RU2607599C2 - Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation - Google Patents
Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607599C2 RU2607599C2 RU2015121109A RU2015121109A RU2607599C2 RU 2607599 C2 RU2607599 C2 RU 2607599C2 RU 2015121109 A RU2015121109 A RU 2015121109A RU 2015121109 A RU2015121109 A RU 2015121109A RU 2607599 C2 RU2607599 C2 RU 2607599C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- inertization
- brine
- drilling waste
- washing
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical class O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 34
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 12
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
- B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам обезвреживания отходов бурения в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано непосредственно на буровой установке или на специализированном полигоне при очистке и обезвреживании отработанных буровых растворов, буровых сточных вод и буровых шламов, содержащих нефтепродукты, тяжелые металлы, синтетические поверхностно-активные вещества и другие загрязнители.The invention relates to methods for neutralizing drilling wastes in the oil and gas industry and can be used directly at a drilling rig or at a specialized training ground for cleaning and rendering harmless drilling fluids, drilling wastewater and drill cuttings containing oil products, heavy metals, synthetic surfactants and other pollutants.
Изобретение направлено на снижение отрицательной экологической нагрузки на объекты природной среды при строительстве, эксплуатации и ликвидации нефтегазовых скважин.The invention is aimed at reducing the negative environmental load on the environment during the construction, operation and liquidation of oil and gas wells.
Известен способ обезвреживания отходов бурения методом инертизации с использованием цемента и доломитовой муки (патент РФ №2040633, E02B 3/16, C09K 7/02, опубл. 25.07.1995).A known method of neutralizing drilling waste by inertization using cement and dolomite flour (RF patent No. 2040633, E02B 3/16,
Известный способ состоит из рытья котлована, возведения противофильтрационного экрана, заполнения амбара-накопителя отходами бурения, расслоение отходов бурения на загущенную и осветленную фазы, удаления осветленной жидкой фазы, отверждения загущенной фазы при помощи цемента и доломитовой муки с образованием верхнего отвержденного слоя и нанесения непроницаемого экрана с засыпкой амбара-накопителя минеральным грунтом.The known method consists of digging a pit, erecting an anti-filter screen, filling the barn with drilling waste, stratifying the drilling waste into a thickened and clarified phase, removing the clarified liquid phase, curing the thickened phase with cement and dolomite flour with the formation of the upper cured layer and applying an impermeable screen with filling the barn drive with mineral soil.
Основными существенными недостатками известного способа являются: необходимость использования амбарного способа накопления отходов бурения, трудоемкость процесса перемешивания в амбаре всего объема отходов бурения с консолидирующим материалом, необходимость захоронения отвержденного материала в амбарах.The main significant disadvantages of this method are: the need to use the barn method of accumulation of drilling waste, the complexity of the mixing process in the barn of the total volume of drilling waste with consolidating material, the need to bury the cured material in barns.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявляемого решения, является способ обезвреживания бурового шлама, содержащегося в отработанном буровом растворе (патент РФ №2198142, C02F 11/00, C02F 11/12, C02F 11/14, опубл. 10.02.2003). Способ включает разделение твердой и жидкой фаз бурового раствора путем внесения алюмосиликатов, гидролизованных до значения рН 9-12. Полученный в результате разделения осадок твердой фазы подают в смеситель, где смешивают его с литифицирующим порошковым комплексообразователем, содержащим следующие компоненты, мас.%: портландцемент 20-30, известь негашеная 10-15, карбонат кальция 10-20, фосфогипс 10-40, доломит 10-20.The closest analogue selected as a prototype of the proposed solution is a method of neutralizing drill cuttings contained in the spent drilling fluid (RF patent No. 2198142, C02F 11/00, C02F 11/12, C02F 11/14, publ. 10.02.2003). The method includes the separation of solid and liquid phases of the drilling fluid by introducing aluminosilicates hydrolyzed to a pH of 9-12. The solid phase precipitate obtained by separation is fed to a mixer, where it is mixed with a lithifying powder complexing agent containing the following components, wt.%: Portland cement 20-30, quicklime 10-15, calcium carbonate 10-20, phosphogypsum 10-40, dolomite 10-20.
Основными существенными недостатками известного способа являются отсутствие этапа очистки жидкой фазы, применение широкого спектра реагентов, а также отсутствие решения проблемы утилизации соли.The main significant disadvantages of this method are the lack of a stage of purification of the liquid phase, the use of a wide range of reagents, and the lack of a solution to the problem of salt utilization.
Основной технической задачей заявляемого изобретения является снижение отрицательной экологической нагрузки на объекты природной среды при строительстве, эксплуатации и ликвидации нефтегазовых скважин, снижение трудоемкости способа обезвреживания отходов бурения, повышение механической прочности и водоустойчивости отвержденного материала с возможностью повторного использования обезвреженных отходов в нефтегазовых регионах и решение проблемы утилизации очищенного рассола.The main technical objective of the claimed invention is to reduce the negative environmental load on environmental objects during the construction, operation and liquidation of oil and gas wells, reduce the complexity of the method of neutralizing drilling waste, increase the mechanical strength and water resistance of the cured material with the possibility of reuse of neutralized waste in oil and gas regions and solve the problem of disposal purified brine.
Поставленная задача решается в изобретении тем, что способ обезвреживания высокоминерализованных отходов бурения включает отмыв технической водой отходов бурения от солей с получением отмытого бурового шлама и загрязненного рассола, последующее многоступенчатое отделение жидкой и твердой фаз загрязненного рассола путем коагулирования, флокулирования и центрифугирования. Жидкая фаза (осветленный рассол) с растворенной в ней солью самотеком сливается в емкость для осветленной жидкости. Твердая фаза вместе с отмытым буровым шламом отправляется на обработку методом инертизации с предварительным введением не менее 20% по массе отверждающего состава, состоящего из цемента марки ПЦ М-500 - в качестве вяжущего и природного силикагеля опоки - в качестве сорбента, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in the invention by the fact that the method of neutralizing highly mineralized drilling waste includes washing industrial waste water from salts with salts to obtain washed drill cuttings and contaminated brine, followed by multi-stage separation of the liquid and solid phases of the contaminated brine by coagulation, flocculation and centrifugation. The liquid phase (clarified brine) with salt dissolved in it is gravity drained into a container for clarified liquid. The solid phase together with the washed drill cuttings is sent for inertization treatment with the preliminary introduction of at least 20% by weight of the curing composition, consisting of cement grade ПЦ М-500 - as a cementitious and natural silica gel flask - as a sorbent, in the following ratio of components, wt.%:
Обработку отмытого бурового шлама и твердой фазы (отверждаемого материала) осуществляют при влажности 40% путем тщательного перемешивания в течение 2-3 минут.The treatment of the washed drill cuttings and the solid phase (curable material) is carried out at a humidity of 40% by thorough mixing for 2-3 minutes.
Далее в смесительную емкость блока инертизации добавляют раствор активатора затворения, в качестве которого используют 20% жидкое стекло в количестве 10-20% от объема сухого отверждаемого материала, и тщательно перемешивают в течение 5-7 минут.Then, a mixing activator solution is added to the mixing tank of the inertization unit, which is used as 20% liquid glass in an amount of 10-20% of the volume of dry cured material, and thoroughly mixed for 5-7 minutes.
Техническим результатом заявляемого способа обезвреживания отходов бурения является создание технологии, обеспечивающей эффективное обезвреживание и утилизацию отходов бурения, загрязненных тяжелыми металлами, фенолами, нефтепродуктами и другими химическими загрязнителями.The technical result of the proposed method for the neutralization of drilling waste is the creation of a technology that ensures the effective neutralization and disposal of drilling waste contaminated with heavy metals, phenols, petroleum products and other chemical pollutants.
Пример.Example.
Высокоминерализованные отходы бурения через загрузочную воронку поступают в смесительную емкость, где их подвергают разбавлению технической водой в соотношении 1:10 для отмывки от солей, тщательно перемешивают в течение 2-3 минут. По окончании процесса перемешивания полученная смесь направляется на сетку вибросита для проведения грубой механической очистки. На сетке вибросита отмытый крупнодисперсный буровой шлам отделяется от загрязненного рассола и сбрасывается в ковш скипового подъемника, затем при помощи лебедки выгружается в двухвальный смеситель на обработку методом инертизации. Отделенный загрязненный рассол с мелкодисперсным шламом самотеком сливается из вибросита в емкость блока очистки загрязненного рассола. Сюда же, при работающих перемешивателях, из блока приготовления и дозирования химреагентов вводятся растворы коагулянта и флокулянта. Скоагулированная и сфлокулированная смесь отстаивается для выделения осадка, который направляется на блок инертизации, а оставшаяся часть смеси насосом направляется в центрифугу, где происходит расслоение на жидкую (осветленный рассол) и твердую фазы. Последняя направляется на инертизацию, а жидкая фаза с растворенной в ней солью самотеком сливается в емкость для осветленного рассола.Highly mineralized drilling waste through a feed funnel enters the mixing tank, where they are diluted with industrial water in a ratio of 1:10 to wash from salts, mix thoroughly for 2-3 minutes. At the end of the mixing process, the resulting mixture is sent to a vibrating screen for rough mechanical cleaning. On a vibrating screen, the washed coarse drill cuttings are separated from the contaminated brine and dumped into the bucket of the skip hoist, then they are unloaded using a winch into a twin-shaft mixer for inertization treatment. Separated contaminated brine with fine sludge by gravity is drained from the vibrating screen into the capacity of the unit for cleaning the contaminated brine. Coagulant and flocculant solutions are also introduced here, with working stirrers, from the unit for the preparation and dosing of chemicals. The coagulated and flocculated mixture is sedimented to precipitate, which is sent to the inertization unit, and the rest of the mixture is pumped to a centrifuge, where separation occurs into liquid (clarified brine) and solid phases. The latter is sent to inertization, and the liquid phase with the dissolved salt in it is gravity drained into a container for clarified brine.
С целью определения эффективности проведенного процесса многоступенчатой очистки были проведены лабораторные исследования образцов технической воды, применяемой для отмыва высокоминерализованных отходов бурения, загрязненного рассола и осветленного рассола (табл. 1).In order to determine the effectiveness of the multi-stage cleaning process, laboratory tests were conducted of samples of industrial water used to wash highly mineralized drilling waste, contaminated brine and clarified brine (Table 1).
Процесс инертизации производят обработкой отверждающим составом на основе вяжущего цемента марки ПЦ М-500 и тонкодисперсной активной сорбционной добавки - опоки. При этом влажность инертизируемых отходов бурения должна быть не менее 40%. При перемешивании смеси происходит связывание токсичных примесей сорбентом. Сорбция токсикантов протекает до полного обезвреживания (табл. 2).The inertization process is carried out by treatment with a hardening composition based on cementitious cement grade ПЦ М-500 and a finely dispersed active sorption additive - flask. At the same time, the humidity of inertizable drilling waste should be at least 40%. When the mixture is stirred, the binding of toxic impurities by the sorbent. Sorption of toxicants proceeds to complete neutralization (table. 2).
После тщательного перемешивания в обезвреженную смесь автоматически подается раствор активатора затворения в виде 20% жидкого стекла в количестве 20% от объема отверждаемого материала. Производится повторное перемешивание содержимого емкости в течение 5-7 мин.After thorough mixing, the solution of the mixing activator is automatically fed into the neutralized mixture in the form of 20% liquid glass in an amount of 20% of the volume of the cured material. Re-mixing the contents of the container for 5-7 minutes.
В результате добавления активатора затворения и вяжущего вещества образуется при твердении прочная консервирующая матрица, предотвращающая растворение токсичных веществ под воздействием компонентов окружающей среды, дополнительно связывая их физически и химически, снижая поверхность контакта с окружающей средой.As a result of the addition of a mixing activator and a binder, a strong preservative matrix is formed during hardening, which prevents the dissolution of toxic substances under the influence of environmental components, additionally linking them physically and chemically, reducing the contact surface with the environment.
Как видно из таблицы 2, отмечается снижение содержания нефтепродуктов, солей тяжелых металлов и плотного остатка в водной вытяжке отвержденного материала по отношению к отходам бурения, не прошедшим инертизацию.As can be seen from table 2, there is a decrease in the content of petroleum products, salts of heavy metals and a dense residue in the aqueous extract of the cured material with respect to drilling waste that has not passed inertization.
Отвержденные образцы были также испытаны на прочность камня на сжатие по ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам». Полученный материал достаточно прочен: по показателю предела прочности камня на сжатие при температуре 20±2°C и влажности 60% соответствует марке М40, а в водонасыщенном состоянии - М30.The cured samples were also tested for compressive strength of the stone according to GOST 10180-90 “Concretes. Methods for determining the strength of control samples. " The resulting material is quite durable: in terms of the compressive strength of the stone at a temperature of 20 ± 2 ° C and a humidity of 60%, it corresponds to the M40 grade, and in the water-saturated state - M30.
Продуктом обезвреживания отходов бурения в указанном примере является отвержденный материал - инертная масса с характеристиками техногенных грунтов, которая может использоваться в качестве вторичных материальных ресурсов (засыпки карьеров, котлованов, балок, оврагов, отсыпки дорог на территории скважин т.д.), а также при сооружении земельного полотна автомобильных дорог без твердого покрытия в дорожном и аэродромном строительстве.The product of neutralization of drilling waste in this example is a cured material - an inert mass with the characteristics of technogenic soils, which can be used as secondary material resources (filling quarries, pits, gullies, ravines, filling roads in the wells, etc.), as well as the construction of the roadbed of roads without hard surface in road and airfield construction.
Известна установка для обезвреживания и утилизации бурового шлама (патент РФ №2006492, C02F 11/14, B01F 15/04, опубл. 30.01.1994), содержащая бункеры порошкообразного и жидкого реагентов отверждающего состава, объемный дозатор, дроссель, смеситель реагентов и шлама, транспортер для сброса шлама. Кроме того, установка снабжена пневмоуправляемыми затворами на линиях порошкообразного и жидкого реагентов и пневмораспределителями, промежуточной емкостью с датчиком веса и пневмоуправляемой шиберной заслонкой, исполнительным блоком, вход которого соединен с выходом датчика веса, а выход - с двумя пневмораспределителями, причем один из них соединен пневмолинией с днищем бункера порошкообразного реагента и пневмоуправляемой шиберной заслонкой промежуточной емкости, а с другой - с пневмоуправляемыми затворами на линиях порошкообразного и жидкого реагентов и дозаторов порошкообразного реагента.A known installation for the disposal and disposal of drill cuttings (RF patent No. 2004492, C02F 11/14, B01F 15/04, publ. 01/30/1994), containing silos of powdered and liquid reagents curing composition, volumetric dispenser, choke, mixer reagents and sludge, conveyor for sludge discharge. In addition, the installation is equipped with pneumatic valves on the lines of powdered and liquid reagents and pneumatic valves, an intermediate tank with a weight sensor and a pneumatically controlled slide damper, an actuating unit, the input of which is connected to the output of the weight sensor, and the output with two pneumatic valves, one of which is connected by a pneumatic line with the bottom of the powder reagent hopper and the pneumatically controlled slide gate valve of the intermediate tank, and on the other, with the pneumatic valves on the powder lines th and liquid reactants and metering powdered reagent.
Недостатками известной установки являются:The disadvantages of the known installation are:
- неравномерное перемешивание бурового шлама с отвердителем, что снижает качество отвержденной смеси;- uneven mixing of drill cuttings with a hardener, which reduces the quality of the cured mixture;
- отсутствие утилизации высокоминерализованных отходов бурения.- lack of disposal of highly mineralized drilling waste.
Известна установка мобильная по переработке и обезвреживанию уровых шламов (патент РФ №2450865, B03B 9/06, C02F 11/14, опубл. 20.05.2012), включающая блок промывки твердой фазы, оборудованный виброситом с ячеей сетки 0,25 мм, пескоотделителем гидроциклонного типа в составе линейного ситогидроциклонного сепаратора, оснащенные душевыми установками, установленными над сетчатыми поверхностями. В состав установки также входит емкость сбора очищенной воды, блок загрузки твердой фазы, оборудованный бункером, соединенным с емкостью сбора очищенной воды и наклонным шнековым конвейером для вывода и транспортировки осажденного шлама из бункера, блок коагуляции жидкой фазы, содержащий паровой теплообменник, соединенный с отстойной емкостью, блок обезвоживания осадка, оснащенный центрифугой, емкость сбора фугата, блок термического обессоливания, содержащий обратноосмотический мембранный модуль и выпарной аппарат. Блоки соединены между собой трубопроводами, оснащенными насосами и задвижками. Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному решению - прототипом.A well-known mobile installation for the processing and disposal of sludge levels (RF patent No. 2450865, B03B 9/06, C02F 11/14, publ. 05/20/2012), including a solid phase washing unit equipped with a vibrating screen with 0.25 mm mesh, a hydrocyclone sand separator type as part of a linear sieve-hydrocyclone separator, equipped with shower units mounted above the mesh surfaces. The installation also includes a purified water collection tank, a solid phase loading unit equipped with a hopper connected to a purified water collection tank and an inclined screw conveyor for discharging and transporting deposited sludge from the hopper, a liquid phase coagulation unit containing a steam heat exchanger connected to a settling tank , a sludge dewatering unit equipped with a centrifuge, a centrate collection vessel, a thermal desalination unit containing a reverse osmosis membrane module and an evaporator. The blocks are interconnected by pipelines equipped with pumps and valves. This technical solution is the closest to the claimed solution - the prototype.
Основным существенным недостатком прототипа является наличие в составе установки энергоемких блоков.The main significant disadvantage of the prototype is the presence in the installation of energy-intensive units.
Технической задачей предлагаемой установки является отмыв и обезвреживание высокоминерализованных отходов бурения методом инертизации с целью получения при низких экономических затратах отвержденного материала повышенной инертности и прочности.The technical task of the proposed installation is the washing and disposal of highly mineralized drilling waste by inertization in order to obtain a cured material with increased inertness and strength at low economic cost.
Техническая задача решается тем, что установка состоит из блока приема и отмывки отходов бурения; блока грубой механической очистки, оборудованного виброситом, для разделения загрязненного рассола и бурового шлама; блока очистки (осветления) загрязненного рассола, состоящего из емкостей для коагуляции и флокуляции; блока тонкой механической очистки, состоящего из центрифуги; емкости для принятия осветленного рассола, причем блоки соединены между собой трубопроводами, оснащены насосами и задвижками, при этом установка дополнительно содержит блок инертизации твердой фазы.The technical problem is solved in that the installation consists of a unit for receiving and washing drilling waste; a rough mechanical cleaning unit equipped with a vibrating screen to separate contaminated brine and drill cuttings; block cleaning (clarification) of contaminated brine, consisting of containers for coagulation and flocculation; fine mechanical cleaning unit, consisting of a centrifuge; containers for receiving clarified brine, and the blocks are interconnected by pipelines, equipped with pumps and valves, while the installation further comprises a solid phase inertization unit.
Установка для обезвреживания отходов бурения изображена на принципиальной схеме (чертеж).Installation for the disposal of drilling waste is shown in the schematic diagram (drawing).
Установка для обезвреживания отходов бурения состоит из блока 1 приема и отмывки отходов бурения, блока 2 грубой механической очистки, блока 3 приготовления и дозирования реагентов, блока 4 очистки загрязненного рассола, блока 5 тонкой механической очистки, емкости 6 для временного хранения осветленного рассола, блока 7 инертизации отверждаемого материала.A drilling waste disposal unit consists of a unit for receiving and washing drilling waste, a
Блок 1 для приема и отмывки отходов бурения представляет собой смесительную емкость объемом 40 м3, оснащенную лопастной мешалкой и загрузочной воронкой. На смесительной емкости установлен гидродинамический диспергатор, обвязанный с центробежным насосом.
Блок 2 для грубой механической очистки состоит из сита вибрационного.
Блок 3 для приготовления и дозирования химических реагентов представлен емкостями с перемешивателями механического типа для приготовления коагулянта и флокулянта, а также датчиками для весовой дозации реагентов.
Блок 4 для очистки загрязненного рассола представлен металлической емкостью, оснащенной двумя перемешивателями для проведения процесса коагуляции и флокуляции. Емкость блока обвязана с винтовым насосом, который подает скоагулированную и сфлокулированную смесь в центрифугу.
Блок 5 для тонкой механической очистки содержит центрифугу типа ОГШ-Т-501У-01.
Блок 6 - емкость для временного хранения осветленного рассола.Block 6 - a container for temporary storage of clarified brine.
Блок 7 для инертизации отверждаемого материала представляет собой смесительный модуль принудительного действия, состоящий из двухвального смесителя, установленного в неподвижной металлической емкости, и пульта управления. Смесительный модуль оснащен тензодатчиками, благодаря которым осуществляют весовую дозацию необходимых для процесса инертизации сыпучих реагентов.
Блоки 1-7 объединены в единое целое с помощью рам и металлоконструкций и могут базироваться на сварной раме двухосного прицепа, который устанавливают на бетонной площадке рядом со шламовым амбаром (мобильный вариант) или на бетонной площадке на специализированном полигоне (стационарный вариант).Blocks 1-7 are combined into a single unit with the help of frames and metal structures and can be based on the welded frame of a biaxial trailer, which is installed on a concrete site next to a slurry barn (mobile version) or on a concrete site on a specialized landfill (stationary version).
Принцип работы установки.The principle of operation of the installation.
Загрязненные химическими токсикантами высокоминерализованные отходы бурения из накопительных контейнеров перегружают через загрузочную воронку в блок 1 для приема и отмыва отходов бурения. Туда же направляют техническую воду в соотношении 1:10 для отмыва от солей. Вращающаяся мешалка емкости блока 1 перемешивает в течение 2-3 минут отходы бурения с водой. При наличии в отходах бурения крупных солевых включений для более быстрого растворения соли включается в работу гидродинамический диспергатор, в который смесь воды и отходов бурения подается насосом. По окончании процесса отмыва отходов бурения от всех солевых включений полученную смесь из приемного блока 1 при помощи насоса направляют на блок грубой механической очистки 2, где смесь пропускают через сетку вибросита. Отделенный от загрязненного рассола крупнодисперсный буровой шлам накапливают в ковше загрузочного скипового подъемника, затем при помощи лебедки выгружают в двухвальный смеситель блока 7 на обработку методом инертизации. Отделенный на вибросите загрязненный рассол с мелкодисперсным шламом самотеком сливают в емкость блока 4 для очистки. Сюда же из блока 3 приготовления и дозирования химреагентов вводят растворы коагулянта и флокулянта. Содержимое емкости блока 4 перемешивают в течение 2-3 минут, затем дают смеси отстояться. Образованную в емкости твердую фазу (осадок) направляют в блок инертизации 7, а оставшуюся часть смеси - на центрифугу блока тонкой механической очистки 5. В центрифуге под действием гравитационных сил происходит расслоение на жидкую (осветленный рассол) и твердую фазы, при этом последняя направляется на блок инертизации 7, а жидкая фаза (осветленный рассол) подается в приемную емкость для осветленного рассола 6.Highly mineralized drilling waste contaminated with chemical toxicants from storage containers is loaded via a loading funnel into
Полученный осветленный рассол может повторно использоваться для отмыва отходов бурения или утилизироваться следующими двумя способами:The resulting clarified brine can be reused for washing drilling waste or disposed of in the following two ways:
- направляться на закачку в поглощающие горизонты;- go to the injection into the absorbing horizons;
- сбрасываться на естественные испарители (емкости сезонного регулирования).- discharged to natural evaporators (seasonal regulation tanks).
Твердая фаза, образовавшаяся в блоках 2, 4, 5 при обезвреживании высокоминерализованных отходов бурения, подается в смесительный модуль блока инертизации 7, при этом влажность твердой фазы должна быть не менее 40%. В случае необходимости ее увлажняют технической водой.The solid phase formed in
Отверждающий состав в виде сыпучих реагентов на основе вяжущего цемента марки ПЦ М-500 и тонкодисперсной активной сорбционной добавки - опоки из контейнеров типа «Биг-Бэг» по шнековому конвейеру в определенной последовательности дозировано подаются на смешение в смесительный модуль блока инертизации 7. Содержимое емкости тщательно перемешивается.The hardening composition in the form of granular reagents based on cement binder of grade ПЦ М-500 and finely dispersed active sorption additives - flasks from Big-Bag containers are metered through a screw conveyor in a certain sequence and are metered into the mixing module of the
Добавка в виде 20% жидкого стекла, предназначенная для активации процесса затворения, перекачивается из специальной емкости насосом через магистраль системы дозации жидких добавок в смесительный модуль блока инертизации 7.The additive in the form of 20% liquid glass, intended to activate the mixing process, is pumped from a special tank by a pump through the line of the dosing system of liquid additives to the mixing module of the
Производится смешение содержимого смесительного модуля в течение 5-7 минут.Mixing the contents of the mixing module for 5-7 minutes.
По окончании процесса смешения готовый отвержденный материал через донный затвор в нижней части емкости выгружают и доставляют к месту назначения.At the end of the mixing process, the finished cured material is discharged through the bottom gate in the lower part of the tank and delivered to its destination.
Из материалов патентно-информационных исследований не обнаружено способа обезвреживания отходов бурения, а также устройства для осуществления заявляемого способа, существенные признаки которых были бы идентичными существенным признакам заявляемых объектов. Отсюда можно сделать правомерный вывод о соответствии заявляемых объектов критерию изобретений - «новизна». Приведенная выше совокупность существенных признаков заявляемого способа и установки для его осуществления является существенным отличием и связана причинно-следственной связью с достигаемым техническим результатом. В этих совокупностях каждый из признаков является необходимым, а вместе взятые - достаточны для реализации поставленной задачи.From the materials of patent information research, no method of neutralizing drilling waste was found, nor was a device for implementing the inventive method, the essential features of which would be identical to the essential features of the claimed objects. From this we can draw a legitimate conclusion about the conformity of the claimed objects to the criterion of inventions - "novelty." The above set of essential features of the proposed method and installation for its implementation is a significant difference and is associated with a causal relationship with the achieved technical result. In these aggregates, each of the signs is necessary, and taken together are sufficient for the implementation of the task.
Совокупность существенных признаков является причиной, а полученный технический результат - следствием. При этом и заявляемый способ, и установка для его осуществления объединены единым изобретательским замыслом.The set of essential features is the cause, and the technical result obtained is the result. In this case, both the claimed method and the installation for its implementation are united by a single inventive concept.
Отсюда также правомерен вывод о соответствии заявленного технического решения (способа и установки для его осуществления) критерию «изобретательский уровень». Что касается соответствия такому критерию, как «промышленная применяемость», то проведенная экспертная проверка на одном из участков Астраханского газоконденсатного месторождения, показала возможность неоднократного воспроизведения изобретения с заявленной совокупностью существенных признаков.Hence, the conclusion about the conformity of the claimed technical solution (method and installation for its implementation) to the criterion of "inventive step" is also legitimate. With regard to compliance with such a criterion as “industrial applicability”, the expert review conducted at one of the sections of the Astrakhan gas condensate field showed the possibility of repeated reproduction of the invention with the claimed combination of essential features.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121109A RU2607599C2 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121109A RU2607599C2 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015121109A RU2015121109A (en) | 2016-12-27 |
| RU2607599C2 true RU2607599C2 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015121109A RU2607599C2 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2607599C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1068396A1 (en) * | 1980-08-01 | 1984-01-23 | Научно-Исследовательский Отдел Ленинградского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Основной Химической Промышленности | Process for purifying phosphorus-containing effluents |
| RU2047728C1 (en) * | 1992-04-01 | 1995-11-10 | Анатолий Сергеевич Кульнев | Drilling wastewater treatment plant |
| RU2053208C1 (en) * | 1986-02-14 | 1996-01-27 | Айрих Хуберт | Installation for conditioning of bulk waste of electric power stations |
| RU2084140C1 (en) * | 1994-09-15 | 1997-07-20 | Белгородская государственная сельскохозяйственная академия | Feeder-feed mixer |
| RU2508170C1 (en) * | 2012-06-19 | 2014-02-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Method of drilling wastes reclamation |
| RU2519861C2 (en) * | 2012-09-21 | 2014-06-20 | Лонест Холдинг Корп. | Drilling waste neutralisation method and plant for its implementation |
-
2015
- 2015-06-02 RU RU2015121109A patent/RU2607599C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1068396A1 (en) * | 1980-08-01 | 1984-01-23 | Научно-Исследовательский Отдел Ленинградского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Основной Химической Промышленности | Process for purifying phosphorus-containing effluents |
| RU2053208C1 (en) * | 1986-02-14 | 1996-01-27 | Айрих Хуберт | Installation for conditioning of bulk waste of electric power stations |
| RU2047728C1 (en) * | 1992-04-01 | 1995-11-10 | Анатолий Сергеевич Кульнев | Drilling wastewater treatment plant |
| RU2084140C1 (en) * | 1994-09-15 | 1997-07-20 | Белгородская государственная сельскохозяйственная академия | Feeder-feed mixer |
| RU2508170C1 (en) * | 2012-06-19 | 2014-02-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Method of drilling wastes reclamation |
| RU2519861C2 (en) * | 2012-09-21 | 2014-06-20 | Лонест Холдинг Корп. | Drilling waste neutralisation method and plant for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015121109A (en) | 2016-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2512289C (en) | Stabilization of waste material | |
| US20070028804A1 (en) | Method for making a road base material using treated oil and gas waste material | |
| US20190233310A1 (en) | Acoustic mixing for flocculant addition to mineral suspensions | |
| MXPA03005850A (en) | A method for making a road base material using treated oil and gas waste material. | |
| JPH05509038A (en) | Hazardous waste treatment method and composition | |
| CN110577349A (en) | Building slurry treatment process and application | |
| CN104829070A (en) | Oil and gas field drilling fluid waste treatment-while-drilling system | |
| JP2013121568A (en) | Method of recycling construction sludge | |
| RU2519861C2 (en) | Drilling waste neutralisation method and plant for its implementation | |
| RU2607599C2 (en) | Method of decontaminating highly mineralized drilling wastes and plant for its implementation | |
| JP4593259B2 (en) | Sludge treatment system | |
| CN204644081U (en) | A kind of oilfield drilling mud waste is with brill treatment system | |
| FI127373B (en) | Process for treating dredging pulp or sludge and using the method | |
| CA3092823C (en) | Binder and method of forming the binder for granulation, aggregation and structuring of mineral solids | |
| JPH10211615A (en) | Recovery method of cement content | |
| JP2009131738A (en) | Sludge treatment method | |
| JPH10244297A (en) | Regeneration treatment of construction sludge | |
| CN212025140U (en) | Building mud resourceful treatment device | |
| RU2198142C1 (en) | Method of neutralizing boring sludge contained in spent drilling mud | |
| JPH05192695A (en) | Soil quality improvement of construction surplus soil | |
| CN204644080U (en) | A kind of oilfield drilling mud waste is with brill treatment system | |
| US11767247B1 (en) | Waste solidification compositions, in-situ use of the same and methods of repurposing calcium-containing industrial by-products | |
| Rønning et al. | Beneficial use of recycled aggregates from concrete sludge using a new dry washing technology | |
| RU2630908C1 (en) | Mobile plant for drilling waste processing | |
| RU2804370C1 (en) | Composite building material |