Технологія переробки бурових відходів, Розташування промислового майданчика, Процес утилізації та
Розташування промислового майданчика
Метою утилізації є стабілізація бурового шламу та бурової стічної води з подальшим застосуванням підготовлених субстратів у будівництві.
Цей метод утилізації бурових відходів аналогічний методу компанії Royal Tencate (Netherlands). Світовий досвід застосування - очищення донних відкладень озера Бют де Мортс (США), очищення відходів целюлозно-паперової промисловості в Свартсьє (Швейцарія), очищення бухти заводу боєприпасів Badger (США), очищення нафтових шламів на НПЗ Базант (Ізраїль), очищення бурових шламів у ТНК-БП (Тюмень). Дана технологія використовується вже 30 років у всьому світі і вже відома та апробована на території РК на промислових майданчиках нафтовидобувних компаній.
Роботи з утилізації бурових відходів на устаткуванні з використанням технології геотекстильних контейнерів планується проводити на промисловій території родовищ адміністративно розташованих у Жамбилській області Республіки Казахстан.
На промислових майданчиках підприємства поряд з обладнанням з бурових робіт планується розмістити та встановлення з утилізації бурових відходів.
Територія запланованих робіт визначена з урахуванням відведення земельної ділянки у розмірі 3-4 га – на одну свердловину. Річний обсяг робіт на території родовищ Жамбилської області може досягати до 40 свердловин. Майданчик для проведення робіт з утилізації бурових відходів від кожної свердловини займатиме приблизно 20х30м2.
Процес утилізації та методи зневоднення бурового шламу
Буровий шлам є вибуреною породою, просоченою відпрацьованим буровим розчином. Він містить хімреагенти, нафту, важкіметали та ін.
Процес утилізації умовно розбитий на два етапи:
1) зневоднення та концентрування відходів;
2) утилізація твердого залишку.
Вибір методу зневоднення залежатиме від щільності бурового шламу, значення обводненості та його первинної підготовки на буровій установці:
- при обводненості 5-15% і щільності 1,65 т/м3 шлам буде прямувати безпосередньо на ділянку утилізації, минаючи етап зневоднення;
- при обводненості 15-35% і щільності менше 1,65 т/м3 шлам подаватиметься на циркуляційне обладнання для додаткової підготовки на гідроциклоні та вібросіті;
- при обводненості 35-65% шлам подаватиметься в систему геотекстильних контейнерів;
Таким чином, зневоднення відходів здійснюватиметься або:
а) за допомогою циркуляційного обладнання - гідроциклону та віброситу з додаванням коагулянтів, або:
б) з допомогою геотекстильних контейнерів.
У першому випадку суміш бурових відходів під тиском від 2 до 3 кгс/см2 за допомогою насосів типу ГШН-150/30М1 (6Ш8-2) подається в циркуляційну систему, що складається з двох конусів гідроциклонів і спареного віброситу. Одночасно із закачуванням суміші відходів здійснюється дозована подача флокулянту з видаткового бака, куди він закачується попередньо з блоку приготування флокулянта. Пройшла через гідроциклон та касети віброситу, максимально зневоднена тверда фаза збирається контейнер, який потім транспортується до місця подальшої утилізації. Рідина, що відходить, збирається в оперативному резервуарі ємністю 5 м3 для подальшого відкачування в комору технічної води або на ділянку утилізації бурового шламу, де вона буде залучена в процес виробництва (див.нижче). Загальний вид циркуляційного обладнання наданомалюнку 2.2.1.
Рисунок 2.2.1 – Загальний вид циркуляційного обладнання
У другому випадку зневоднення досягається шляхом використання технології, що дозволяє з високою ефективністю відокремлювати воду від відходів, попутно очищуючи її. Геотекстильні контейнери виробляють з високоміцних тканих полотен, що фільтрують, які утримують тверді частинки на поверхні мембран. Принцип дії даних контейнерів показаний малюнку 2.2.2:
Рисунок 2.2.2 – Принцип дії геотекстильних контейнерів
У першому етапі йде заповнення резервуару буровими відходами. Заповнення здійснюється за допомогою горизонтальних або занурювальних вертикальних насосів шламу (типу ГШН-150/30М1 (6Ш8-2) або ВШН-150/30), які створюють необхідний тиск для ефективної фільтрації через пори геотекстилю. На другому етапі, вода, проходячи через волокна контейнера, забезпечує зневоднення необхідною мірою, внаслідок чого відбувається зменшення обсягу утримуваного матеріалу. Зменшення обсягу дозволяє повторно наповнювати геотекстильні контейнери, поки контейнер не досягне проектної висоти. Завдяки ефективному очищенню на волокнах мембран вода, що випливає з контейнера, може використовуватися в технічних потребах. Для підвищення ефективності очищення від хімреагентів використовуються флоккулянти або коагулянти (типу Praestol2530 або поліакриламідом марки Dk-Drill А-15), що збільшують осадоутворення в контейнері.
Для збору рідкої фази, що фільтрується, влаштовують дренажну систему, для чого під контейнери розміщують дерев'яні або пластикові палети, які укладаються на попередньо підготовлений майданчик, спланований під кутом в 5є, прихований гідроізоляційним матеріалом і обгороджену обваловкою висотою 2/3 від максимальноїконтейнер. В кінці ходу дренажної рідини в землю вривається ємність об'ємом 5 м3 для первинного збору і подальшого відкачування дренажу в резервуар для технічної води або пожежної готовності. Також, можливе використання отриманої рідкої фази в подальшому процесі виготовлення дрібнорозмірних будівельних виробів (сплиттерних блоків, тротуарної та бордюрної плитки та ін.) при приготуванні розчину, для змочування земляної основи, передбаченої технологічною картою будівництва автошляхів, а також для пилоподавлення на ґрунтових дорогах, під'їзних шляхах та кар'єрів ОПІ.
Після завершення процесу консолідації твердої фази заповнений контейнер розкривається фронтальним навантажувачем або екскаватором і його вміст готується до транспортування на полігон, або до подальшої утилізації.
Нейтралізація бурового шламу та підготовка до його подальшої утилізації вестиметься шляхом його солідифікації. Така технологія дозволяє отримати на основі шламу бурового досить міцний будівельний матеріал. Міцна консервуюча матриця, що утворилася при затвердженні, запобігає розчиненню і міграції токсичних речовин в об'єкти навколишнього середовища, додатково зв'язує їх фізично і хімічно, знижує поверхню контакту з навколишнім середовищем. Нейтралізація шламу проводиться шляхом змішування у певних пропорціях з сорбентом та в'язким агентом - цементом або портландцементом. Для прискорення термінів вводяться поліелектроліти (кухонна сіль, хлористий кальцій, кальцинована сода) в необхідному обсязі. Внаслідок такої обробки присутні в шламі органічні речовини зв'язуються введеними сорбентами. Цемент при змішуванні із шламом у присутності води підтримують у системі високе значення рН (до 12). При цьому катіони важких металів, що містяться вшламі, переходять до складу важкорозчинних гідроксидів. Наступне затвердіння знешкоджених відходів, що протікає в результаті процесів гідратації введеного в систему цементу, призводить до ще міцнішого зв'язування нейтралізованих токсичних сполук і запобігання подальшому їх розчиненню при впливі навколишнього середовища.