RU2387688C1 - Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) - Google Patents
Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387688C1 RU2387688C1 RU2009101128/03A RU2009101128A RU2387688C1 RU 2387688 C1 RU2387688 C1 RU 2387688C1 RU 2009101128/03 A RU2009101128/03 A RU 2009101128/03A RU 2009101128 A RU2009101128 A RU 2009101128A RU 2387688 C1 RU2387688 C1 RU 2387688C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- portland cement
- mineralised
- diatomite
- hardening
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для подготовки минерализованных отходов бурения, образующихся при строительстве нефтяных и газовых скважин в надсолевых и солевых интервалах, к утилизации в качестве экологически безпасного техногенного грунта, использования этого грунта, например, в дорожном строительстве. Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения содержит, мас.%: портландцемент 90,5-94,0, опока и/или трепел, и/или диатомит 4,0-6,0, цеолит 2,0-3,5. Технический результат - обеспечение механической прочности и водоустойчивости получаемого материала, возможности утилизации его для дорожного строительства, выравнивания рельефа местности. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для подготовки минерализованных отходов бурения, образующихся при строительстве нефтяных и газовых скважин в надсолевых и солевых интервалах, к утилизации в качестве экологически безопасного техногенного грунта, использования этого грунта, например, в дорожном строительстве.
Известна смесь для обезвреживания и литификации буровых шламов и нефтезагрязненных грунтов, содержащая алюмосиликатную породу, известь и портландцемент, и неорганическую комплексообразующую добавку - хлорид двух- или трехвалентного металла или их смесь, или сульфат двух- или трехвалентного металла или их смесь, или карбонат двух- или трехвалентного металла или их смесь, или фосфогипс, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюмосиликатная порода - 55-80
Известь - 5-10
Портландцемент - 5-20
Неорганическая комплексообразующая добавка - 5-30
(см. патент RU № 2199569, кл. С09К 7/00, В09С 1/08, 2003). Она пригодна для обезвреживания слабосцементированных отходов и превращения их в экологически безопасные грунты.
Однако при прохождении надсолевых и солевых интервалов на поверхность извлекаются породы, состоящие в основном из минеральных солей - хлоридов натрия и калия и, в меньшей степени, их сульфатов. Кроме того, для безаварийного бурения таких интервалов применяют высокоминерализованные буровые растворы, полностью насыщенные солями. По общепринятым правилам отработанные соленасыщенные буровые растворы и буровой минерализованный шлам захороняют в шламовых амбарах и редко вывозят на специально подготовленные полигоны для их хранения.
Недостатком этой смеси является низкая степень отверждения минерализованных отходов бурения.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав для отверждения отработанных буровых растворов и осадков буровых сточных вод, включающий портландцемент (70-90 мас.%) и доломит (10-30 мас.%) - а.с. № 1549980 СССР, С 09 К 7/0, бюл. № 10, 15.03.90. Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.
Смесь включает широко известные материалы, обеспечивает отверждение слабоминерализованных полужидких отходов бурения с достаточно эффективным обезвреживанием по органическим загрязнителям, сульфатам и карбонатам и достижением приемлемой механической прочности для захоронения отвержденной массы в объектах природной среды.
Недостатком данного состава является низкий уровень стабильности отвержденных минерализованных отходов бурения. При попадании в водную среду механическая прочность конечного продукта резко падает и он разрушается.
Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение механической прочности и водоустойчивости отвержденного материала; возможность утилизации полученного путем отверждения минерализованных отходов бурения техногенного грунта в качестве экологически безопасного материала для дорожного строительства, выравнивания рельефа местности.
Указанный технический результат достигается заявляемым модифицированным составом для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (МОС-1), включающим портландцемент, трепел и/или опоку, и/или диатомит, и цеолит, при следующем соотношении компонентов, мас.%.
портландцемент - 90,5-94,0
трепел и/или опока, и/или
диатомит - 4,0-6,0
цеолит - 2,0-3,5
Опока, трепел, диатомит отдельно или в сочетании за счет содержания в них до 90-98% кремнезема обеспечивают связывание продукта гидратации вяжущего - гидроксида кальция в двухкальциевый гидросиликат. Уменьшение содержания Са(ОН)2 при твердении минерального вяжущего влечет также переход многоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов в менее основные, которые значительно более стойки по отношению к выщелачиванию пресной и минерализованной водой. Кроме того, при взаимодействии с водой и гидроксидом кальция отдельные зерна высокопористой добавки увеличиваются в объеме (набухают), что вызывает уплотнение твердеющего материала, затрудняет проникновение агрессивной среды, в данном случае минеральных ионов, и т.о. препятствует разрушению получающегося камня.
Технический результат - обеспечение механической прочности и водоустойчивости получаемого при отверждении продукта достигается за счет синергетического эффекта взаимодействия компонентов модифицированного состава. В результате этого эффекта повышается количество продуктов твердения минерального вяжущего до уровня, не достижимого в прототипе.
Введение цеолита в заявляемых количествах производят для улучшения адсорбции органических загрязнителей, а также для увеличения прочности цементного камня за счет взаимодействия частиц цеолита с новообразованиями вяжущего. В результате образуется промежуточная высокопрочная зона с малой пористостью, что способствует увеличению прочности цементного камня и уменьшению проницаемости отвержденного материала для агрессивной среды.
В результате обработки водорастворимых минерализованных отходов заявляемым модифицированным отверждающим составом, возможно, осуществить подготовку их к утилизации в качестве техногенного грунта путем повышения механической прочности и водоустойчивости отвержденной массы по сравнению с исходным полужидким отходом. Использование модифицированного отверждающего состава позволит исключить или снизить негативную техногенную нагрузку на объекты окружающей природной среды.
Реализация изобретения поясняется примерами, результаты которых приведены в таблицах 1 и 2.
Для исследования эффективности обезвреживания методом отверждения использованы минерализованные полужидкие отходы бурения следующего физико-химического состава: плотность - 1,57 г/см3, влажность - 40%, содержание нефтепродуктов - 6,855 г/кг, минерализация пятикратной водной вытяжки - 20,94 г/дм3 по сухому остатку, содержание хлоридов и сульфатов в количестве - 10,1 и 1,5 г/дм3 соответственно. Модифицированную отверждающую смесь получали перемешиванием компонентов, наименование и количество которых приведено в таблице 1, до достижения смесью однородности. Эту смесь добавляли к минерализованным полужидким отходам в количестве от 20 до 50 мас.%. После перемешивания готовую массу помещали в формы размером 2×2×2 см и выдерживали при комнатной температуре. Через 7 суток часть образцов испытывали на прочность (δсж), а остальные помещали в пятикратный объем воды для определения водоустойчивости. Через 10-14 суток определяли δсж * водонасыщенных образцов и экстракцию водой нефтепродуктов, хлоридов, сульфатов и суммы растворимых минеральных и органических веществ (сухой остаток) из отвержденного материала.
Для сравнения эффективности заявляемого модифицированного отверждающего состава с прототипом использовали полужидкие отходы следующего физико-химического состава: плотность - 1,57 г/см3, влажность - 40%, содержание нефтепродуктов - 6,855 г/кг, минерализация пятикратной водной вытяжки - 20,94 г/дм3 по сухому остатку, содержание хлоридов и сульфатов в количестве - 10,1 и 1,5 г/дм3 соответственно, которые обрабатывали модифицированной отверждающей смесью в количестве 20% к массе отходов. Смесь состояла из 80 мас.% портландцемента и 20 мас.% доломита. Методика исследований аналогична описанной выше. Через 4 суток нахождения в воде образцы 14-суточного срока твердения разрушались.
Таблица 1 | ||||
Примеры приготовления составов | ||||
№ | Название компонента | Содержание в мас.% | Время отверждения, суток | Время водной вытяжки, суток |
1 | портландцемент | 90,5 | 7 | 14 |
трепел | 6,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
2 | портландцемент | 92,25 | 7 | 14 |
трепел | 5,0 | |||
цеолит | 2,75 | |||
3 | портландцемент | 94,0 | 7 | 14 |
трепел | 4,0 | |||
цеолит | 2,0 | |||
4 | портландцемент | 90,5 | 7 | 14 |
опока | 6,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
5 | портландцемент | 92,25 | 7 | 14 |
опока | 5,0 | |||
цеолит | 2,75 | |||
6 | портландцемент | 94,0 | 7 | 14 |
опока | 4,0 | |||
цеолит | 2,0 | |||
7 | портландцемент | 90,5 | 7 | 14 |
диатомит | 6,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
8 | портландцемент | 92,25 | 7 | 14 |
диатомит | 5,0 | |||
цеолит | 2,75 | |||
9 | портландцемент | 94,0 | 7 | 14 |
диатомит | 4,0 | |||
цеолит | 2,0 | |||
10 | портландцемент | 90,5 | 7 | 10 |
трепел | 3,0 | |||
опока | 3,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
11 | портландцемент | 92,25 | 7 | 10 |
трепел | 3,5 | |||
опока | 1,5 | |||
цеолит | 2,75 | |||
12 | портландцемент | 94,0 | 7 | 10 |
трепел | 1,0 | |||
опока | 3,0 | |||
цеолит | 2,0 | |||
13 | портландцемент | 90,5 | 7 | 10 |
трепел | 2,0 | |||
диатомит | 4,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
14 | портландцемент | 92,25 | 7 | 10 |
трепел | 2,5 | |||
диатомит | 2,5 | |||
цеолит | 2,75 | |||
15 | портландцемент | 94,0 | 7 | 10 |
трепел | 1,0 | |||
диатомит | 3,0 | |||
цеолит | 2,0 | |||
16 | портландцемент | 90,5 | 7 | 10 |
опока | 3,0 | |||
диатомит | 3,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
17 | портландцемент | 92,25 | 7 | 14 |
опока | 2,0 | |||
диатомит | 3,0 | |||
цеолит | 2,75 | |||
18 | портландцемент | 94,0 | 7 | 14 |
опока | 1,5 | |||
диатомит | 2,5 | |||
цеолит | 2,0 | |||
19 | портландцемент | 90,5 | 7 | 14 |
опока | 2,0 | |||
трепел | 2,0 | |||
диатомит | 2,0 | |||
цеолит | 3,5 | |||
20 | портландцемент | 92,25 | 7 | 14 |
опока | 2,0 | |||
трепел | 1,5 | |||
диатомит | 1,5 | |||
цеолит | 2,75 | |||
21 | портландцемент | 94,0 | 7 | 14 |
опока | 1,0 | |||
трепел | 1,0 | |||
диатомит | 2,0 | |||
цеолит | 2,0 |
Характерные результаты исследований, представленных в таблице 2, подтверждают, что использование предлагаемого модифицированного отверждающего состава для отверждения минерализованных отходов бурения (МОС-1) обеспечивает достаточную механическую прочность (δсж>0,5 МПа образцов семисуточного срока твердения) и водоустойчивость (коэффициент водоустойчивости не менее 0,78) отвержденных образцов. Кроме того, при обработке минерализованных буровых отходов заявляемой модифицированной отверждающей смесью обеспечивается достаточный обезвреживающий эффект. Содержание вымываемых водой загрязняющих веществ из отвержденного материала снижается по сравнению с исходными отходами: на 99-100% по нефтепродуктам, на 22-60% по хлоридам и на 54-80% по сульфатам.
Для реализации изобретения используют недорогие и недефицитные материалы, при этом содержащиеся в составе опока диатомит, трепел и цеолит обладают удельной поверхностью 2000-4000 см2/г, в примерах использованы материалы с удельной поверхностью 3000 см2/г и применяют портландцемент марки М 500, поскольку эта марка проявляет большую активность. Для приготовления модифицированного отверждающего состава (МОС-1) может быть применено стандартное технологическое оборудование, в частности шнековые и лопастные смесители, а также смесительные машины.
Claims (1)
- Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения, включающий портландцемент, отличающийся тем, что он содержит дополнительно опоку, и/или трепел, и/или диатомит и цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент 90,5-94,0 Опока, и/или трепел, и/или диатомит 4,0-6,0 Цеолит 2,0-3,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101128/03A RU2387688C1 (ru) | 2009-01-15 | 2009-01-15 | Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101128/03A RU2387688C1 (ru) | 2009-01-15 | 2009-01-15 | Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2387688C1 true RU2387688C1 (ru) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009101128/03A RU2387688C1 (ru) | 2009-01-15 | 2009-01-15 | Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2387688C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101898860A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-01 | 武汉工程大学 | 含油泥无机复合调剖剂及其应用方法 |
GB2503456A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-01 | Kracken Ltd | A method of processing contaminated geological material |
RU2519861C2 (ru) * | 2012-09-21 | 2014-06-20 | Лонест Холдинг Корп. | Способ обезвреживания отходов бурения и установка для его осуществления |
CN104403648A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 西安石油大学 | 含油污泥调剖剂及其制备方法 |
GB2520634A (en) * | 2013-11-26 | 2015-05-27 | Greenworld Ip Ltd | Materials processing |
RU2704858C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Способ утилизации буровых шламов |
-
2009
- 2009-01-15 RU RU2009101128/03A patent/RU2387688C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101898860A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-01 | 武汉工程大学 | 含油泥无机复合调剖剂及其应用方法 |
GB2503456A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-01 | Kracken Ltd | A method of processing contaminated geological material |
RU2519861C2 (ru) * | 2012-09-21 | 2014-06-20 | Лонест Холдинг Корп. | Способ обезвреживания отходов бурения и установка для его осуществления |
GB2520634A (en) * | 2013-11-26 | 2015-05-27 | Greenworld Ip Ltd | Materials processing |
CN104403648A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 西安石油大学 | 含油污泥调剖剂及其制备方法 |
CN104403648B (zh) * | 2014-10-24 | 2016-01-20 | 西安石油大学 | 含油污泥调剖剂及其制备方法 |
RU2704858C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Способ утилизации буровых шламов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4615809A (en) | Method for stabilization of sludge | |
RU2387688C1 (ru) | Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) | |
Elbaz et al. | Review of beneficial uses of cement kiln dust (CKD), fly ash (FA) and their mixture | |
Rajasekaran | Sulphate attack and ettringite formation in the lime and cement stabilized marine clays | |
US20080179253A1 (en) | Porous Particulate Material For Fluid Treatment, Cementitious Composition and Method of Manufacture Thereof | |
Zha et al. | Turning waste drilling fluids into a new, sustainable soil resources for landscaping | |
RU2631681C1 (ru) | Способ утилизации бурового шлама при производстве техногенного грунта | |
RU2491135C1 (ru) | Смесь почвенная шламово-грунтовая (варианты) для рекультивации нарушенных земель и способ рекультивации карьеров и нарушенных земель | |
RU2408626C2 (ru) | Композиционный материал (варианты) | |
RU2471737C1 (ru) | Композиционный строительный материал | |
RU2631391C2 (ru) | Смеси грунтошламовые для рекультивации нарушенных земель и способ рекультивации земель с использованием смесей грунтошламовых | |
Atahu | The effect of coffee husk ash on geotechnical properties of expansive soil | |
RU2508170C1 (ru) | Способ утилизации буровых отходов | |
KR101470417B1 (ko) | 안정화된 폐석고를 이용하여 성토재 조성물을 제조하는 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 성토재 조성물 | |
KR101105343B1 (ko) | 투수성 식생블럭 | |
RU2596781C1 (ru) | Способ обезвреживания отработанных буровых шламов и почв, загрязненных нефтепродуктами | |
RU2646882C2 (ru) | Способ получения грунта при обезвреживании шламов с последующей рекультивацией | |
RU2767535C1 (ru) | Способ переработки отходов бурения | |
Adetayo et al. | Improvement of cement stabilized structural lateritic with pulverized snail shell | |
KR20050024754A (ko) | 폐석고와 시멘트를 이용한 해안점토 및 연약지반의고화처리방법 | |
KR100746851B1 (ko) | 기능성 나노합성 무기질 분말이 함유된 그라우트 조성물과이를 이용한 그라우팅 시공공법 | |
Kelley | Use of recycled oyster shells as aggregate for pervious concrete | |
KR101185428B1 (ko) | 유기성 슬러지 고화제 및 이를 이용한 인공토양 제조방법 | |
KR100590392B1 (ko) | 흙 고화재 및 이를 이용한 흙의 고화방법 | |
JP2820708B2 (ja) | 地盤強化・土質改良材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180116 |