EA015746B1 - Способ переработки бурового раствора на водной основе и/или образовавшегося при бурении шлама - Google Patents

Abstract

Предложенное изобретение относится к области охраны окружающей среды и, в частности, представляет собой способ переработки и утилизации бурового раствора на водной основе и образовавшегося при бурении шлама. Переработку отработанного бурового раствора на водной основе и образовавшегося при бурении шлама, включающую введение в буровой раствор и/или шлам модифицированного торфа, извести и комплексных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий, осуществляют поэтапно. Сначала в емкости (ящике) прямоугольной формы, при необходимости имеющей подогрев, осуществляют смешивание бурового раствора и/или шлама с модифицированным торфом до получения сыпучей массы. Затем указанную сыпучую массу складируют в бурты, укрывают полимерной пленкой и хранят до момента использования на местности, когда сыпучую массу (смесь торфа, бурового раствора и/или шлама) размещают равномерным слоем на территории, предназначенной для рекультивации, и перепахивают с подстилающим грунтом. Затем отбирают пробы почвы для комплексного химического анализа, по результатам которого проводят корректировку агрохимических показателей почвы с учетом посева конкретных технических культур, произрастающих в районе рекультивации, путем добавления в необходимых количествах извести и комплексных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий.

Description

Предложенное изобретение относится к области охраны окружающей среды и, в частности, представляет собой способ переработки и утилизации бурового раствора на водной основе и образовавшегося при бурении шлама.

Известны различные способы переработки промышленных отходов, образующихся при бурении, например, патент РФ № 2020144 (С09К 17/00, публикация 30.09.1990 г.), в котором с помощью бетономешалки смешивают буровой раствор гидролизный лигнина и воду, получая однородную массу, которую не ранее чем через сутки вносят в почву в дозе 1-2 т/га. Недостатком способа является необходимость использования специального оборудования.

Известен способ переработки промышленных отходов по патенту РФ № 2187531 (С09К 7/02, публикация 20.08.2002 г.) В патенте описан способ переработки отработанного бурового раствора и/или бурового шлама в искусственный почвогрунт. Способ предусматривает введение торфа, известковых материалов, фосфоросодержащих удобрений в отработанный буровой раствор и шлам. При этом образуется искусственный почвогрунт, который распределяют на рельефе и запахивают с основным грунтом в соотношении по меньшей мере как 1:3.

При известных достоинствах продукт по запатентованному способу переработки, который используется для рекультивации земель, имеет и существенные недостатки.

Во-первых, способ предусматривает введение торфа, известковых материалов, фосфоросодержащих удобрений через линию, включающую не менее двух шнековых смесителей. При этом введение фосфоросодержащих материалов осуществляют с разрывом во времени после внесения известковых материалов. То есть необходимо грунт возвращать снова в смесители для ввода фосфоросодержащих материалов, что, естественно, требует больших материальных затрат. При этом минерализация торфа, сопровождаемая повышением температуры смеси, проходит очень быстро, и готовый грунт приобретает температуру окружающей среды и, естественно, подвергается смерзанию в зимних условиях.

Во-вторых, ограниченные возможности его осуществления в зимних условиях.

Сам процесс переработки с использованием сложного оборудования требует специального обогреваемого помещения. Готовый почвогрунт, в котором уже прощла минерализация торфа и, соответственно, внутренний саморазогрев, замерзнет в буртах до применения в теплый период. Все это ведет к значительному удорожанию работ и практически к невозможности осуществления работ при бурении одиночных разведочных и поисковых скважин.

В связи с изложенным технической задачей, поставленной при осуществлении способа, является расширение области использования путем создания способа переработки бурового раствора на водной основе и образовавшегося при бурении шлама, который может использоваться круглогодично, то есть всесезонно, и вне зависимости от географического расположения участка для бурения, и при бурении одиночных скважин в местах, удаленных от основных транспортных путей, при этом упрощается использование самого способа, так как для его реализации не требуется применение дорогостоящих сооружений и механизмоа. Предлагаемый способ позволяет использовать те погрузочно-транспортные или подъемные средства, которые всегда имеются на площадке бурения.

Поставленная задача решается тем, что переработку отработанного бурового раствора на водной основе и образовавшегося при бурении шлама, включающую введение в указанный буровой раствор и/или шлам модифицированного торфа, извести и комплексных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий, осуществляют поэтапно.

Сначала в емкости (ящике) прямоугольной формы, при необходимости имеющей подогрев, осуществляют смешивание бурового раствора и/или шлама с модифицированным торфом до получения сыпучей массы. Затем указанную сыпучую массу складируют в бурты, укрывают полимерной пленкой и хранят до момента использования на местности. При начале использования сыпучую массу (смесь торфа, бурового раствора и/или шлама) размещают равномерным слоем на территории, предназначенной для рекультивации, и перепахивают с подстилающим грунтом. Затем отбирают пробы почвы для комплексного химического анализа, по результатам которого проводят корректировку агрохимических показателей почвы с учетом посева конкретных технических культур, произрастающих в районе рекультивации, путем добавления в необходимых количествах извести и комплексных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий.

Все эти действия приводят к решению поставленной задачи: обеспечивают возможность переработки отработанного раствора и/или шлама круглогодично при минимальных затратах и возможность применения способа при строительстве одиночных разведочных и поисковых скважин в местах, удаленных от основных транспортных путей.

Способ осуществляют следующим образом. Сначала отработанный буровой раствор и/или шлам (последний может направляться на сепарацию через вибросито и затем отделенные крупные твердые фракции щлама могут измельчаться в шаровой мельнице или другом устройстве), то есть вместе или по отдельности, смешивают с модифицированным торфом (например, моховой группы с водопоглощающей способностью не менее 600 мас.%) в емкости предпочтительно прямоугольной формы. Такая форма емкости позволяет производить перемешивание имеющимися на площадке бурения средствами механизации погрузочных или подъемно-транспортных работ, такие как фронтальный погрузчик или экскаватор,

- 1 015746 что упрощает и удешевляет утилизацию, поскольку при реализации способа не требуется использование дорогостоящего или специально предназначенного для утилизации шлама и/или бурового раствора оборудования. При работе в зимнее время или на участках с географически сложным климатом (например, в таких местах как Крайний Север, высокогорье и т.д.) днище и стенки емкости могут быть изготовлены двойными с замкнутым внутренним объемом, который предназначен для обогрева известным способом с помощью известных средств, предназначенных для любого известного типа теплоносителя (например, таких как пар, горячая вода; горячий воздух; выхлопные газы силовых установок и т.д.), который будет циркулировать в указанном замкнутом объеме между двойными стенками. Размеры и форму емкости выбирают с учетом возможности работы погрузчика, экскаватора или другого подъемно-транспортного средства, которое предполагается использовать для перемешивания отработанного бурового раствора и/или шлама с модифицированным торфом. В результате необходимого по длительности перемешивания раствора и/или шлама с достаточным количеством торфа образуется сыпучая масса, которая выгружается из емкости. Полученная масса складируется в бурт послойно и укрывается полимерной пленкой. При минерализации торфа при биологическом или прямом окислении органических веществ торфа в бурте с ограничением доступа воздуха происходит саморазогревание смеси, что при теплоизоляции полимерной пленкой и предотвращении поступления холодной воды в виде дождя или снега исключает ее замерзание при отрицательных температурах воздуха снаружи бурта.

Перед распределением смеси на участке земельного отвода для продолжения биологической утилизации или переработки шлама и/или бурового раствора производят перебуртовку смеси для усреднения ее физикохимических показателей в отдельных слоях. Далее смесь распределяют равномерно по участку, предназначенному для рекультивации. После этого участок перепахивают известными техническими средствами (плуги, дисковые фрезы и т.д.). Известными методами отбирают пробы грунта на глубину пахотного слоя для проведения комплексного агрохимического анализа почвы. По результатам анализа на участок вносят необходимые добавки (известковые материалы, минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор, калий) в количествах, достаточных для выращивания планируемых технических культур. Для этого используют или известные комплексные удобрения, содержащие в необходимом соотношении наиболее востребованные для роста растений в легко усвояемой ими форме азот, фосфор и калий, такие как стандартизованные по составу нитроамофоска (см., например, Большую советскую энциклопедию, М. Издательство Советская энциклопедия третье издание, 1974 г., т. 18, стр. 31, колонка 82), или нитрофоска (см. там же, стр. 34, колонка 90), или специально приготовленные с необходимым составом смеси указанных питательных веществ, получаемые или изготавливаемые на месте учетом результатов проведенного химического анализа и биологического состава восстанавливаемого биоценоза. После этого указанный участок перепахивают и засевают травами и/или производят посадку кустарников и деревьев. При этом выбирают для посева травы и/или для посадки наиболее подходящие по биологическим свойствам виды трав, кустарников и деревьев.

Предложенный способ переработки или утилизации отработанного бурового раствора на водной основе и/или образовавшегося при бурении шлама позволяет расширить область применения, так как из-за низкой агрессивности к окружающей среде смесь может вноситься в практически в любом соотношении с имеющимся грунтом и использоваться в любое время года и месте использования, имеющем устойчивый активный биоценоз, и упрощает его использование, поскольку позволяет исключить строительство сложных и дорогостоящих капитальных сооружений, необходимых для работы ранее известных устройств и способов утилизации и переработки буровых раствором и/или шламов. В том числе и из-за функциональности и простоты применения способ может использоваться в зимнее время (первый этап), а из-за простоты применяемого оборудования, широко используемого при бурении отдельных скважин, способ может применяться на участках бурения, расположенных далеко от транспортных путей, с последующей биологической рекультивацией земельного участка, отведенного для размещения бурового оборудования.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Способ переработки отработанного бурового раствора на водной основе и/или образовавшегося при бурении шлама, включающий введение в буровой раствор и/или шлам модифицированного торфа и использование известковых материалов и комплексных минеральных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий, отличающийся тем, что в емкости прямоугольного типа, при необходимости имеющей подогрев, получают смесь бурового раствора на водной основе и/или шлама с модифицированным торфом консистенции сыпучей массы, которую складируют в бурты, укрытые полимерным материалом, и хранят до момента ее использования, при котором сыпучую массу из буртов равномерно распределяют на участок, предназначенный для рекультивации, и перепахивают с природным грунтом, после чего на поверхность участка вносят известковые материалы и комплексные минеральные удобрения, в количествах, определяемых в результате проведения химического анализа почвы, и проводят повторную вспашку.

   Евразийская патентная организация, ЕАПВ

   Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2