本文關(guān)鍵詞：微波熱處理油基泥漿鉆屑機理與應(yīng)用的研究

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【摘要】：頁巖氣作為我國重點開發(fā)的新型能源,得到了大量的開采,在頁巖氣鉆井過程中將采用大量的油基泥漿,油基泥漿鉆屑就隨之產(chǎn)生。油基泥漿鉆屑是一種含油量高且有毒有害的物質(zhì),油基泥漿鉆屑想要排放其含油量必須達到相關(guān)法律法規(guī)的標準。本文通過研究微波熱處理油基泥漿鉆屑的方法降低其含油量。國內(nèi)外處理油基泥漿鉆屑使其含油量降低的方法頗多,如：固化法、溶劑萃取技術(shù)、化學(xué)清洗法、傳統(tǒng)熱蒸餾法、生物降解法、注入地層、調(diào)質(zhì)-機械分離技術(shù)、超聲處理技術(shù)等。和以上處理技術(shù)相比較,微波具有對物料內(nèi)外部“整體”加熱,降低了熱損失,減少加熱時間,可達到快速加熱與節(jié)能的優(yōu)點。因此,提出利用微波這種新型的加熱方式來處理油基泥漿鉆屑,這種處理技術(shù)還處于探索階段,因此值得研究。本文的研究背景依托于國內(nèi)某大型頁巖氣田,追求的研究目標是：1、收集和研究了國內(nèi)外油基泥漿鉆屑的處理技術(shù)和微波蒸餾的相關(guān)理論。2、通過實驗,分析了油基泥漿鉆屑的物理性質(zhì),其中包括油基泥漿鉆屑含水量、含油量、含渣量、元素分析,油基泥漿鉆屑剩余固體粒度分析以及其成分分析。3、正交試驗：在沒有添加任何吸波物質(zhì)的情況下,以輻射時間、處理量、微波功率為可變因素,鉆屑減少率、單位能耗為試驗指標,利用極差法和綜合平衡法分析正交試驗結(jié)果找出最佳工況。4、為提高處理效率,分別在處理物質(zhì)和實驗設(shè)備兩方面入手。(1)分別添加不同吸波物質(zhì)：顆粒狀活性炭、石墨蠕蟲和Sic粉末,利用極差法和綜合平衡法分析正交試驗結(jié)果。(2)利用HFSS電磁場分析軟件分析了試驗微波爐爐腔內(nèi)電場和磁場分布,為工業(yè)化微波爐的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。5、完成了“微波熱處理油基泥漿鉆屑裝置”概念化設(shè)計,對該設(shè)計方案進行了安全評價,為設(shè)備工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：油基泥漿鉆屑 微波 鉆屑減少率 最高溫度 能耗
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X741
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 油基泥漿鉆屑國內(nèi)外處理技術(shù)現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 固化法11-12
• 1.2.2 溶劑萃取技術(shù)12-13
• 1.2.3 化學(xué)清洗法13
• 1.2.4 傳統(tǒng)熱蒸餾法13
• 1.2.5 微生物降解法13-14
• 1.2.6 注入地層14
• 1.2.7 調(diào)質(zhì)-機械分離技術(shù)14
• 1.2.8 超聲處理技術(shù)14-15
• 1.2.9 油基泥漿鉆屑處理技術(shù)優(yōu)缺點比較15-16
• 1.3 國內(nèi)各油田油基泥漿鉆屑處理現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文的技術(shù)路線19-20
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容20-21
• 第2章 油基泥漿鉆屑21-31
• 2.1 泥漿鉆屑的分類及來源21-22
• 2.2 油基泥漿鉆屑中的物理特征22-23
• 2.3 油基泥漿鉆屑的組分分析23-25
• 2.3.1 含水率23-24
• 2.3.2 含油率24
• 2.3.3 含固率24-25
• 2.4 油基泥漿鉆屑的元素分析25-26
• 2.5 油基泥漿鉆屑固體粒度與成分分析26-29
• 2.5.1 粒度分析26-29
• 2.5.2 成分分析29
• 2.6 小結(jié)29-31
• 第3章 微波熱處理試驗設(shè)備31-40
• 3.1 微波及其應(yīng)用31-33
• 3.1.1 微波31
• 3.1.2 微波產(chǎn)生原理31-32
• 3.1.3 微波特點32
• 3.1.4 微波的物理效應(yīng)32-33
• 3.1.5 微波加熱技術(shù)的應(yīng)用33
• 3.2 主要試驗設(shè)備33-34
• 3.3 微波爐的主要結(jié)構(gòu)34-39
• 3.3.1 磁控管35-36
• 3.3.2 波導(dǎo)36-37
• 3.3.3 微波諧振腔37-39
• 3.4 小結(jié)39-40
• 第4章 油基泥漿鉆屑的正交試驗40-51
• 4.1 正交試驗理論40-41
• 4.2 交試驗設(shè)計及結(jié)果分析41-47
• 4.2.1 試驗指標和因素選擇41-42
• 4.2.2 構(gòu)建正交試驗表42-43
• 4.2.3 交試驗方案43-44
• 4.2.4 交試驗結(jié)果44-45
• 4.2.5 正交試驗結(jié)果分析45-47
• 4.3 各因素對試驗指標的影響分析47-49
• 4.4 試驗結(jié)果對比49-50
• 4.5 小結(jié)50-51
• 第5章 優(yōu)化實驗部分51-65
• 5.1 添加吸波物質(zhì)51-59
• 5.1.1 活性炭51-55
• 5.1.2 石墨蠕蟲55-57
• 5.1.3 SIC粉末57-59
• 5.2 各個因素對試驗指標的影響分析59-63
• 5.2.1 影響結(jié)果分析表59-61
• 5.2.2 各個因素對試驗指標的影響分析61-63
• 5.3 試驗結(jié)果對比分析63-64
• 5.4 小結(jié)64-65
• 第6章 爐腔內(nèi)電磁場分布65-76
• 6.1 HFSS軟件的理論基礎(chǔ)65-66
• 6.2 HFSS軟件的求解類型與流程66-67
• 6.3 爐腔模式的計算67-69
• 6.3.1 爐腔內(nèi)電磁場模式67-68
• 6.3.2 M、N、P的值68
• 6.3.3 TE_(MNP)模式和TM_(MNP)模式68-69
• 6.4 設(shè)置邊界條件和激勵69
• 6.5 結(jié)果分析69-75
• 6.5.1 諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)Q69-70
• 6.5.2 腔體內(nèi)部電場和磁場分布70-75
• 6.6 小結(jié)75-76
• 第7章 概念樣機的安全評價76-95
• 7.1 概念樣機76-77
• 7.1.1 系統(tǒng)工藝流程76-77
• 7.1.2 微波熱處理撬裝部分概念模型77
• 7.2 安全評價77-95
• 7.2.1 油基泥漿鉆屑的危險性分析78-79
• 7.2.2 處理裝置危險有害因素辨識79-80
• 7.2.3 風(fēng)險程度分析80
• 7.2.4 泄漏后具備造成爆炸、火災(zāi)事故的條件80-81
• 7.2.5 安全評價方法的選擇81
• 7.2.6 預(yù)先危險性分析評價81-91
• 7.2.7 設(shè)備安全生產(chǎn)條件分析91-93
• 7.2.8 提高安全生產(chǎn)條件的建議93-95
• 第8章 結(jié)論及展望95-97
• 8.1 結(jié)論95
• 8.2 創(chuàng)新點95
• 8.3 展望95-97
• 致謝97-98
• 參考文獻98-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果101

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本文編號：1026227