RU2678141C1 - Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин - Google Patents
Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678141C1 RU2678141C1 RU2018111794A RU2018111794A RU2678141C1 RU 2678141 C1 RU2678141 C1 RU 2678141C1 RU 2018111794 A RU2018111794 A RU 2018111794A RU 2018111794 A RU2018111794 A RU 2018111794A RU 2678141 C1 RU2678141 C1 RU 2678141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill cuttings
- barn
- amount
- mass
- cuttings
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 claims description 4
- 230000000368 destabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 abstract description 2
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/068—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole using chemical treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обезвреживания отходов бурения и может быть использовано при утилизации шламовых буровых отходов. Способ утилизации бурового шлама скважин включает отделение бурового шлама от бурового раствора и выгрузку бурового шлама в шламовый амбар. Формируют разделительную металлическую арматуру ячеистого типа внутри шламового амбара в виде вертикально ориентированных ячеек для возможности последующего отдельного порционного химико-технологического воздействия на буровой шлам в каждой из ячеек. Сначала дестабилизируют коллоидную систему введением сульфата железа в количестве порядка 1-3% от общей массы бурового шлама до визуально заметного разжижения массы и равномерного структурообразования. Затем проводят абсорбцию полученной массы путем введения вермикулита вспученного в количестве порядка 1%. Завершают воздействие введением гуминовых кислот в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама. Способ осуществляют при постоянном перемешивании со скоростью порядка 30-60 оборотов в минуту в пределах порядка 30-60 минут на каждой из названных операций и контролируют значимые параметры с определением класса опасности полученного продукта в процессе воздействия. Затем извлекают металлическую арматуру из шламового амбара и добавляют грунт в количестве, необходимом для достижения полученным продуктом значений концентраций ниже предельно допустимых. Изобретение позволяет гарантировать высокое качество утилизации при исключении излишнего времени воздействия, экономя затрачиваемые ресурсы. 2 з.п. ф-лы, 1пр.
Description
Изобретение относится к области обезвреживания отходов бурения и может быть использовано при утилизации шламовых буровых отходов при бурении глубинных скважин разного назначения.
Известен способ утилизации отходов бурения скважин (патент РФ на изобретение №2213121), который содержит рекультивацию шламового амбара, включающую освобождение амбара от жидкой фазы отработанного бурового раствора, ликвидацию текучести его коагуляционных сгустков, засыпку оставшихся отходов бурения минеральным грунтом, планировку территории. Перед освобождением шламового амбара определяют концентрации загрязняющих веществ в отработанном буровом растворе, доводят содержание загрязняющих веществ в растворе до значений ниже предельно допустимых концентраций. Освобождение производят путем выпуска жидкой фазы через проем обвалования шламового амбара.
Известен также способ обезвреживания бурового шлама (патент РФ на изобретение №2541957), который включает прием бурового шлама с желобной линии буровой установки или после вибросит центральной системы гидроциклонной очистки со шнекового транспортера буровой установки, подготовку к обезвреживанию - переработке бурового шлама, подготовку растворов реагентов для обезвоживания и обезвреживание бурового шлама, смешивание последнего с реагентами и введение с одновременным перемешиванием нейтрализующего и капсулирующего состава, коагулянта и флокулянта в буровой шлам в последовательно соединенных реакторах для «созревания» перед обезвоживанием. Затем проводят обезвоживание бурового шлама на камерном пресс-фильтре или ленточных пресс-фильтрах и очистку фильтрата с последующим вторичным использованием обезвреженного бурового шлама.
Известен также способ утилизации отходов бурения скважин, описанный в патенте РФ на изобретение №2392256. Способ включает отделение бурового шлама от бурового раствора, циркулирующего в процессе бурения, и складирование буровых шламов в шламовые амбары. Буровой шлам перерабатывают в шламовый полупродукт, в который включают в качестве модификатора композитной смеси гумино-минеральный концентрат, а территории всех грунтовых выработок для размещения обезвреживаемых продуктов бурения возвращают в земельный оборот. Шламовые амбары устраивают в виде нескольких временных оперативных параллельно расположенных амбаров, в каждый из которых направляют шлам от бурения различных слоев горных пород, которые поочередно подвергаются проходке при помощи бурового инструмента. Устраивают технологический пост по приготовлению товарного продукта в виде нескольких параллельных бассейнов, в каждом из которых организуют поочередное вызревание мелиоранта.
Недостатком данного аналога является увеличение вскрытых нарушенных территорий на обустройство нескольких земляных буровых амбаров, т.е. в процессе борьбы за восстановление загрязненных территорий еще более увеличиваются размеры нарушенных территорий на обустройство земляных амбаров, бассейнов, ям и т.д. для складирования и последующего вызревания буровых шламов, вернее их субстанций. И, несмотря на то, что планируется временная занятость этих рабочих территорий для очистки и обработки шламов, однако время этих воздействий может значительно затянуться по разным причинам - климатическим, финансовым, организационным (нехватка в достаточном количестве дополнительных реагентов, поскольку необходимо обрабатывать и сами амбары-сооружения, восстанавливать и возвращать их в земельный оборот).
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ утилизации отработанных буровых шламов (патент РФ на изобретение №2486166), который включает подготовку площадки переработки, сбор, экскавацию и доставку нефтезагрязненных грунтов на площадку переработки, подготовку нефтезагрязненного грунта, внесение гумино-минерального комплекса и обеспечение процессов биоструктуризации нефтезагрязненных грунтов. Способ обезвреживания отработанных буровых шламов включает известкование, реагентную коагуляцию, внесение флокулянтов и гумино-минерального комплекса, поэтапную выемку бурового шлама на буферный слой с настилкой шлама слоем не более 8-10 см, высушивание бурового шлама, складирование в бурты для последующей утилизации. Гумино-минеральный комплекс получен в процессе низкотемпературной механохимической экстракции гуминовых кислот измельчением бурого угля в диспергаторе со смешиванием измельченного бурого угля со щелочью.
Недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие гарантированной качественной обработки всего объема бурового шлама, содержащегося в шламовом амбаре, без исключения - в каждой его части, в углах, на дне и т.д., причем как в достаточной степени химической обработки реагентами, так и в достаточной степени механического перемешивания как по времени длительности, так и по интенсивности, избегая не промешанных участков в том или ином сегменте шламового амбара.
Задача изобретения заключается в гарантированном повышении качества утилизации обрабатываемого бурового шлама и образования продукта со значениями концентраций ниже предельно допустимых за счет исключения «мертвых зон» - недоработанных в достаточной степени участков в общей массе обрабатываемого шлама на каждом из этапов его обезвреживания, а также за счет нахождения оптимального режима по времени воздействия реагентами на обрабатываемый шлам, по соотношению количеств реагентов и шлама.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе утилизации отработанного бурового шлама скважин осуществляют отделение бурового шлама от бурового раствора и выгрузку бурового шлама в шламовый амбар, формируют разделительную металлическую арматуру ячеистого типа внутри шламового амбара в виде вертикально ориентированных ячеек без дна для возможности последующего отдельного порционного химико-технологического воздействия на
буровой шлам в каждой из ячеек сначала дестабилизацией коллоидной системы введением сульфата железа в количестве порядка 1-3% от общей массы бурового шлама до визуально заметного разжижения массы и равномерного структурообразования, затем проведением абсорбции полученной массы путем введения вермикулита вспученного в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама и завершают воздействие введением гуминовых кислот в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама, при этом химико-технологическое воздействие: дестабилизацию, абсорбцию и введение гуминовых кислот, осуществляют при постоянном перемешивании со скоростью порядка 30-60 оборотов в минуту и времени в пределах порядка 30-60 минут на каждой из названных операций и контролируют значимые параметры до достижения значений ниже предельно допустимых концентраций, освобождают шламовый амбар от металлической арматуры, добавляют грунт с восстанавливаемых территорий.
Заявляется также способ, в котором используют сульфат железа в виде кристаллогидрата Fe2(SO4)3⋅7H2O.
Заявляется также способ, в котором наряду с вышеописанными признаками, используют сульфат железа в виде кристаллогидрата Fe2(SO4)3⋅9H2O.
Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет введения новой операции, влияющей на весь последующий процесс химико-технологической обработки бурового шлама от его начала до самого его конца. Введение деления всей подлежащей обработке массы бурового шлама на равные, удобные участки и порции (с учетом габаритов эксплуатируемого оборудования - смесителей, мешалок и т.д., диаметра их охвата рабочей зоны и с исключением «мертвых зон» при перемешивании, где мешалки были ранее не в состоянии охватить весь обрабатываемый материал шламового амбара в целом, с подсчетом минимально необходимого, но достаточного количества реагентов) исключает участки, не вступившие в реакции из массы обрабатываемого шлама, но делает процесс обработки и в плане химического воздействия качественным, экономичным и максимально рентабельным.
Деление шламового амбара по всему объему на равные части в виде ячеистой структуры с вертикально ориентированными ячейками осуществляют с помощью предварительно подготовленной рабочей металлической прочной арматуры, устанавливаемой с возможностью демонтажа после окончания обработки всей массы обрабатываемого шлама и несложного удаления ячеек, не имеющих дна, подобно формам.
Введенная первой (до начала химических и даже механических воздействий) операция формирования ячеек, делящих общую обрабатываемую массу на части, легче поддающихся благодаря этому тщательной обработке воздействием как механической, так и химической до полного завершения каждой из операций и на всех этапах, а также с контролем визуально каждого из участков обрабатываемой массы, позволяет при необходимости несколько скорректировать по времени или по количеству взаимодействующих материалов за счет дополнительного времени, необходимого, например, в случае осложнения слоя породы по мере проходки по скважине. Оптимально подобранный и проверенный режим воздействия каждого из этапов в пределах 30-60 минут и представленные в сущности изобретения соотношения реагентов дают гарантированное качество до достижения значений ниже предельно допустимых концентраций. Однако для неосложненных слоев породы проходки скважины можно иногда ограничиться меньшим количеством времени взаимодействия при обязательном перемешивании в каждой из ячеек амбара соответствующей обрабатываемой части шлама. Визуальный контроль по меняющемуся цвету и структуре материала - шлама от этапа к этапу подсказывает время готовности обработки на каждом из конкретных этапов. Меняющийся цвет бурового шлама на первом этапе может служить критерием готовности к последующему этапу воздействия. Более точен приборный контроль с датчиками и эталонами индикации.
Так после первого химического воздействия - дестабилизации коллоидной системы сульфатом железа цвет серо-болотного бурового шлама меняется на рыже-ржавый. Это своего рода ориентир - указание на степень готовности обрабатываемого материала в ячейке к следующему этапу -абсорбции вермикулитом вспученным. Кроме того после воздействия сульфата железа наблюдается заметное разжижение массы и равномерное структурообразование.
После завершения второго этапа химического воздействия вермикулитом вспученным и по завершении третьего этапа химического воздействия посредством гуминовых кислот цвет продукта в ячейках также изменяется, теперь - в сторону цветов черной гаммы.
Это ориентировочный критерий достаточности и готовности обрабатываемого материала для подготовки к внесению в грунт земельных территорий. Для более детальных исследований в случае планирования засева восстановленных территорий с помощью аппаратного контроля проверяют плотность, кислотность и другие значимые параметры. Исходя из этого, даются рекомендации для оптимального использования восстановленных грунтов или дальнейшего их облагораживания при целесообразности доводки до нужного уровня - использования для лесопосадок, полей, пастбищ и т.д.
Так, технический результат заявляемого способа утилизации буровых шламов с возможностью визуального контроля готовности к последующему этапу обработки претерпевающего изменения в процессе обработки бурового шлама позволяет исключить излишнее время воздействия, экономя затрачиваемые ресурсы. С другой стороны исключение излишка реагентов и изменение времени воздействия на каждом из этапов не позволяет снизить качество обработки бурового шлама за счет более тщательной - порционной обработки каждого из фрагментов из общей массы материала за счет деления на ячейки. Современное техническое оснащение скважинным оборудованием и обычным компьютерным оснащением, обычным контроллером наряду с рекомендуемыми в заявляемом патенте мерами делают способ соответствующим высокому уровню заявляемого технического решения в данной сфере и пригодным к промышленному применению с значительной экономией средств.
Способ осуществляют следующим образом.
Проводят отделение бурового шлама от бурового раствора. На основе конструкции шламового амбара производят расчет необходимого количества ячеек. Доставленную к шламовому амбару металлическую арматуру ячеистого типа в виде вертикально ориентированных ячеек с помощью крана устанавливают в пустой (или наполненный буровым шламом, структура которого позволяет это осуществить) шламовый амбар. Все ячейки соединяют между собой крепежными элементами для создания дополнительной устойчивости и прочности конструкции.
Утилизация бурового шлама основана на добавлении последовательно в него различных химических реагентов и их тщательном перемешивании с помощью перемешивающего устройства. Технологический процесс утилизации бурового шлама в каждой ячейке одинаков.
После монтажа разделительной металлической арматуры ячеистого типа в буровой шлам (заполнение объема ячейки буровым шламом - 80%) добавляют коагулянт - сульфат железа в количестве порядка 1-3% от общей массы бурового шлама для дестабилизации коллоидной системы. Перемешивание бурового шлама с коагулянтом осуществляют с помощью перемешивающего устройства, например, мешалки. Расчетное количество сульфата железа взвешивают-дозируют и доставляют к ячейке с работающей мешалкой, затем расчетное количество засыпают в ячейку. Время перемешивания, как правило, порядка 30-60 минут. Количество оборотов мешалки - порядка 30-60 об/мин. Контроль окончания процесса на данном этапе осуществляют визуально до заметного разжижения массы и равномерного структурообразования, а также дополнительно возможно измерение рН. При достижении рН=7 процесс считают завершенным. Для осуществления заявляемого способа используют сульфат железа в виде кристаллогидрата Fe2(SO4)3⋅7H2O или Fe2(SO4)3⋅9H2O.
В ходе взаимодействия бурового шлама и коагулянта водная диссоциация электролита Fe2(SO4)3 приводит к возникновению ионов 2(Fe3+), 3(SO4)2-, что способствует дестабилизации (развалу) устойчивого геля бурового шлама и разделению его на твердую и жидкую фракции.
Далее происходит процесс коагуляции - слипания твердых частиц бурового шлама при гидролизе по соответствующей схеме:
Fe3++2НОН → (FeOH)2++2H+.
Выделившийся ион нейтрализует избыток групп ОН- в буровом шламе до получения нейтральной среды.
При избытке воды в системе гель-буровой шлам ионы трехвалентного железа гидролизуются до гидрооксида Fe(OH)3, который далее при испарении воды переходит, соответственно, в оксид железа:
2Fe(OH)3 → Fe2O3+3H2O.
Образовавшийся оксид железа (III) абсорбирует органические вещества и уменьшает токсичность бурового шлама.
Затем в полученную массу бурового шлама с сульфатом железа для абсорбции вводят алюмосиликат - вермикулит вспученный в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама. Время перемешивания -порядка 30-60 минут. Количество оборотов мешалки - порядка 30-60 об/мин. Контроль окончания перемешивания ведут визуально до образования равномерной структуры массы с вкраплением комочков.
Процесс взаимодействия экотоксикантов бурового шлама с вермикулитом вспученным подразделяется на пять условных стадий взаимодействия (I - V):
I - взаимодействие экотоксикантов бурового шлама с вермикулитом, физико-химические процессы растворения и диссоциации экотоксикантов бурового шлама в жидкой фазе вермикулита вспученного;
II - физико-химические процессы преодоления факторов буферности вермикулита вспученного (обменные реакции, реакции соединения, химического поглощения ионов экотоксикантов бурового шлама твердыми коллоидно-дисперсными, а также золь-гелевыми фазами вермикулита вспученного);
III - процессы инконгруэнтного гидролиза (разрушения) вермикулита вспученного, формирование многокомпонентной системы оксидов, экстрагированных из кристаллических решеток вермикулита вспученного, образование первичных предельно гидратированных метастабильных соединений и формирование коллоидно-дисперсной и золь-гелевой фаз новообразований;
IV - фазовые превращения первичных соединений в более устойчивые вторичные, третичные и т.д. (процессы бифуркации новообразований), что приводит к уплотнению и повышению стабильности золь-гелевой фазы новообразований;
V - формирование (синтез) полиминеральных алюмосиликатных новообразований, обладающих вяжущими свойствами, обусловленное самопроизвольной оптимизацией соотношения и состава продуктов жидкофазных химических реакций.
Затем завершают воздействие на полученную массу введением гуминовых кислот в количестве порядка 1% от общей первоначальной массы бурового шлама. Гуминовые кислоты приобретают производители работ в готовом к применению порошкообразном виде. Время перемешивания -порядка 30-60 минут. Количество оборотов мешалки - порядка 30-60 об/мин.
Контроль окончания перемешивания ведется визуально, возможно и с привлечением соответствующей техники, до полного распределения гуминовых кислот черного цвета.
Химический механизм обезвреживания полученной массы после введения гуминовых кислот заключается во взаимодействии металлов с этими кислотами с образованием водонерастворимых гуматов тяжелых металлов. Физико-химические основы взаимодействия гуминовых кислот с тяжелыми металлами и органическими соединениями включают одновременное протекание процессов ионного обмена, адсорбции и абсорбции, сокоагуляции и окклюзии, обеспечивающих эффективную санацию.
По окончании данного этапа образуется продукт. После его получения из ячеек, в соответствии с нормативными документами, отбирают и приготавливают усредненную пробу. Данную пробу анализируют на соответствие с существующими требованиями. Если проба им соответствует, то оставшийся в шламовом амбаре продукт перемешивают с грунтом, образовавшимся в результате выкапывания ямы под шламовый амбар, при соотношении продукта и грунта 1:1. В результате получается смесь грунто-шламовая. Если проба не соответствует действующим нормативам, то процесс обработки гумино-минеральным компонентом ведут до получения продукта со значениями концентраций не выше предельно допустимых.
По завершении получения продукта специальную арматуру (ячейки без дна) демонтируют и удаляют ее и перемешивающее устройство из шламового амбара. Боковую гидроизоляцию шламового амбара демонтируют и также удаляют из шламового амбара.
Продукт смешивают с грунтом с помощью строительной техники - бульдозеров, экскаваторов и др. В результате перемешивания образуется смесь грунтошламовая влажная. Визуальный контроль завершения технологического процесса осуществляют до достижения однородности и равномерной окраски смеси.
Смесь грунтошламовую сухую получают из смеси грунтошламовой влажной в результате естественных процессов испарения воды в течение 10-20 дней при температуре окружающей среды 20-25°С и нормальной влажности воздуха.
Полученная смесь грунтошламовая сухая как техногенный грунт используется в качестве засыпки шламового амбара на месте в поле с выравниванием рельефа местности.
Смесь грунтошламовую сухую разравнивают спецтехникой, возвращают плодородный слой, ранее снятый при выкапывании ямы под шламовый амбар, который впоследствии засевают травами, засаживают деревьями и кустарникам, возвращают в сельхозоборот.
Пример.
Осуществляют способ в соответствии с вышеописанной технологией. На ячейку размером 2×2×2,5 м устанавливают и крепят перемешивающее устройство в следующем порядке: крышку ячейки поднимают, в отверстие по центру крышки устанавливают мешалку и опускают ее в буровой шлам одновременно с закрыванием крышки.
Для перемешивания используют, например, мешалку с двумя лопастями пропеллерного типа, расположенными перпендикулярно друг к другу, обеспечивающими встречное перемешивание бурового шлама.
Количество перемешивающих устройств может быть более одного и зависит от требуемой скорости утилизации бурового шлама.
Claims (3)
1. Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин, характеризующийся тем, что осуществляют отделение бурового шлама от бурового раствора и выгрузку бурового шлама в шламовый амбар, формируют разделительную металлическую арматуру ячеистого типа внутри шламового амбара в виде вертикально ориентированных ячеек без дна для возможности последующего отдельного порционного химико-технологического воздействия на буровой шлам в каждой из ячеек сначала дестабилизацией коллоидной системы введением сульфата железа в количестве порядка 1-3% от общей массы бурового шлама до визуально заметного разжижения массы и равномерного структурообразования, затем проведением абсорбции полученной массы путем введения вермикулита вспученного в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама и завершают воздействие введением гуминовых кислот в количестве порядка 1% от общей массы бурового шлама, при этом химико-технологическое воздействие: дестабилизацию, абсорбцию и введение гуминовых кислот, осуществляют при постоянном перемешивании со скоростью порядка 30-60 оборотов в минуту в пределах порядка 30-60 минут на каждой из названных операций и контролируют значимые параметры до достижения значений ниже предельно допустимых концентраций, освобождают шламовый амбар от металлической арматуры, добавляют грунт с восстанавливаемых территорий.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что используют сульфат железа в виде кристаллогидрата Fe2(SO4)3⋅7H2O.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что используют сульфат железа в виде кристаллогидрата Fe2(SO4)3⋅9H2O.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018111794A RU2678141C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин |
PCT/RU2019/000207 WO2019194706A1 (en) | 2018-04-03 | 2019-04-01 | Method for disposal of waste well-drilling sludge |
EP19781307.4A EP3774097A4 (en) | 2018-04-03 | 2019-04-01 | EXCESS WELL DRILLING SLUDGE REMOVAL PROCESS |
EA202092081A EA037880B1 (ru) | 2018-04-03 | 2019-04-01 | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018111794A RU2678141C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2678141C1 true RU2678141C1 (ru) | 2019-01-23 |
Family
ID=65085140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018111794A RU2678141C1 (ru) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3774097A4 (ru) |
EA (1) | EA037880B1 (ru) |
RU (1) | RU2678141C1 (ru) |
WO (1) | WO2019194706A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3774097A4 (en) * | 2018-04-03 | 2021-06-23 | Mikhail Ivanovich Serdyuk | EXCESS WELL DRILLING SLUDGE REMOVAL PROCESS |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008272549A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-11-13 | Chem Grouting Co Ltd | 汚染土壌浄化工法 |
RU2392256C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-06-20 | Анна Витальевна Бородай | Способ обезвреживания отходов бурения нефтяных и газовых скважин |
RU2425815C1 (ru) * | 2010-07-05 | 2011-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Союзгазтехнология" | Способ утилизации отходов бурения скважин |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8100198B2 (en) * | 2007-03-23 | 2012-01-24 | M-I L.L.C. | Cuttings treatment and reuse |
RU2539470C1 (ru) * | 2013-09-16 | 2015-01-20 | Открытое акционерное общество "Самотлорнефтегаз" | Способ рекультивации бурового шламового амбара |
CN205422596U (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-03 | 巴州纯源科技有限责任公司 | 一种钻井废弃泥浆处理的化学处理罐 |
CN105950165B (zh) * | 2016-05-11 | 2019-08-09 | 山东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种铬污染土壤修复改良剂及其修复方法 |
CN107363088A (zh) * | 2016-05-13 | 2017-11-21 | 南京凯杰环境技术有限公司 | 一种土壤固化、不溶化清洁处理方法 |
RU2678141C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-01-23 | Михаил Иванович Сердюк | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин |
-
2018
- 2018-04-03 RU RU2018111794A patent/RU2678141C1/ru active
-
2019
- 2019-04-01 EP EP19781307.4A patent/EP3774097A4/en not_active Withdrawn
- 2019-04-01 WO PCT/RU2019/000207 patent/WO2019194706A1/en unknown
- 2019-04-01 EA EA202092081A patent/EA037880B1/ru unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008272549A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-11-13 | Chem Grouting Co Ltd | 汚染土壌浄化工法 |
RU2392256C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-06-20 | Анна Витальевна Бородай | Способ обезвреживания отходов бурения нефтяных и газовых скважин |
RU2425815C1 (ru) * | 2010-07-05 | 2011-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Союзгазтехнология" | Способ утилизации отходов бурения скважин |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3774097A4 (en) * | 2018-04-03 | 2021-06-23 | Mikhail Ivanovich Serdyuk | EXCESS WELL DRILLING SLUDGE REMOVAL PROCESS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019194706A1 (en) | 2019-10-10 |
EA037880B1 (ru) | 2021-05-31 |
EP3774097A1 (en) | 2021-02-17 |
EA202092081A1 (ru) | 2020-11-17 |
EP3774097A4 (en) | 2021-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lima et al. | Assessing fly ash treatment: Remediation and stabilization of heavy metals | |
RU2491135C1 (ru) | Смесь почвенная шламово-грунтовая (варианты) для рекультивации нарушенных земель и способ рекультивации карьеров и нарушенных земель | |
EP0050371A1 (de) | Verfahren zum schadlosen Deponieren von Abfallstoffen | |
Miller et al. | The leaching of radiostrontium and radiocesium through soils | |
CN106006698A (zh) | 一种磷石膏除杂处理方法 | |
RU2678141C1 (ru) | Способ утилизации отработанного бурового шлама скважин | |
CN100503487C (zh) | 油区废泥浆高效固化处理剂及其固化处理工艺 | |
CN102485666A (zh) | 废弃钻井泥浆原位无害化处理工艺方法 | |
RU2486166C2 (ru) | Способ обезвреживания нефтезагрязненных грунтов, способ обезвреживания отработанных буровых шламов | |
RU2392256C1 (ru) | Способ обезвреживания отходов бурения нефтяных и газовых скважин | |
JP5924572B2 (ja) | 放射能汚染土壌の除染方法 | |
RU2519861C2 (ru) | Способ обезвреживания отходов бурения и установка для его осуществления | |
CN106508163B (zh) | 一种废弃水基钻井液土壤化处理组合物及其应用 | |
CN114230240B (zh) | 稳定化治理钡渣的缓释材料及钡渣的稳定化治理方法 | |
RU2479364C1 (ru) | Способ восстановления земель, занятых шламовыми амбарами, образованными в результате нефтегазодобычи | |
RU2679056C1 (ru) | Способ обезвреживания отходов бурения скважин и устройство для обезвреживания | |
RU2494985C1 (ru) | Способ получения композиционных материалов для дорожно-транспортного строительства на основе переработанных осадков сточных вод предприятий коммунального хозяйства | |
RU2162918C1 (ru) | Способ ликвидации земляного амбара-накопителя отходов бурения | |
CN110818210A (zh) | 一种市政污泥固化生态化处置工艺 | |
CN109499042A (zh) | 一种电解锰渣中可溶性锰离子稳定化处理的方法 | |
Daminev et al. | Complex processing of phosphogypsum | |
JP7076911B2 (ja) | 掘削工事における泥水の管理方法 | |
RU2813073C1 (ru) | Способ переработки осадка сточных вод производства нитроцеллюлозы | |
RU2504572C1 (ru) | Композиционный мелиоративный материал | |
RU2581178C1 (ru) | Способ получения композиционных материалов для строительства на основе переработанных отходов |