RU2682920C1 - Method of manufacturing litogrunt artificial soil - Google Patents
Method of manufacturing litogrunt artificial soil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682920C1 RU2682920C1 RU2018104566A RU2018104566A RU2682920C1 RU 2682920 C1 RU2682920 C1 RU 2682920C1 RU 2018104566 A RU2018104566 A RU 2018104566A RU 2018104566 A RU2018104566 A RU 2018104566A RU 2682920 C1 RU2682920 C1 RU 2682920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- raw materials
- sand
- cement
- waste
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 71
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 31
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 19
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 10
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 8
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 229910001038 basic metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000001617 migratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N phenyl 3-chloropropanoate Chemical compound ClCCC(=O)OC1=CC=CC=C1 RAFRTSDUWORDLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к утилизации отходов бурения и/или выбуренной породы с элементами бурового раствора, образующихся в ходе бурения разведочных, поисковых или эксплуатационных скважин, и/или грунтов, загрязненных отходами бурения или другими углеводородными загрязнителями, и/или прочих нефтесодержащих отходов. Изобретение может применяться для изготовления строительного материала - ЛИТОГРУНТ (грунт искусственный), применяемого в качестве субстрата в ходе рекультивации загрязненных и нарушенных земель, а также в качестве инертного материала при ликвидации временных шламонакопителей, амбаров, технологических выемок, мест размещения отходов, строительного грунта при строительстве объектов инфраструктуры и пр.The invention relates to the disposal of drilling waste and / or cuttings with drilling fluid elements formed during the drilling of exploratory, prospecting or production wells, and / or soil contaminated with drilling waste or other hydrocarbon pollutants, and / or other oily waste. The invention can be used for the manufacture of building material - LITOGRUND (artificial soil), used as a substrate in the course of reclamation of contaminated and disturbed lands, as well as an inert material in the elimination of temporary sludge collectors, barns, technological excavations, waste disposal sites, building soil during construction infrastructure facilities, etc.
Известен способ утилизации буровых отходов с получением искусственного грунта, включающий смешивание бурового шлама с техническим углеродом, с последующим смешиванием с негашеной известью и с последующим последовательным смешиванием с торфом, цементом и песком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: буровой шлам - 40-60; углерод технический - 2-5; цемент - 10-15; песок - 10-15; торф - 15-20; негашеная известь - остальное (RU 2508170 С1, опубл. 27.02.2014).A known method of utilizing drilling waste to obtain artificial soil, comprising mixing drill cuttings with carbon black, followed by mixing with quicklime and subsequent sequential mixing with peat, cement and sand, in the following ratio of components, wt. %: drill cuttings - 40-60; technical carbon - 2-5; cement - 10-15; sand - 10-15; peat - 15-20; quicklime - the rest (RU 2508170 C1, publ. 02.27.2014).
Известен также способ изготовления искусственного грунта для рекультивации нарушенных земель, по которому буровой шлам разравнивают бульдозером и совместно с торфо-песчаной смесью прикатывают с частичным перемешиванием и затем осуществляют окончательное перемешивание, при этом используют следующие компоненты, об. %: буровой шлам - 50-65, песок или супесчаный грунт - 16-25, торф - 15-23, остальное - активные обезвреживающие и мелиорирующие добавки, в том числе гипс или фосфогипс в количестве 2-3 об. %, сорбент алюмосиликатный в количестве 0,3-0,5 об. % (RU 2399439 С1, опуб. 20.09.2010).There is also known a method of manufacturing artificial soil for reclamation of disturbed lands, according to which drill cuttings are leveled with a bulldozer and rolled together with a peat-sand mixture with partial mixing and then final mixing is carried out, using the following components, vol. %: drill cuttings - 50-65, sand or sandy loam soil - 16-25, peat - 15-23, the rest - active neutralizing and reclamation additives, including gypsum or phosphogypsum in an amount of 2-3 vol. %, aluminosilicate sorbent in an amount of 0.3-0.5 vol. % (RU 2399439 C1, publ. 09/20/2010).
Полученные известными способами материалы представляют собой рассыпчатый мелкодисперсный материал, предназначенный для рекультивации почвы. Он не обеспечивает необходимую твердость при заполнении полостей технологических выемок.Obtained by known methods of the materials are friable finely dispersed material intended for soil remediation. It does not provide the necessary hardness when filling the cavities of technological recesses.
Известен способ переработки буровых отходов с получением искусственного грунта, включающий размещение на кустовой площадке компонентов смеси и емкости для переработки, помещение в емкость бурового шлама, добавление к шламу компонентов и перемешивание смеси экскаватором. В качестве компонентов смеси используют буровой шлам влажностью 30-60% и плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм3 в количестве 38-58 мас. %, цемент в качестве основного вяжущего материала в количестве 5-15 мас. %, отход термической утилизации нефтешламов (золошлак) плотностью от 1,2 до 1,6 кг/дм3 в количестве 14,5-34% от массы смеси, минеральный наполнитель - песок в количестве 5-30 мас. % и сорбент-комплексообразователь в количестве 2-4% от массы смеси. Буровой шлам включает, например, выбуренную породу (55-75 мас. %) и отработанный буровой раствор (25-45 мас. %). В качестве улучшающих добавок используют, например, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит кальция (до 2% от массы смеси), которые ускоряют набор прочности материала и являются противоморозными добавками; жидкое стекло (силикат натрия) (до 1% от массы смеси), повышающее водонепроницаемость и водостойкость, если требуется усиленная гидроизоляция; известь негашеную, гипс строительный, связывающие воду и обезвреживающие отходы (RU 2551564 С2, опуб. 27.05.2015). Полученный грунт имеет прочность на сжатие 0,05-0,4 МПа. Однако эта прочность является недостаточной, так как не обеспечивает несущую способность и прочность получаемого грунтового массива на месте ликвидированной выемки (шламонакопителя) или обустроенного проезда. Зачастую технологические выемки, шламонакопители, промысловые дороги на месторождениях нефти и газа обустроены в песчаных насыпях, не обеспеченных дренажными и армирующими системами. Недостаточная прочность и дисперсность применяемого материала приводит к быстрому разрушению дорожных одежд, дорожных оснований, просадке площадок, обустроенных на месте ликвидированных выемок и шламонакопителей.A known method of processing drilling waste to obtain artificial soil, including placing on the well pad the mixture components and the processing tank, placing drill cuttings in the tank, adding components to the cuttings and mixing the mixture with an excavator. As components of the mixture using drill cuttings with a moisture content of 30-60% and a density of 1.3 to 1.8 kg / dm 3 in an amount of 38-58 wt. %, cement as the main binder in the amount of 5-15 wt. %, waste thermal disposal of oil sludge (ash and slag) with a density of 1.2 to 1.6 kg / dm 3 in the amount of 14.5-34% by weight of the mixture, the mineral filler is sand in the amount of 5-30 wt. % and sorbent complexing agent in an amount of 2-4% by weight of the mixture. Drill cuttings include, for example, cuttings (55-75 wt.%) And spent drilling mud (25-45 wt.%). As improving additives, for example, calcium chloride, sodium chloride, calcium nitrite (up to 2% by weight of the mixture) are used, which accelerate the set of material strength and are anti-frost additives; water glass (sodium silicate) (up to 1% by weight of the mixture), increasing water resistance and water resistance, if enhanced waterproofing is required; quicklime, building gypsum, binding water and neutralizing waste (RU 2551564 C2, publ. 05.27.2015). The resulting soil has a compressive strength of 0.05-0.4 MPa. However, this strength is insufficient, since it does not provide the bearing capacity and strength of the resulting soil mass at the site of the liquidated excavation (sludge collector) or equipped passage. Often technological excavations, sludge collectors, and oil and gas field roads are arranged in sandy embankments that are not provided with drainage and reinforcing systems. Insufficient strength and dispersion of the material used leads to the rapid destruction of pavements, road bases, subsidence of sites arranged on the site of eliminated excavations and sludge collectors.
Согласно ГОСТ 23558 прочность обработанных материалов и укрепленных грунтов на сжатие должна составлять не менее 1 МПа.According to GOST 23558, the compressive strength of processed materials and hardened soils should be at least 1 MPa.
Кроме того, в качестве сырья для изготовления данного материала не могут быть использованы загрязненные нефтью грунты и отходы бурения с повышенным содержанием углеводородов, что не позволяет вовлечь в полезное использование соответствующие отходы производства.In addition, soil contaminated with oil and drilling waste with a high content of hydrocarbons cannot be used as raw materials for the manufacture of this material, which does not allow the corresponding production waste to be involved in useful use.
Наиболее близким к предложенному является способ изготовления искусственного грунта, заключающийся в перемешивании отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ), песка, цемента и растворимого силиката при следующем соотношении, в % от исходного объема ОБ: отходы бурения и/или выбуренная порода с элементами бурового раствора - 100; песок - 10-90; цемент - 3-30; силикат - 2-15, при этом при перемешивании дополнительно могут вводить сорбент и/или негашеную известь в количестве 1-10% от исходного объема отходов бурения, которые обеспечивают переработку углеводородов и нефти. Для обеспечения качественного перемешивания массы при повышении ее вязкости и плотности в нее вводят водный раствор хлорида кальция (RU 2625494 С1, опуб. 14.07.2017).Closest to the proposed is a method of manufacturing artificial soil, which consists in mixing drilling waste and / or cuttings (OB), sand, cement and soluble silicate in the following ratio, in% of the initial volume of OB: drilling waste and / or cuttings with elements drilling mud - 100; sand - 10-90; cement - 3-30; silicate - 2-15, while with stirring, an additional sorbent and / or quicklime can be added in the amount of 1-10% of the initial volume of drilling waste, which provide the processing of hydrocarbons and oil. To ensure high-quality mixing of the mass while increasing its viscosity and density, an aqueous solution of calcium chloride is introduced into it (RU 2625494 C1, publ. 07.14.2017).
Основным недостатком данного способа является недостаточная устойчивость получаемого материала к старению в атмосферных условиях резко-континентального климата Западной и Восточной Сибири (особенно в условиях переменных механических нагрузок на массив). Материал имеет ограниченный ресурс по морозостойкости (чаще всего - 10-15 циклов до снижения прочности на 25%) в том числе в связи с недостаточным показателем хладотекучести у композиций на основе силикатов.The main disadvantage of this method is the lack of resistance of the obtained material to aging in atmospheric conditions of the sharply continental climate of Western and Eastern Siberia (especially under conditions of variable mechanical loads on the massif). The material has a limited resource for frost resistance (most often - 10-15 cycles until the strength is reduced by 25%), including due to the insufficient cold flow index of compositions based on silicates.
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в увеличении показателей по морозостойкости и устойчивости к атмосферному старению грунта получаемого из всех видов сырья (отходов бурения, загрязненных грунтов, нефтесодержащих отходов).The technical problem solved by the invention is to increase the indicators of frost resistance and resistance to atmospheric aging of the soil obtained from all types of raw materials (drilling waste, contaminated soil, oily waste).
Техническим результатом изобретения, позволяющим решить указанную проблему, является улучшение пластичных свойств грунта, что позволяет увеличить показателей по морозостойкости не менее чем на 20% по отношению к наиболее близкому способу для всех видов сырья.The technical result of the invention, which allows to solve this problem, is to improve the ductile properties of the soil, which allows to increase the indicators of frost resistance by at least 20% in relation to the closest method for all types of raw materials.
Технический результат достигается способом изготовления искусственного грунта, заключающимся в перемешивании сырья, в качестве которого используют отходы бурения и/или выбуренную породу, либо загрязненный углеводородами грунт и/или нефтесодержащие отходы, с песком и цементом, который характеризуется тем, что после повышения вязкости перемешиваемой массы в нее вносят водную дисперсию поливинилацетата (ПВАД) с концентрацией поливинилацетата 10-15 мас. % и продолжают перемешивание до гомогенизации массы, при этом компоненты используют при следующем соотношении, в % от исходного объема сырья:The technical result is achieved by a method of manufacturing artificial soil, which consists in mixing the raw material, which is used as drilling waste and / or cuttings, or soil contaminated with hydrocarbons and / or oily waste, with sand and cement, which is characterized in that after increasing the viscosity of the mixed mass an aqueous dispersion of polyvinyl acetate (PVAD) with a concentration of polyvinyl acetate of 10-15 wt. % and continue mixing until the mass is homogenized, while the components are used in the following ratio, in% of the initial volume of raw materials:
Предпочтительно цемент использовать в виде сухой смеси с растворимым силикатом при объемном отношении цемента к силикату от 10:1 до 1000:1.Preferably, the cement is used in the form of a dry mixture with soluble silicate with a volumetric ratio of cement to silicate from 10: 1 to 1000: 1.
Кроме того, при перемешивании дополнительно вводят сорбент и/или негашеную известь в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.In addition, with stirring, an additional sorbent and / or quicklime are added in an amount of 0.01-10% of the initial volume of raw materials.
При этом при использовании одновременно сорбента и негашеной извести объем негашеной извести составляет 50% и более от суммарного объема сорбента и негашеной извести.Moreover, when using simultaneously the sorbent and quicklime, the volume of quicklime is 50% or more of the total amount of sorbent and quicklime.
Для ускорения процесса одновременно с внесением ПВАД дополнительно можно вносить отвердитель водный раствор хлорида кальция в количестве 0,1-10% от исходного объема сырья.To accelerate the process, simultaneously with the introduction of PVAD, an additional hardener can be added an aqueous solution of calcium chloride in an amount of 0.1-10% of the initial volume of raw materials.
Кроме того, при перемешивании можно дополнительно вносить гидрокарбонат натрия в количестве 0,01-10% от исходного объема сырья.In addition, with stirring, you can additionally make sodium bicarbonate in an amount of 0.01-10% of the initial volume of raw materials.
В одном варианте осуществления изобретения перемешивание осуществляют в полости шламонакопителя путем распределения песка по поверхности сырья, перемешивания их ковшом экскаватора, нанесения поверх полученной массы цемента и перемешивания их ковшом экскаватора с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.In one embodiment of the invention, the mixing is carried out in the cavity of the sludge collector by distributing sand over the surface of the raw materials, mixing them with an excavator bucket, applying cement over the resulting mass and mixing them with an excavator bucket, followed by PVAD and mixing the mass until it is homogenized.
При этом в случае использования в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы после распределения песка дополнительно распределяют по его поверхности сорбент и/или негашеную известь.In this case, if drilling waste and / or cuttings are used as raw materials after sand distribution, sorbent and / or quicklime are additionally distributed on its surface.
В случае использования в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта и/или нефтесодержащих отходов предварительно наносят на поверхность сырья сорбент и/или негашеную известь и перемешивают, после чего осуществляют распределение песка по поверхности сырья.In the case of using soil and / or oily waste contaminated with hydrocarbons as raw materials, sorbent and / or quicklime are preliminarily applied to the surface of the raw material and mixed, after which sand is distributed over the surface of the raw material.
Кроме того, по окончании перемешивания на поверхность полученной массы наносят следующий слой сырья и смешивают его с остальными компонентами в аналогичной последовательности, повторяют послойное нанесение компонентов и их перемешивание до заполнения полости шламонакопителя.In addition, at the end of mixing, the next layer of raw material is applied to the surface of the resulting mass and mixed with the remaining components in the same sequence, the layer-by-layer application of the components and their mixing are repeated until the sludge collector cavity is filled.
В другом варианте осуществления изобретения перемешивание осуществляют с помощью смесительного оборудования путем загрузки в него сырья и песка, их перемешивания, добавления цемента и перемешивания массы с последующим внесением ПВАД и перемешиванием массы до ее гомогенизации.In another embodiment of the invention, the mixing is carried out using mixing equipment by loading raw materials and sand into it, mixing them, adding cement and mixing the mass, followed by the introduction of PVAD and mixing the mass until it is homogenized.
При этом в случае использования в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ) после загрузки в смесительное оборудование песка в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой сырья.In this case, if drilling waste and / or cuttings (OB) are used as raw materials, after loading sand into the mixing equipment, sorbent and / or quicklime are loaded into it and mixed with subsequent loading of raw materials.
В случае использования в качестве сырья загрязненного углеводородами грунта (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) после загрузки в смесительное оборудование сырья в него загружают сорбент и/или негашеную известь и перемешивают с последующей загрузкой песка.In the case of using soil contaminated with hydrocarbons (ZUG) and / or oily waste (NSO) as raw materials, after loading raw materials into the mixing equipment, a sorbent and / or quicklime are loaded into it and mixed with subsequent loading of sand.
Предложенный способ изготовления грунта искусственного ЛИТОГРУНТ, заключается в перемешивании отходов бурения нефтяных, газовых, газоконденсатных, водяных скважин, и/или выбуренной породы с элементами бурового раствора, и/или загрязненного углеводородами грунта, и/или других нефтесодержащих отходов с композицией реагентов, приводящем к набору необходимой прочности и иммобилизации токсикантов в его структуре с устранением их миграционной активности. Это происходит за счет:The proposed method of manufacturing artificial LITHOGRUND soil consists in mixing waste from oil, gas, gas condensate, water wells, and / or drill cuttings with drilling fluid elements, and / or soil contaminated with hydrocarbons, and / or other oily waste with a reagent composition leading to a reagent composition leading to a set of necessary strength and immobilization of toxicants in its structure with the elimination of their migratory activity. This is due to:
- перехода подвижных форм тяжелых металлов в нерастворимые гидроксидные формы в процессе смешения материалов с вяжущими компонентами;- the transition of mobile forms of heavy metals into insoluble hydroxide forms in the process of mixing materials with binders;
- образования труднорастворимых силикатов в ходе реакции силиката натрия (калия, лития) с базовыми оксидами металлов, алюминатами, цинкатами и плюмбатами.- the formation of sparingly soluble silicates during the reaction of sodium silicate (potassium, lithium) with basic metal oxides, aluminates, zincates and plumbates.
- перевода углеводородной фракции в нерастворимые формы при введении в состав материала негашеной извести.- transfer of the hydrocarbon fraction into insoluble forms when quicklime is introduced into the composition of the material.
Строительный материал ЛИТОГРУНТ (грунт искусственный) по ГОСТ 25100-2011 относится к техногенно-перемещенным грунтам (природный грунт, перемещенный тем или иным искусственным способом с места его естественного залегания и подвергнутый при этом частичному преобразованию).The building material LITOGRUNT (artificial soil) according to GOST 25100-2011 relates to technologically displaced soils (natural soil displaced by one or another artificial method from its natural occurrence and subjected to partial transformation).
В таблице 1 приведены пропорции ингредиентов при переработке отходов бурения, и/или выбуренной породы (ОБ), и/или загрязненного углеводородами грунта (ЗУГ), и/или нефтесодержащих отходов (НСО) в % от объема сырья.Table 1 shows the proportions of the ingredients in the processing of drilling waste, and / or cuttings (OB), and / or contaminated with hydrocarbons soil (ZUG), and / or oily waste (NSO) in% of the volume of raw materials.
Для получения наиболее экологически безопасного искусственного грунта, обладающего приемлемыми физико-химическими и технологическими свойствами неорганических грунтов, используются:To obtain the most environmentally friendly artificial soil that has acceptable physicochemical and technological properties of inorganic soils, the following are used:
- отходы бурения и/или выбуренная порода с элементами бурового раствора (ОБ) со следующими характеристиками: плотность 0,8-2,2 кг/дм3; влажность 30-90%; класс опасности отхода III-IV (в соответствии с «Критериями …», утвержденными Приказом МПР России №511 от 15.06.2001 г.); суммарная удельная эффективная активность естественных радионуклидов (Аэфф) - не выше 2800 Бк/кг; допустимо применение загрязненных углеводородами грунтов (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) с аналогичными характеристиками;- drilling waste and / or cuttings with elements of the drilling fluid (OB) with the following characteristics: density 0.8-2.2 kg / dm 3 ; humidity 30-90%; waste hazard class III-IV (in accordance with the "Criteria ..." approved by Order of the Ministry of Natural Resources of Russia No. 511 of 06/15/2001); total specific effective activity of natural radionuclides (A eff ) - not higher than 2800 Bq / kg; permissible use of hydrocarbon contaminated soils (ZUG) and / or oily waste (NSO) with similar characteristics;
- песок (грунт) в соответствии с ГОСТ 25100-2011. Допустимо применение песков, добываемых как гидронамывным (ГОСТ-8736), так и сухоройным способом;- sand (soil) in accordance with GOST 25100-2011. It is permissible to use sands mined both by hydro-wash (GOST-8736) and by dry method;
- портландцемент по ГОСТ 30515, и/или шлакопортландцемент по ГОСТ 10178, и/или сульфатостойкий и пуццолановый цементы по ГОСТ 22266, и/или цементы для строительных растворов по ГОСТ 25328 марок не ниже 400;- Portland cement in accordance with GOST 30515, and / or slag Portland cement in accordance with GOST 10178, and / or sulfate-resistant and pozzolanic cements in accordance with GOST 22266, and / or cements for mortar in accordance with GOST 25328, grades no lower than 400;
- ПВАД, например, марки Д 50Н не пластифицированный по ГОСТ 18992-80;- PVAD, for example, grade D 50N not plasticized according to GOST 18992-80;
- известь молотая негашеная 2-3 сорта по ГОСТ 9179;- quicklime ground lime 2-3 grades according to GOST 9179;
- силикат натрия (калия, лития) растворимый по ГОСТ Р 50418-92 или ГОСТ 13079-93;- sodium silicate (potassium, lithium) soluble in accordance with GOST R 50418-92 or GOST 13079-93;
- отвердитель, например, по ГОСТ 450-77, кальций хлористый технический;- hardener, for example, according to GOST 450-77, technical calcium chloride;
- гидрокарбонат натрия по ГОСТ 32802-2014 в качестве щелочного агента;- sodium bicarbonate according to GOST 32802-2014 as an alkaline agent;
- в качестве сорбента - цеолиты или глаукониты по ТУ 2164-001-30521475-2013 или другим нормативным документам, утвержденным в установленном порядке.- as a sorbent - zeolites or glauconites according to TU 2164-001-30521475-2013 or other regulatory documents approved in the prescribed manner.
Полученный предложенным способом грунт имеет характерную обломочно-зернистую структуру материала, которая позволяет на несколько порядков уменьшить поверхность смачивания, и, соответственно, снизить вероятность смыва токсикантов в окружающую среду. При этом получаемые гранулы (и массив в целом) приобретают повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости материала до показателя не менее 20 циклов, в течение которых материал не теряет свои прочностные характеристики более чем на 25% от исходных.The soil obtained by the proposed method has a characteristic fragmentary-granular structure of the material, which makes it possible to reduce the wetting surface by several orders of magnitude and, accordingly, reduce the likelihood of toxicants being washed off into the environment. At the same time, the resulting granules (and the mass as a whole) acquire increased plastic properties, leading to an increase in the material’s resistance to atmospheric aging, destruction under load, and frost resistance of the material to at least 20 cycles, during which the material does not lose its strength characteristics by more than 25 % of the original.
Добавление песка приводит к снижению способности отходов бурения (или глинистых грунтов, загрязненных нефтепродуктами) удерживать в структуре воду, увеличивает структурность и элементное разнообразие системы, обеспечивает основу для эффективной работы вяжущих компонентов материала.The addition of sand leads to a decrease in the ability of drilling waste (or clay soils contaminated with oil products) to retain water in the structure, increases the structural and elemental diversity of the system, and provides the basis for the effective operation of cementitious components of the material.
Буровой шлам обладает неудовлетворительными физико-механическими свойствами с точки зрения пригодности для строительных и рекультивационных работ. Вводимые в шлам вяжущие компоненты позволяют трансформировать его вязко-пластичное состояние в выраженное твердое структурное, обеспечивающее достаточную несущую способность и прочность получаемого грунтового массива.Drill cuttings have unsatisfactory physical and mechanical properties in terms of suitability for construction and reclamation works. The binder components introduced into the sludge make it possible to transform its visco-plastic state into a pronounced solid structural state, which provides sufficient bearing capacity and strength of the resulting soil mass.
В ходе протекающих при смешении отходов бурения с вяжущими компонентами процессов также происходит переход подвижных форм тяжелых металлов в нерастворимые гидроксидные формы. Кроме того, при химической реакции силиката натрия (калия, лития) с базовыми оксидами металлов, алюминатами, цинкатами и плюмбатами образуются труднорастворимые силикаты.During the mixing waste of drilling waste with cementitious components, processes also occur in the transition of mobile forms of heavy metals to insoluble hydroxide forms. In addition, during the chemical reaction of sodium silicate (potassium, lithium) with basic metal oxides, aluminates, zincates and plumbates, insoluble silicates are formed.
ПВАД является дополнительным вяжущим веществом, обеспечивающим лучшее сцепление частиц перерабатываемого материала (ПМ) с цементом и песком. При перемешивании ПМ с песком и цементом последний связывает воду, и вязкость массы резко возрастает, затрудняя дальнейшее перемешивание. Введение водной дисперсии поливинилацетата ПАВД снижает вязкость массы и обеспечивает равномерное распределение глобул по всему объему массы. При этом получаемые гранулы (и массив в целом) приобретают повышенные пластические свойства, приводящие к увеличению сопротивления материала к атмосферному старению, разрушению под нагрузкой и морозостойкости.PVAD is an additional binder that provides better adhesion of the particles of the processed material (PM) to cement and sand. When mixing PM with sand and cement, the latter binds water, and the viscosity of the mass increases sharply, making further mixing difficult. The introduction of an aqueous dispersion of polyvinyl acetate PAVD reduces the viscosity of the mass and ensures uniform distribution of globules throughout the volume of the mass. At the same time, the resulting granules (and the array as a whole) acquire increased plastic properties, leading to an increase in the resistance of the material to atmospheric aging, destruction under load, and frost resistance.
ПВАД придает всем видам сырья дополнительные адгезивные свойства.PVAD gives all types of raw materials additional adhesive properties.
Основа бурового раствора - глинопорошок бентонит. Кроме того, в нем содержатся полисахариды. Такая система крайне плохо связывается с цементом. ПВАД существенно улучшает это связывание. Заметное улучшение происходит и в случае механических примесей (супесей, суглинков) загрязненных грунтов и механической части нефтесодержащих отходов. Применение ПВАД приводит к существенному (до 20%) ускорению процесса отверждения материала, что существенно при изготовлении материала в условиях работы при низких температурах.The basis of the drilling fluid is bentonite clay powder. In addition, it contains polysaccharides. Such a system is extremely poorly bound to cement. PVAD significantly improves this binding. A noticeable improvement occurs in the case of mechanical impurities (sandy loam, loam) of contaminated soils and the mechanical part of oily waste. The use of PVAD leads to a significant (up to 20%) acceleration of the curing process of the material, which is essential for the manufacture of the material in operating conditions at low temperatures.
Отверждение полученной системы при необходимости осуществляется по способу Ронсона путем смешения композиции с отвердителем, например, хлоридом кальция.The curing of the resulting system, if necessary, is carried out according to the Ronson method by mixing the composition with a hardener, for example, calcium chloride.
При введении в состав материала негашеной извести происходит «связывание» избыточной воды и перевод углеводородной фракции в нерастворимые формы.When quicklime is introduced into the composition of the material, excess water is “bound” and the hydrocarbon fraction is converted into insoluble forms.
Добавление гидрокарбоната натрия позволяет увеличить щелочность среды (в случае если отходы бурения загрязнены кислыми компонентами), что способствует протеканию процесса ионного обмена и литификации.Adding sodium bicarbonate allows you to increase the alkalinity of the medium (if drilling waste is contaminated with acidic components), which contributes to the process of ion exchange and lithification.
Пример 1 - использование в качестве сырья отходов бурения и/или выбуренной породы (ОБ), загрязненной остатками бурового раствора на водной основе, расположенных в шламовом амбаре либо временном шламонакопителе в качестве сырья для изготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ с последующей засыпкой и/или рекультивацией шламового амбара этим материалом.Example 1 - the use of drilling waste and / or cuttings (OB) contaminated with water-based drilling mud residues located in a sludge barn or temporary sludge collector as raw material for the manufacture of LITHOGROUND building material with subsequent filling and / or reclamation of sludge barn this stuff.
Шламовые амбары и временные шламонакопители представляют собой технологические выемки, обустраиваемые в теле площадки, на которой осуществляется строительство скважин (ведется другая производственная деятельность), либо в открытом грунте. Осуществляют предварительную подготовку самого амбара и находящегося в ней сырья (отходов, грунтов, выбуренной породы).Sludge pits and temporary sludge collectors are technological excavations, arranged in the body of the site on which the construction of wells is carried out (other production activities are ongoing), or in open ground. Preliminary preparation of the barn and its raw materials (waste, soil, cuttings) is carried out.
При наличии возможности производят осветление и откачку жидкой фракции сырья до уровня, минимально необходимого для приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ.If possible, lighten and pump out the liquid fraction of the raw material to the level minimally necessary for the preparation of the building material LITOGRUND.
В случае если размеры амбара не позволяют осуществить эффективное перемешивание имеющейся в наличии экскаваторной техникой всего объема сырья (отходов, выбуренной породы) расположенного в данном амбаре, производят отсыпку разрезающих полос с использованием грунта (песка). Учитывая, что плотность песка (грунта) существенно выше плотности ОБ, песок вытесняет ОБ и обеспечивает достаточную опору для прохода экскаваторной техники к удаленным частям амбара. При необходимости разрезающие полосы могут быть укреплены за счет настилания дорожных плит.If the size of the barn does not allow for efficient mixing of the entire volume of raw materials (waste, cuttings) located in the barn with available excavation equipment, the cutting strips are filled with soil (sand). Given that the density of sand (soil) is significantly higher than the density of OB, the sand displaces the OB and provides sufficient support for the passage of excavation equipment to the remote parts of the barn. If necessary, cutting strips can be strengthened by laying road slabs.
Карту освобождают от сырья (ОБ) до уровня 0,5 м экскаватором, которое распределяют по другим картам амбара, другим амбарам, временным технологическим площадкам.The card is exempted from raw materials (OB) to the level of 0.5 m by an excavator, which is distributed among other barn cards, other barns, temporary technological sites.
Перемешивание сырья с ингредиентами производят экскаватором в следующей последовательности.Mixing the raw materials with the ingredients produced by the excavator in the following sequence.
Выгрузку на площадку / карту грунта (песка) осуществляют экскаватором из кучи песка, сформированной в непосредственной близости к месту проведения работ; объем песка берут в размере половины массы, предусмотренной для данного объема отхода (выбуренной породы).Unloading on the site / map of soil (sand) is carried out by an excavator from a pile of sand formed in close proximity to the place of work; the amount of sand taken in the amount of half the mass provided for a given volume of waste (cuttings).
Равномерно распределяют песок по площади площадки/карты.Sand is evenly distributed over the area of the site / map.
При необходимости выгружают на площадку/ карту сорбента. Сорбент выгружают путем вывешивания мешка на ковше экскаватора, разрезания его днища и равномерного распределения сорбента по площади карты.If necessary, upload to the site / sorbent card. The sorbent is unloaded by hanging the bag on the bucket of the excavator, cutting its bottom and evenly distributing the sorbent over the area of the map.
В случае необходимости дополнительно выгружают негашеную известь по схеме, аналогичной схеме выгрузки сорбента.If necessary, quicklime is additionally unloaded according to a scheme similar to the sorbent unloading scheme.
Перемешивание слоя сырья с песком (грунтом), сорбентом и негашеной известью производят за счет многократного (не менее пяти раз для каждой точки) зачерпывания ковшом экскаватора массы с дна амбара, подъема и выгрузки ее на поверхность перемешиваемого массива последовательно по всей площади карты.Mixing of the raw material layer with sand (soil), sorbent and quicklime is carried out by repeatedly scooping (at least five times for each point) the bucket from the bottom of the barn with the bucket of the excavator, lifting and unloading it onto the surface of the mixed massif sequentially over the entire map area.
Наносят на поверхность полученной массы сухой цемент или сухую смесь вяжущих - цемента, силиката натрия (калия или лития) и оставшейся массы песка (грунта). Сыпучие ингредиенты выгружают по схеме, аналогичной схеме выгрузки сорбента. Перемешивание вяжущих с массой осуществляют аналогично перемешиванию песка и сорбента.Apply dry cement or a dry mixture of binders - cement, sodium silicate (potassium or lithium) and the remaining mass of sand (soil) to the surface of the resulting mass. Bulk ingredients are unloaded according to a scheme similar to the sorbent unloading scheme. Mixing binders with the mass is carried out similarly to mixing sand and sorbent.
В ходе перемешивания наблюдается резкое повышение плотности и вязкости смеси, налипание смеси на стенки ковша. Для обеспечения качественного перемешивания ингредиентов в перемешиваемую массу вносят ПВАД, разбавленный водой до концентрации полимера 10-15 мас. %. При необходимости ускорения процесса для инициализации процесса отверждения в массу одновременно вводят водный раствор хлорида кальция (или другого отвердителя).During mixing, there is a sharp increase in the density and viscosity of the mixture, sticking of the mixture to the walls of the bucket. To ensure high-quality mixing of the ingredients, a PVAD diluted with water to a polymer concentration of 10-15 wt. % If necessary, accelerate the process to initiate the curing process, an aqueous solution of calcium chloride (or other hardener) is simultaneously introduced into the mass.
Перемешивание продолжают до полной гомогенизации массы, не менее 5-кратного перемешивания массы в каждой точке по площади карты, но не дольше 3 часов.Stirring is continued until the mass is completely homogenized, at least 5 times the mass is mixed at each point over the area of the map, but not longer than 3 hours.
По окончании перемешивания слоя на его поверхность наносят следующий слой отходов бурения (выбуренной породы) и осуществляются его смешивание с ингредиентами в вышеизложенной последовательности.After mixing the layer, the next layer of drilling waste (cuttings) is applied to its surface and it is mixed with the ingredients in the above sequence.
Полость карты послойно заполняется сырьем с одновременным смешением его с ингредиентами. Таким образом происходит последовательное заполнение полости карты строительным материалом ЛИТОГРУНТ.The card cavity is filled in layers with raw materials while mixing it with the ingredients. Thus, the cavity of the card is successively filled with the building material LITHOGROUND.
При обустройстве дополнительных разрезающих полос, а также для целей приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ в работу вовлекается грунт (песок) из разрезающих полос, использование которых больше не осуществляется.When arranging additional cutting strips, as well as for the preparation of building material LITOGRUND, soil (sand) from cutting strips is involved in the work, the use of which is no longer carried out.
По заполнении полости карты амбара (временного шламонакопителя) обеспечивается выдерживание строительного материала ЛИТОГРУНТ в течение суток. По окончании этого срока производится отбор проб строительного материала ЛИТОГРУНТ и направление в лабораторию для проведения анализов на предмет установления соответствия контролируемых параметров требования ТУ. По получении положительных результатов продукта из карты операции повторяют в следующих картах до полного заполнения амбара. После чего амбар (временный шламонакопитель) передают в техническую и/или биологическую рекультивацию в соответствии с договорной и проектной документацией. В рамках рекультивационных мероприятий ЛИТОГРУНТ расценивается как полный аналог грунта (песка) и применяется соответственно.By filling the cavity of the barn card (temporary sludge collector), the building material LITOGRUNT is maintained for a day. At the end of this period, LITOGRUNT building material is sampled and sent to the laboratory for analysis to establish the conformity of the controlled parameters with the TU requirements. Upon receiving positive product results from the card, the operations are repeated in the following cards until the barn is completely filled. Then the barn (temporary sludge collector) is transferred to technical and / or biological reclamation in accordance with the contract and design documentation. Within the framework of remediation measures, LITOGRUNT is regarded as a complete analogue of soil (sand) and is used accordingly.
Пример 2. В случае загрязнения амбара или временного шламонакопителя реагентами, существенно меняющими водородный показатель отходов бурения (выбуренной породы) (ОБ) в сторону кислой реакции, на этапе работ, осуществляемых по Примеру 1 в раствор хлорида кальция добавляется гидрокарбонат натрия в объемах, определяемых экспериментально.Example 2. In the case of contamination of the barn or temporary sludge collector with reagents that significantly change the hydrogen indicator of drilling waste (cuttings) (OB) towards the acidic reaction, at the stage of the work carried out according to Example 1, sodium bicarbonate is added to the solution of calcium chloride in volumes determined experimentally .
Пример 3 - при реализации безамбарной технологии бурения скважин, в случае, если площадкой приготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ определена кустовая (скважинная) площадка.Example 3 - when implementing a pitless technology for drilling wells, if a cluster (well) site is defined as the site for preparing the building material LITOGRUNT.
Реализация данного варианта возможна двумя способами: с применением временных приямков и экскаваторной техники и с применением смешивающих устройств. Для обоих вариантов на подготовительном этапе осуществляется обустройство временной технологической площадки (накопителя), предназначенной в первом случае для смешения сырья с ингредиентами, а во втором случае - для складирования готового строительного материала ЛИТОГРУНТ в период его отверждения.The implementation of this option is possible in two ways: using temporary pits and excavation equipment and using mixing devices. For both options, at the preparatory stage, the arrangement of a temporary technological platform (storage) is carried out, intended in the first case for mixing raw materials with ingredients, and in the second case for storing the finished building material LITOGRUNT during its curing.
В первом случае временная площадка представляет собой три примыкающих друг к другу гидроизолированных приямка (или открытых серийно выпускаемых гидроизолированных емкости). В первый из них выгружают отходы или грунт, во второй дренируют жидкую фазу отходов бурения из первого приямка, в третьем осуществляют перемешивание отходов с ингредиентами и хранение готовой продукции до момента ее вывоза и/или применения. Для этого уплотненный шлам из первого приямка выгружают экскаватором в третий приямок, куда последовательно добавляют все ингредиенты в объеме и порядке, предусмотренном регламентом. Жидкость периодически откачивают из второго приямка и вывозят для применения в технологических целях. После окончания работ приямки демонтируют, земельный участок рекультивируют.In the first case, the temporary site is three adjacent to each other waterproofed pit (or open commercially available waterproofed containers). In the first of them, waste or soil is unloaded, in the second, the liquid phase of the drilling waste is drained from the first pit, in the third, the waste is mixed with the ingredients and the finished product is stored until it is removed and / or used. To do this, the compacted sludge from the first pit is unloaded by an excavator into the third pit, where all the ingredients are added successively in the volume and in the manner prescribed by the regulations. The liquid is periodically pumped out of the second pit and taken out for technological use. After the work is completed, the pits are dismantled, the land is being rehabilitated.
Во втором случае временный накопитель представляет собой обвалованную площадку, оборудованную временными дренажами и сборным гидроизолированными приямком для собираемого с территории временного накопителя ливневого стока. В качестве временного накопителя могут применяться, также любые серийно выпускаемые быстросборные емкости. В данном варианте ЛИТОГРУНТ приготавливают с применением перемешивающего оборудования (серийно выпускаемых двухвалковых смесителей, бетоносмесителей различных типов и видов и пр.). Применяют следующий порядок приготовления.In the second case, the temporary storage is a bunded platform equipped with temporary drainages and a prefabricated waterproofing pit for the temporary storm drain collected from the territory. As a temporary drive, any commercially available quick-assembled containers can also be used. In this embodiment, LITOGRUNT is prepared using mixing equipment (commercially available twin-roll mixers, concrete mixers of various types and types, etc.). Apply the following cooking procedure.
Отходы бурения выгружают в специальную сменную емкость, оборудованную обвязкой и крепежными элементами, приспособленными для подъема и выгрузки емкости в приемный бункер смесительной установки. Объем емкости определяют исходя из особенностей смесительного оборудования с учетом объема применяемых материалов.Drilling waste is discharged into a special removable tank equipped with strapping and fasteners adapted for lifting and unloading the tank into the receiving hopper of the mixing plant. The volume of the tank is determined based on the characteristics of the mixing equipment, taking into account the volume of materials used.
Смесительное оборудование устанавливают в непосредственной близости от места выгрузки отходов бурения из буровой установки или в ином месте, к которому возможен подвоз заполненных сменных емкостей.Mixing equipment is installed in the immediate vicinity of the place where the drilling waste is unloaded from the rig or in another place to which filled removable containers can be transported.
В смеситель загружают песок (в объеме 
Если предусмотрено рецептурой, к полученной смеси последовательно добавляют цемент, силикат натрия (калия или лития), остаточный объем песка.If provided by the recipe, cement, sodium silicate (potassium or lithium), and the residual volume of sand are successively added to the resulting mixture.
В ходе перемешивания наблюдается резкое повышение плотности и вязкости смеси, налипание смеси на стенки смесителя. Для обеспечения качественного перемешивания ингредиентов в перемешиваемую массу вносят ПВАД, разбавленный водой до концентрации полимера 10-15 мас. %. При необходимости ускорения процесса для инициализации процесса отверждения в массу одновременно вводят водный раствор хлорида кальция (или другого отвердителя). Объем жидкости определяют визуально, исходя из пластических характеристик перемешиваемой массы.During mixing, there is a sharp increase in the density and viscosity of the mixture, sticking of the mixture to the walls of the mixer. To ensure high-quality mixing of the ingredients, a PVAD diluted with water to a polymer concentration of 10-15 wt. % If necessary, accelerate the process to initiate the curing process, an aqueous solution of calcium chloride (or other hardener) is simultaneously introduced into the mass. The volume of liquid is determined visually, based on the plastic characteristics of the mixed mass.
Перемешивание продолжают до полной гомогенизации массы, но не менее 15 минут, после чего массу выгружают на временную площадку (накопитель). Срок выдерживания каждой порции готового строительного материала ЛИТОГРУНТ составляет сутки, после чего производят отбор пробы с каждой партии готового строительного материала ЛИТОГРУНТ. В случае установления соответствия контролируемых параметров строительного материала ЛИТОГРУНТ требованиям ТУ 5745-001-27009934-2016, материал вывозят в места его использования либо применяется на кустовой (скважинной) площадке для целей технической и/или биологической рекультивации в соответствии с ППР.Stirring is continued until complete homogenization of the mass, but not less than 15 minutes, after which the mass is unloaded on a temporary platform (drive). The aging period of each portion of the finished LITOGRUND building material is 24 hours, after which a sample is taken from each batch of the finished LITOGRUND building material. In the case of establishing the compliance of the controlled parameters of the LITOGRUNT building material with the requirements of TU 5745-001-27009934-2016, the material is transported to the place of its use or used at the cluster (borehole) site for the purposes of technical and / or biological reclamation in accordance with the PPR.
При обработке загрязненных углеводородами грунтов (ЗУГ) и/или нефтесодержащих отходов (НСО) с содержанием углеводородной фазы более 15% по массе применяют известный физико-химический метод капсулирования, состоящий в смешивании нефтесодержащего влажного субстрата с негашеной известью (СаО). Смешивание производят либо в промышленном миксере, либо в открытых гидроизолированных емкостях путем многократного перемешивания увлажненного субстрата с известью с использованием современной экскаваторной техники. Полученный материал не может использоваться самостоятельно для целей рекультивации или в строительных работах. Он должен вовлекаться в процесс изготовления строительного материала ЛИТОГРУНТ в качестве одного из ингредиентов.When treating hydrocarbon-contaminated soils (ZUG) and / or oil-containing wastes (NSO) with a hydrocarbon phase content of more than 15% by weight, the well-known physicochemical encapsulation method is used, which consists in mixing an oil-containing wet substrate with quicklime (CaO). Mixing is carried out either in an industrial mixer or in open waterproofing containers by repeatedly mixing the moistened substrate with lime using modern excavation equipment. The resulting material cannot be used independently for the purpose of reclamation or in construction work. He should be involved in the manufacturing process of the building material LITOGRUND as one of the ingredients.
Пример 4. При выполнении работ по переработке ЗУГ и/или НСО с высоким углеводородным загрязнением в амбаре-накопителе, последовательно выполняют следующие действия.Example 4. When performing work on the processing of carbon dioxide and / or NSO with high hydrocarbon pollution in the storage barn, sequentially perform the following steps.
Удаляют из амбара перерабатываемый субстрат до уровня не более 0,5 м.The processed substrate is removed from the barn to a level of not more than 0.5 m.
На поверхность субстрата наносят расчетный объем негашеной извести и производят тщательное перемешивание композиции до полного прекращения процесса «гашения». В случае если известь с исходным субстратом прореагировала не полностью, добавляют в амбар воду.The calculated volume of quicklime is applied to the surface of the substrate and the composition is thoroughly mixed until the process of “quenching” is completely stopped. If the lime with the original substrate did not fully react, add water to the barn.
На полученный массив наносят расчетный объем грунта и тщательно вмешивают в массив.The calculated volume of soil is applied to the resulting array and carefully interfere with the array.
Поверх полученной композиции наносят расчетный объем цемента и начинают перемешивание.The calculated volume of cement is applied over the resulting composition and mixing is started.
В процессе перемешивания в субстрат вводят водную дисперсию ПВАД с содержанием полимера от 10 до 15%. Перемешивание продолжают до принятия перемешиваемым массивом однородной консистенции.During mixing, an aqueous dispersion of PVAD is introduced into the substrate with a polymer content of 10 to 15%. Stirring is continued until a mixed mass of uniform consistency is obtained.
При необходимости ускорения процесса затвердевания массива в него вмешивают водный раствор расчетного объема отвердителя - хлорида кальция.If necessary, accelerate the solidification process of the array in it interfere with an aqueous solution of the estimated volume of the hardener - calcium chloride.
После окончания работ композицию оставляют для затвердевания и приобретения расчетных свойств. После подтверждения набора прочности поверх полученного материала наносят новый слой сырья высотой до 0,5 м и действия по переработке повторяют.After completion of the work, the composition is left to harden and acquire the calculated properties. After confirming the set of strength, a new layer of raw material up to 0.5 m high is applied on top of the material obtained and the processing steps are repeated.
Пример 5. В случае, если при переработке отходов принимают решение по использованию смесительной техники, применяют следующий порядок действий по изготовлению ЛИТОГРУНТ из ЗГУ и/или НСО с высоким содержанием углеводородного загрязнения:Example 5. If, when processing waste, a decision is made on the use of mixing equipment, the following procedure for manufacturing LITOGRUNT from PGI and / or NSO with a high content of hydrocarbon pollution is applied:
В полость миксера с помощью погрузчика, ленточного транспортера, шнекового транспортера или экскаватора помещают перерабатываемый материал в объеме не более 1/3 объема миксера.The processed material in the volume of not more than 1/3 of the volume of the mixer is placed in the cavity of the mixer with the help of a loader, belt conveyor, screw conveyor or excavator.
К материалу добавляют расчетный объем негашеной извести и включают миксер на перемешивание. Перемешивание осуществляют до окончания реакции гашения извести.The estimated volume of quicklime is added to the material and the mixer is turned on for mixing. Stirring is carried out until the quenching reaction is completed.
Миксер останавливают и в его полость помещают расчетный объем песка. Включают миксер и перемешивают композицию до принятия ею однородной структуры.The mixer is stopped and a calculated volume of sand is placed in its cavity. Turn on the mixer and mix the composition until it adopts a homogeneous structure.
К полученному массиву добавляют расчетный объем цемента и включают миксер.The calculated volume of cement is added to the resulting array and the mixer is turned on.
В процессе работы миксера в открытую его часть вводят рукав насоса, запитанного на емкость приготовления водной дисперсии ПВАД с концентрацией полимера 10-15 мас. %.During the operation of the mixer, the sleeve of the pump, fed to the tank for preparing an aqueous dispersion of PVAD with a polymer concentration of 10-15 wt. %
Включают насос и постепенно вводят расчетный объем ПВАД в барабан (или на рабочие части) миксера. Перемешивание осуществляют до достижения композицией однородной консистенции.Turn on the pump and gradually enter the estimated volume of PVAD into the drum (or on the working parts) of the mixer. Mixing is carried out until the composition reaches a homogeneous consistency.
При необходимости ускорения процесса затвердевания смеси с помощью насоса и рукавов в миксер вводят расчетный объем водного раствора отвердителя и полученную композицию выгружают на площадку готовой продукции для затвердевания.If it is necessary to accelerate the hardening process of the mixture using a pump and hoses, the calculated volume of the hardener aqueous solution is introduced into the mixer and the resulting composition is unloaded onto the finished product site for hardening.
По достижении готовности ЛИТОГРУНТ вывозят в места его применения.Upon reaching readiness, LITHOGRUNT is taken to the places of its use.
Свойства полученного предложенным способом грунта приведены в таблице 2.The properties obtained by the proposed method of soil are shown in table 2.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104566A RU2682920C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Method of manufacturing litogrunt artificial soil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104566A RU2682920C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Method of manufacturing litogrunt artificial soil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682920C1 true RU2682920C1 (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104566A RU2682920C1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | Method of manufacturing litogrunt artificial soil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682920C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717147C1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-03-18 | Фирдаус Мидхатовна Зарипова | Method for recycling drilling wastes with production of environmentally safe monolithic-round building material |
| RU2743937C1 (en) * | 2020-04-11 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью «РН-Ванкор» | Method of recycling drill cuttings |
| RU2793110C1 (en) * | 2022-04-11 | 2023-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Вторресурс" | Method of oily waste disposal |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551564C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-05-27 | Станислав Сергеевич Заболоцкий | Processing method of drilling wastes on territory of cluster site |
| RU2572763C1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Method of drilling cuttings utilisation |
| RU2625494C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-14 | Закрытое акционерное общество "Инвестгеосервис" | Method of manufacturing lithitioned artificial soil |
-
2018
- 2018-02-06 RU RU2018104566A patent/RU2682920C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551564C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-05-27 | Станислав Сергеевич Заболоцкий | Processing method of drilling wastes on territory of cluster site |
| RU2572763C1 (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Method of drilling cuttings utilisation |
| RU2625494C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-07-14 | Закрытое акционерное общество "Инвестгеосервис" | Method of manufacturing lithitioned artificial soil |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717147C1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-03-18 | Фирдаус Мидхатовна Зарипова | Method for recycling drilling wastes with production of environmentally safe monolithic-round building material |
| RU2743937C1 (en) * | 2020-04-11 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью «РН-Ванкор» | Method of recycling drill cuttings |
| RU2793110C1 (en) * | 2022-04-11 | 2023-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Вторресурс" | Method of oily waste disposal |
| RU2804370C1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-09-28 | Максим Викторович Щеглов | Composite building material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Winterkorn et al. | Soil stabilization and grouting | |
| RU2541009C2 (en) | Improved road-building soil | |
| RU2522317C1 (en) | Soil-slime mix | |
| RU2625494C1 (en) | Method of manufacturing lithitioned artificial soil | |
| Parhi et al. | A comprehensive study on controlled low strength material | |
| RU2551564C2 (en) | Processing method of drilling wastes on territory of cluster site | |
| RU2682920C1 (en) | Method of manufacturing litogrunt artificial soil | |
| JP6032013B2 (en) | Soft soil improvement material, soft soil improvement method using the same, and soft ground improvement method | |
| RU2551560C2 (en) | Road-building composite material | |
| KR101096641B1 (en) | Method for stabilizing ground | |
| KR100773991B1 (en) | Solidification method of dredged soils | |
| Raavi | Design of controlled low strength material for bedding and backfilling using high plasticity clay | |
| Li et al. | Mechanical behaviour of Hong Kong marine deposits stabilized with high content of coal fly ash | |
| KR20060136325A (en) | Solidification method of dredged soils | |
| DE10302772A1 (en) | Building material for e.g. foundations comprises a self-hardening mixture rock granules, gravel, silt, clay materials and recycling material, an additive material functioning as a binder and a biodegradable additive material | |
| KR100356344B1 (en) | Founding method of wall for blocking a leachate from a buried wastes | |
| RU2290513C1 (en) | Method for backfilling vertical course of coal mine | |
| KR100272950B1 (en) | Method of forming water-resist wall of rubbish buried place | |
| RU2503635C1 (en) | Composite building material | |
| KR102325213B1 (en) | Field hardening pile composition for soft soil stabilization and field hardening pile construction method using the same | |
| RU2728607C1 (en) | Mineral soil and method of its production | |
| CN105948597A (en) | Light-weight aggregate concrete capable of effectively utilizing coal gangue slag | |
| RU2804370C1 (en) | Composite building material | |
| Rossow | Fly ash facts for highway engineers | |
| Hitch et al. | Innovations in controlled low-strength material (flowable fill) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210207 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211015 |