鉆井現(xiàn)場(chǎng)廢水不加藥、不外排、不轉(zhuǎn)運(yùn),為提高鉆探作業(yè)環(huán)保水平提供了可靠的技術(shù)保障,對(duì)建立石油天然氣鉆探清潔生產(chǎn)體系具有重要意義,并可以大幅度減少鉆井現(xiàn)場(chǎng)廢水池征地和基建投資,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。 

關(guān)鍵詞:鉆井廢水,柴油機(jī)廢氣,源頭治理,環(huán)境保護(hù),節(jié)能減排

0引言

世界各國(guó)對(duì)石油天然氣鉆采環(huán)保采取越來(lái)越嚴(yán)格的措施,歐洲北海油氣田、科威特大布爾甘油田和美國(guó)馬塞勒斯頁(yè)巖氣田等不同國(guó)家與類型油氣鉆采廢水管理均傾向于零排放和循環(huán)利用,規(guī)避環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[1-3]。我國(guó)鉆井廢水處理技術(shù)近10年來(lái)有很大進(jìn)展,但仍以末端治理、達(dá)標(biāo)排放為主[4-6]。為適應(yīng)我國(guó)日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和公眾的環(huán)保要求,石油行業(yè)“十一五”規(guī)劃提出了增產(chǎn)不增污,建立環(huán)境友好石油天然氣鉆采清潔生產(chǎn)體系的任務(wù)[7]。四川大學(xué)承擔(dān)國(guó)家“863”計(jì)劃課題對(duì)鉆井廢水源頭治理技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究,與廣漢欣欣實(shí)業(yè)有限公司共同開發(fā)了鉆井廢水廢氣同步消減新技術(shù)及成套橇裝設(shè)備[8]。本文基于在四川龍崗和新疆克拉瑪依等多種地質(zhì)結(jié)構(gòu)的油氣鉆井現(xiàn)場(chǎng)示范應(yīng)用中積累的原始資料,介紹該技術(shù)的原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果及其產(chǎn)生的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。

1技術(shù)原理與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1廢水廢氣同步消減原理與流程根據(jù)氣液兩相流直接接觸傳熱傳質(zhì)等焓過(guò)程原理[9],設(shè)柴油機(jī)排氣溫度(t)、濕含量(H)、比熱(Cp),與廢水傳熱傳質(zhì)達(dá)到飽和溫度(ts)、飽和濕含量(Hs),廢水汽化熱(γ),則單位質(zhì)量廢氣飽和增濕量理論值為:Δw=Hs-H=Cγp

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