Способ утилизации буровых отходов


 


Владельцы патента RU 2508170:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и рекультивации. Способ включает смешивание бурового шлама, негашеной извести, торфа, цемента и песка. Дополнительно осуществляют смешивание бурового шлама с углеродом техническим с последующим смешиванием с негашеной известью. После чего осуществляют последовательное смешивание с торфом, цементом и песком. Затем полученную смесь выдерживают в течение 2 или 3 суток 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. Способ позволяет повысить степень обезвреживания нефтесодержащих буровых шламов за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых шламов и за счет использования нетоксичных компонентов, обеспечивает возможность переработки нефтесодержащих буровых шламов в строительный материал с повышенной прочностью, в экологически безопасный грунт, пригодный для компактного складирования или для использования в качестве мелиоранта для мульчирования рекультивируемого участка с улучшенными экологическими свойствами. 3 пр.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области охраны окружающей среды при разработке нефтяных и газовых месторождений и предназначается для утилизации нефтесодержащих буровых шламов.

Известен Способ обезвреживания нефтесодержащих шламов, включающий смешивание природного торфа в количестве 50-70% и портландцемента в количестве 30-50%, затем в нефтесодержащий буровой шлам при непрерывном или периодическом перемешивании добавляют смесь природного торфа и портландцемента в соотношении к буровому шламу 1:1,25 (Патент РФ №2120456, C09K 7/00, опубл. 20.10.98 г.).

Недостатком вышеуказанный Способ имеет низкую эффективность в нейтрализации токсичных компонентов бурового шлама из-за отсутствия в своем составе достаточного количества эффективных нефтесорбирующих и нефтенейтрализующих компонентов и используемый природный торф, как правило, является верховым слаборазложившимся или переходным со средней степенью разложения растительных остатков, недостаточно эффективен для нейтрализации токсичных компонентов бурового шлама.

Наиболее близким является Способ утилизации буровых шламов, включающий смешивание нефтесодержащего бурового шлама, кальцийсодержащих и органических добавок с последующим смешиванием с цементом и оксидами, при следующим соотношении компонентов, мас.%:

нефтесодержащий буровой шлам - 30-50

карбамидной и/или формальдегидной смола - 2-5

кальцийсодержащие добавки - 2-3

органические добавки - 1-10

цемент - 3-5

оксиды остальное.

(Патент РФ №2323293, E01C 3/04 опубл. 27.04.08 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного способа является присутствие в приготавливаемой смеси компонента в виде формальдегидной смолы, обладающей высокой токсичностью и экологической опасностью вследствие выделения в окружающую среду фенольных соединений.

Предлагаемый Способ утилизации буровых шламов позволяет исключить, указанные выше недостатки, повысить степень обезвреживания нефтесодержащих буровых шламов за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых шламов и за счет использования не токсичных компонентов, обеспечивает возможность переработки нефтесодержащих буровых шламов в строительный материал с повышенной прочностью, в экологически безопасный грунт, пригодный для компактного складирования или для использования в качестве мелиоранта для мульчирования рекультивируемого участка с улучшенными экологическими свойствами, для этого он предусматривает смешивание бурового шлама с углеродом техническим с последующим смешиванием с негашеной известью, после чего осуществляют последовательное смешивание с торфом, цементом и песком, затем полученную смесь выдерживают в течение 2 или 3 суток 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.

Буровые шламы в большинстве своем содержат нефть и нефтепродукты, которые содержат твердую фазу 40-65%, нефть и нефтепродукты не более 7% и воду, и которые после переработки предлагаемым способом мигрируют в окружающую среду, не загрязняя при этом почву.

Буровой шлам, подлежащий переработке, имеет следующий состав % об.:

выбуренная порода (глинистые минералы, песчаник) - 40-50%,

буровой раствор - 30-40%

нефть или нефтепродукты - 5-7%

вода остальное.

Углерод технический (сажа) представляет собой промышленные отходы, которые в данном техническом решении утилизируют и используют как сорбент со свойствами аналогичными сорбирующим свойствам угля активированного.

Углерод технический (сажа) является продуктом неполного сгорания или, термического разложения самых различных углеродсодержащих веществ (по ГОСТ 7885-86) и представляет собой углерод (более 90%) в чрезвычайно дисперсной форме.

С технической точки зрения углерод технический - это материал, который применяется практически во всех отраслях промышленности. Он состоит в основном из углерода, но всегда содержит примеси других веществ в виде золы, летучих веществ, влаги. Плотность чистых и крупных кристаллов графита 2,23+0,01 г/см3. Плотность искусственных графитовых материалов колеблется в пределах 1,5-2,25 г/см3. Пониженная плотность объясняется неполной молекулярной упорядоченностью и пористостью графита.

Известь негашеная выпускается промышленностью по ГОСТ 4.204-79 и представляет собой порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести, кроме этого негашеная известь способствует образованию хелатных соединений и ее используют для ускорения сроков схватывания смеси.

Цемент используют в качестве отвердителя смеси и представляет собой, например, портландцемент, который выпускается промышленностью, например, по ГОСТ 4.204-79, ГОСТ 10178-85, и который позволяет использовать его в интервале температур от -30°С до +40°С, что приводит к загустению смеси, связыванию компонентов буровых шламов.

Песок используют в качестве минерального наполнителя смеси с размером частиц от 2,7 мм до 3,1 мм.

Торф согласно ТУ 0391-001-02069355-2004.

Использование в предлагаемом Способе торфа и углерода технического позволяет, полученную смесь применять в качестве почвогрунта для рекультивировации нефтезагрязненных земель, карьеры и выемки и использовать в качестве почвогрунта для выращивания в нем растительности, так как торф является органическим удобрением, а углерод технический является дешевым и доступным сорбентом, который сорбирует подвижные загрязнения в буровом шламе, такие как нефтепродукты, тяжелые металлы, соли, препятствуя тем самым их миграции в почву, и за счет этого обеспечивают нейтрализацию токсичного действия бурового шлама на почвенную биоту и растительность.

Предлагаемый Способ утилизации буровых шламов осуществляют следующим образом.

Для этого берут буровой шлам в количестве от 40% до 60% смешивают в емкости с углеродом техническим в количестве от 2% до 5%. Затем в эту смесь вводят негашеную известь в количестве от 3% до 5% перемешивают известным устройством для смешивания, например, движущимися почвенными фрезами.

После чего добавляют торф в количестве от 15% до 20%, цемент в количестве от 10% до 15% и песок в количестве от 10% до 15%. Весь состав тщательно перемешивают 5-15 минут.

После смешивания всех ингредиентов смесь выдерживают в течение 2 или 3 суток на месте приготовления.

Полученную смесь вывозят на автотранспортном средстве, например, на самосвале, на место размещения, например, на обваловку факельного хозяйства, на обваловку автодороги, покрытой дорожными плитами на песчаной подушке, затем разравнивают транспортным средством, например, ковшом экскаватора или грейдерными агрегатами и где через 2-3 дня на поверхности образуется твердое покрытие в виде твердой корки, препятствующее разрушению песчаной обваловки факела, песчаного откоса водно-эрозионными процессами, или вывозят на место проведения рекультивационных земляных работ, затем разравнивают транспортным средством, образуя мелиративный мульчирующий слой на поверхности рекультивируемого участка.

Способ утилизации буровых шламов предусматривает внесение негашеной извести осуществлять перед добавлением торфа, что позволяет предотвратить гибель углеводородкисляющей естественной микрофроры, содержащейся в торфе. При внесении негашеной извести происходит повышение щелочности смеси, что способствует раскислению торфяного компонента.

Как показали эксперименты, проведенные в ходе выполнения работ на Еты-Пуровском месторождении в 2011 году, углерод технический позволил значительно сократить вредное воздействие на окружающую среду.

В то же время высокая относительная поверхность углерода технического повышает ее сорбционные способности по отношению таких загрязнителей, как нефть.

Введение негашеной извести приводит к снижению влияния глинистых составляющих бурового шлама, снижающие цементирующие способности.

Торф способен в незначительной степени сорбировать подвижные загрязнения в буровом шламе, такие как нефтепродукты, тяжелые металлы, соли, препятствуя тем самым их миграции в почву, и за счет этого снижают вредное воздействие на окружающую среду.

Также торф имеет кислотную характеристику показателя рН, а шламы буровых производств, имеют щелочную среду. Таким образом, торф нейтрализуют щелочную среду бурового шлама. Кроме того, торф содержит углеводородокисляющие микроорганизмы, повышающие эффективность биологической утилизации нефтяных углеводородов, которые способствуют разложению углеводородов нефти и связыванию тяжелых металлов в малоподвижные соединения, например хилатные.

Как показывает практика, использование торфа в предлагаемом способе позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду за счет стимулирования биологического окисления нефтепродуктов, частичной адсорбции токсичных компонентов бурового шлама и как органическое удобрение при рекультивационных земельных работах.

Песок позволяет повысить рыхлость смеси, избежать чрезмерного отверждения смеси в спошной монолит и придать смеси гранулировнно-пастообразное состояние.

Полученная в результате утилизации буровых шламов смесь малотекуча, что позволяет перевозить ее в открытых транспортных средствах без герметизации кузова и тем самым снизить расходы на ее транспортировку и исключить загрязнение окружающей среды в процессе ее транспортировки.

Увеличение количества бурового шлама свыше 60% в предлагаемом способе приводит к ухудшению экологических свойств смеси, полученной в результате утилизации буровых шламов, а использование бурового шлама менее 40% экологически и экономически не выгодно.

Для осуществления предлагаемого Способа утилизации буровых шламов использовались известные технические устройства, в том числе и транспортные.

Суть предлагаемого решения можно проиллюстрировать следующими примерами.

Пример 1.

Для этого берут нефтесодержащий буровой шлам, содержащий твердую фазу 55% и нефть 7%, в количестве 60 кг (60%), углерод технический 2 кг (2%) и засыпают в емкость, смешивая их перемешивающим устройством в течение 5 минут.

Затем в эту смесь вводят негашеную известь 3 кг (3%) и перемешивают устройством для смешивания в течение 10 минут.

Затем засыпают торф 15 кг (15%), портландцемент 10 кг (10%) и песок в количестве 10 кг (10%) и состав перемешивают устройством для смешивания в течение 15 минут.

После смешивания всех ингредиентов смесь выдерживают в течение 3 суток.

Полученную смесь вывозят на самосвале на место использования - на обваловку факельного хозяйства, затем разравнивают экскаватором.

Через 3 дня на поверхности образуется твердая корка, препятствующая разрушению песчаной обваловки факела.

Пример 2.

Для этого берут нефтесодержащий буровой шлам содержащим твердую фазу 45% и нефть 5%, в количестве 40 кг (40%), углерод технический 5 кг (5%) и засыпают в емкость, смешивая их перемешивающим устройством в течение 5 минут.

Затем в эту смесь вводят негашеную известь 5 кг (5%) и перемешивают устройством для смешивания в течение 15 минут.

Затем засыпают торф 20 кг (20%), портландцемент 15 кг (15%) и песок в количестве 15 кг (15%) и состав перемешивают устройством для смешивания в течение 10 минут.

После смешивания всех ингредиентов смесь выдерживают в течение 3 суток.

Полученную смесь вывозят на самосвале на место использования в карьер для рекультивации, затем разравнивают транспортным средством, например экскаватором.

Через 3 дня на поверхности образуется рекультивируемый слой.

Пример 3.

Для этого берут нефтесодержащий буровой шлам содержащим твердую фазу 45% и нефть 5%, в количестве 50 кг (50%) и углерод технический 3,5 кг (3,5%) засыпают в емкость и смешивают перемешивающим устройством в течение 9 минут.

Затем в эту смесь вводят негашеную известь 4 кг (4%) и перемешивают устройством для смешивания в течение 10 минут.

Затем засыпают торф 17,5 кг (17,5%), портландцемент 12,5 кг (12,5%) и песок в количестве 12,5 кг (12,5%) и состав перемешивают устройством для смешивания в течение 7 минут.

После смешивания всех ингредиентов смесь выдерживают в течение 2 суток.

Полученную смесь вывозят на самосвале на место использования - на обваловку автодороги, покрытой дорожными плитами на песчаной подушке, затем разравнивают транспортным средством, например экскаватором.

Через 2 дня на поверхности образуется твердая корка, препятствующая разрушению песчаного откоса водно-эрозионными процессами.

В процессе эксплуатации смеси, полученной в результате утилизации буровых шламов, отсутствовала миграция загрязняющих веществ из нее в почву.

Предлагаемый Способ утилизации буровых шламов позволил утилизировать буровой шлам. Утилизированный по предлагаемому способу буровой шлам совместим с окружающей средой, не подвергается эрозии и выщелачиванию из него нефтепродуктов, экологически безопасен.

Применение заявленного Способа утилизации буровых шламов позволяет использовать обезвреженный буровой шлам как вторичное сырье универсальную смесь в виде строительного материала с повышенной прочностью для использования в дорожном строительстве или мелиоранта для мульчирования рекультивируемого участка с улучшенными экологическими свойствами.

Проведенные работы по заявленному Способу утилизации буровых шламов показали, что универсальная смесь с повышенной степенью обезвреживания за счет нейтрализации токсичных компонентов буровых шламов и за счет использования не токсичных компонентов, которые улучшили экологические свойства пригодна в качестве строительного материала с повышенной прочностью, в качестве экологически безопасного грунта, пригодного для компактного складирования или в качестве мелиоранта, пригодного для мульчирования рекультивируемого участка с улучшенными экологическими свойствами.

Способ утилизации буровых шламов, включающий смешивание бурового шлама, негашеной извести, торфа, цемента и песка, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют смешивание бурового шлама с углеродом техническим с последующим смешиванием с негашеной известью, после чего осуществляют последовательное смешивание с торфом, цементом и песком, затем полученную смесь выдерживают в течение 2 или 3 суток 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



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для перемешивания бетонной смеси и может быть использовано в других областях строительной индустрии для производства многокомпонентных смесей.

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов. .

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов. .

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов. .

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей. .

Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси и может найти применение в строительном производстве. .

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей. .

Смеситель // 2455957
Изобретение относится к области медицины, в частности стоматологии, и предназначено для смешивания вязкоупругих двухкомпонентных веществ для зубопротезных отливок.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к установкам, предназначенным для цементирования нефтяных или газовых скважин. .

Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси, в том числе для монолитного строительства. .

Изобретение относится к способу переработки отходов - нефтесодержащих шламов. Способ переработки твердых нефтяных шламов осуществляют путем раздельного отбора из накопительного амбара верхнего слоя нефтешлама и донного слоя нефтешлама, от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт, который отправляют на полигон для биоразложения или используют в качестве изоляционного материала на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов, донный слой нефтешлама объединяют с верхним слоем нефтешлама или модифицируют путем разбавления фракцией светлых нефтепродуктов, подготовленный таким образом нефтешлам, направляют в теплообменник, перегреватель и под давлением в душ, при выходе из которого он распыляется, противотоком к нефтешламу снизу вверх движутся дымовые газы, при этом нагрев шлама осуществляют от температуры 120-140°С и со скоростью нагрева от 143±15 град/сек, далее нагрев осуществляют в соответствии с фиг.2, и на конечном этапе нагрева 340-350°С со скоростью нагрева 10±2 град/сек, при этом выделение нефтяных фракций осуществляют на конечном этапе нагрева, в результате выделения нефтяных фракций получают гудрон для дорожного битума, фракцию светлых нефтепродуктов, которую используют в качестве печного топлива или как добавку к сырью гидроочистки на нефтеперерабатывающих заводах.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Способ комплексной утилизации нефтесодержащих отходов случайного состава с получением энергоносителей широкого ассортимента включает низкотемпературный пиролиз с источником обогрева, перед пиролизом нефтесодержащие отходы случайного состава сортируют при накоплении, механически смешивают в установленном соотношении и термически гомогенизируют с выпариванием влаги топочными газами при температуре 100-130°С, в процессе пиролиза пиролизный газ направляют в блок конденсации для отделения легких фракций углеводородов от тяжелых, при этом легкие фракции направляются на ректификационную колонну с получением бензина, керосина и дизельного топлива, тяжелые фракции с кубовым остатком из блока конденсации подаются в блок для предварительного активирования методом окислительного крекинга в диапазоне температур 250-350°С продувкой воздухом в соотношении 1:(300-500), после окислительного крекинга активированные тяжелые фракции направляют на каталитический крекинг для дополнительного получения бензина, керосина и дизельного топлива, а также мазута, битума и гудрона, после пиролиза твердый продукт пиролиза перемещают в генератор водяного газа, отходящие горючие газы из конденсационной колонны направляют в генератор водяного газа, при этом отходящие горючие газы обогащают перегретым паром и в среде твердого продукта пиролиза переводят в газообразный энергоноситель - водяной газ.
Изобретение относится к способу получения неорганических гидравлических вяжущих веществ. Согласно предложенному способу материал техногенного или природного происхождения из группы, включающей твердые продукты, получаемые путем сгорания твердых топлив, металлургический шлак, продукты низовых пожаров, продукты сгорания отвалов при добыче ископаемых топлив, отходы производства стекла, отходы производства керамики, отходы строительных кирпичей и бетона, термически активируемые глины, низкокристаллические обломочные изверженные породы, осадочный латерит, боксит, опалолит, аллофанолит, диатомит, известняк, аргиллит и глины, подвергают физической обработке.
Изобретение относится к способу переработки твердых бытовых отходов, включающему плазмохимический пиролиз гомогенизированной смеси, представляющей собой гомогенно диспергированную в сырье трехфазную систему, состоящую из высоко дисперсных частиц катализатора, метановодородной фракции, выделенной на стадии разделения продуктов пиролиза, и жидких продуктов пиролиза, закалку продуктов пиролиза, выделение технического углерода и твердых частиц отработанного катализатора фильтрованием и стадию разделения продуктов пиролиза с получением метановодородной фракции и жидких продуктов пиролиза и с рециклом части метановодородной фракции на стадию плазмохимического пиролиза.

Изобретение относится к утилизации строительных отходов. Установка утилизации бетона содержит грохот, электромагнит и систему водоочистки, а также три технологических цепочки.
Настоящее изобретение относится к составу композиционного строительного материала. Технический результат - повышение степени защиты окружающей среды, получение экологически безопасного строительного материала с повышенной прочностью и устойчивостью к ветровой и водяной эрозии, связывающего в своей структуре загрязняющие вещества, исключающего их миграцию в окружающую природную среду и укрепляющего откосы автодорог, песчаные обваловки технологических площадок, например, от размыва во время проливных дождей и паводков, укрепляющего строительные площадки, в том числе и с неоднородным, и неустойчивым составом грунта.

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности золошлаковых отходов ТЭЦ. Золу от сжигания углей помещают в реакционную зону, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы.

Предлагаемый способ относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, таких как бесподстилочный навоз, помет, осадки и илы сооружений механо-биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод.

Изобретение относится к области переработки концентрированных органических субстратов - бесподстилочного навоза, помета, осадков локальных очистных сооружений перерабатывающих производств, отходов механобиологической очистки городских сточных вод - в газообразный энергоноситель - биогаз и стабилизированные обеззараженные продукты - биошламы - эффлюент, которые могут быть использованы при приготовлении удобрений.

Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды. Предложен способ подземного обезвреживания отходов с производством биогаза, согласно которому предварительно подготовленные отходы в виде суспензии pH=6…8, состоящей из твердых бытовых отходов, буровых отходов, бытовых и хозяйственно-фекальных сточных вод, инициирующей добавки, периодически закачивают в существующие, не менее одной, нагнетательные скважины газовых, газоконденсатных или нефтяных месторождений, по которым достигнут конечный коэффициент извлечения пластовых флюидов.

Изобретение относится к области лесного хозяйства и рекультивации. Способ включает покрытие склонов почвенным субстратом путем равномерного сдвигания его с горизонтальных поверхностей, покрытие горизонтальных участков почвенным субстратом путем разравнивания, посадку саженцев деревьев и кустарников, посев семян травянистых растений. В качестве почвенного субстрата применяют смесь материала с высоким содержанием питательных веществ в виде осадков сточных вод, перегноя, торфа, навоза и фосфогипса при соотношении компонентов смеси 2:1 по объему. Смесь перемешивают фрезерованием на горизонтальном полотне. Покрытие поверхности склонов полученной смесью толщиной 25-30 см проводят равномерным сдвиганием на склоны. Затем формируют сплошной покровный слой толщиной 15-20 см на горизонтальных поверхностях. Слой почвенного субстрата сверху покрывают мульчирующим слоем песка толщиной 1-3 см с помощью разбрасывателя. На заключительном этапе рекультивации по всей поверхности высаживают саженцы быстрорастущих деревьев и кустарников с развитой корневой системой и надземной частью высотой 0,5-1,0 м с последующим подсевом семян травянистых растений. Изобретение позволяет ускорить биологическую рекультивацию за счет создания оптимальных условий для роста древесно-кустарниковой растительности путем оптимизации состава применяемого искусственного почвенного субстрата. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх