Способ утилизации отработанного бурового раствора


 


Владельцы патента RU 2583963:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "СамГТУ") (RU)

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, в частности к способам утилизации отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора, накапливаемого при строительстве нефтяных и газовых скважин. Способ утилизации отработанного бурового раствора, содержащего полисахариды, заключается в разделении указанного раствора на жидкую и твердую фазы с помощью ферментативной деструкции полисахаридной матрицы, возникающей при добавлении пивной дробины в количестве 5-50% от массы отхода. При этом после завершения ферментативного гидролиза полисахаридов, содержащихся в отработанном буровом растворе, образовавшийся обезвоженный осадок богат органическими соединениями пивной дробины, что обуславливает целесообразность его дальнейшего использования в качестве удобрения почвы. Изобретение обеспечивает повышение экологичности и ресурсосбережения, упрощение и удешевление способа утилизации отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора.

 

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, в частности к способам утилизации отработанного бурового раствора, накапливаемого при строительстве нефтяных и газовых скважин.

Известен «Способ утилизации бурового шлама» (Заявка РФ №2010106743/03, опубл. 10.01.2012 г.), который включает следующие этапы: буровой шлам очищают и отжимают на четырехступенчатой системе очистки; затем буровой шлам размещают в траншее, сооруженной в теле насыпи площадки скважин; за траншеей устраивают временную земляную емкость для буровых сточных вод. Недостатками способа являются большие капитальные, энергетические и эксплуатационные затраты на используемое оборудование (вибросита, ситогидроциклонная установка, илоотделитель и центрифуга).

Известен «Способ переработки промышленных отходов» (Заявка РФ 2000130691/03, опубл. 20.08.2002 г.), заключающийся в переработке отработанного бурового раствора и/или бурового шлама в искусственный почвогрунт путем переработки промышленных отходов в искусственный почвогрунт с введением торфа и фосфоросодержащих минеральных удобрений. Недостатками данного способа являются затраты на оборудование и дополнительные ресурсы, сложность осуществления процесса переработки, связанная с необходимостью контроля pH водной вытяжки почвогрунта в пределах 6,2-6,8 при добавлении безводной окиси кальция, а также с использованием только модифицированного торфа моховой группы, полученного путем вымораживания с последующей сушкой в потоке нейтральных газов при температуре 50-60°C.

Известен «Способ утилизации отработанного бурового раствора», принятый за прототип (Заявка РФ №2002124781/03, опубл. 27.05.2004 г.), основанный на обработке отработанного бурового раствора коагулянтом и флокулянтом, разделении в центрифуге на жидкую и твердую фазы с последующим использованием их. При этом в качестве коагулянта и флокулянта используют реагент ФЛОК-С, представляющий собой органоминеральную комбинацию состава, мас. %: окись кальция 70-97, полигликоль 1,0, олигосахарид 1,0, моносахарид 1-28.

Недостатки данного способа заключаются в следующем:

- встает необходимость утилизации образовавшегося после процессов коагуляции и флокуляции осадка - вторичного отхода;

- для разделения отработанного бурового раствора на жидкую и твердую фазы требуется энергоемкое оборудование, закупка специального коагулирующего и флокулирующего реагента;

- для разбавления исходного отработанного бурового раствора используют ценный природный ресурс - воду;

- отделившаяся твердая фаза не содержит органических соединений в количестве, достаточном для применения обезвоженного осадка в качестве удобрения почвы.

Задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в устранении вышеперечисленных недостатков.

Техническим результатом является повышение экологичности и ресурсосбережения, упрощение и удешевление способа утилизации отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора, заключающемся в разделении указанного раствора на твердую и жидкую фазы, разделение осуществляют с помощью ферментативной деструкции полисахаридной матрицы при добавлении пивной дробины в количестве 5-50% от массы отработанного бурового раствора.

Данный способ осуществляется без использования энергоемкого оборудования, добавления реагентов и разбавления раствора водой. К тому же эффект ресурсосбережения достигается за счет использования отхода пивоваренного производства - пивной дробины. Микроорганизмы, содержащиеся в пивной дробине, осуществляют ферментативный гидролиз отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора. Полимерная цепочка разрушается под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами в процессе своей жизнедеятельности, что приводит к высвобождению из полисахаридной матрицы молекул воды. При этом образовавшийся значительно обезвоженный осадок богат органическими соединениями, что обуславливает целесообразность его дальнейшего использования в качестве удобрения почвы.

Индикатором ферментативного разложения служит изменение вязкости полимерного раствора с течением времени. Экспериментально подтверждена способность микроорганизмов пивной дробины осуществлять ферментативный гидролиз растворов полисахаридов, часто используемых при приготовлении буровых растворов различного назначения. Изменение вязкости раствора таких полисахаридов, как гуаровая камедь и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), обусловленное ферментативной деструкцией полимерной структуры, показано на графике 1 и графике 2 соответственно.

Способ утилизации отработанного бурового раствора осуществляется следующим образом.

Пример выполнения способа

В емкость-накопитель, объемом 50 м3, на 90% заполненную отработанным полисахаридсодержащим буровым раствором, добавляют пивную дробину в количестве 5-50% от массы отхода, которую равномерно распределяют по всему объему накопителя путем перемешивания.

Диапазон количества пивной дробины обусловлен, в первую очередь, обеспеченностью конкретного предприятия пивной дробиной, занимающегося утилизацией отработанного бурового раствора.

Кроме того, экспериментально установлено, что нижний предел в 5% - минимально необходимая концентрация пивной дробины в отработанном буровом растворе, при которой выживают микроорганизмы и начинается процесс ферментативной деструкции молекул полисахаридов в отработанном буровом растворе. Концентрация пивной дробины в 50% - верхний предел, превышать который не рекомендуется ввиду обильного поглощения влаги пористой структурой оболочек зерна пивной дробины. При превышении 50%-ной концентрации пивной дробины влажность отхода не меняется: вместо отделения воды от твердой минеральной части с возможностью последующей ее откачки высвободившаяся в процессе ферментативного гидролиза вода поглощается пивной дробиной и объем отхода при этом не меняется.

Затем в течение месяца с периодичностью раз в неделю с поверхности накопителя с помощью шланга самотеком откачивается отделившаяся жидкая фаза до тех пор, пока не завершился микробиологический ферментативный гидролиз полисахаридсодержащего отработанного бурового раствора. Обезвоженный осадок, который ввиду содержания органических компонентов может использоваться в качестве удобрения почвы, подготавливают к транспортировке и отправляют на дальнейшую утилизацию.

Способ утилизации отработанного полисахаридсодержащего бурового раствора, заключающийся в разделении указанного раствора на твердую и жидкую фазы, отличающийся тем, что разделение осуществляют с помощью ферментативной деструкции полисахаридной матрицы при добавлении пивной дробины в количестве 5-50% от массы отработанного бурового раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки политетрафторэтилена (ПТФЭ) и утилизации его отходов и может найти применение для получения растворов, содержащих ионы фтора (электролитов) и используемых для проведения электролиза и химических реакций в растворах с участием ионов фтора с выделением товарных продуктов, в частности водорода, ультрадисперсных оксидов металлов и других соединений.

Изобретение относится к технологии переработки промышленных и бытовых отходов. Устройство для переработки резиновых отходов включает бункер с измельченными резиновыми отходами, камеру загрузки, содержащую контейнер, заполненный отходами, который перемещают в реактор термолиза и опрокидывают, реактор термолиза выполнен в виде камеры с газоходами для вывода и подачи парогазовой смеси, устройство снабжено патрубком подачи газов в контейнер, соединенным с газоходом подачи парогазовой смеси.

Изобретение относится к получению нанодисперсного фторорганического материала, который может быть использован в качестве твердой смазки, а также в составе композиций для приборов, устройств, машин и механизмов, в том числе, масляных композиций для двигателей и трансмиссий автомобилей.

Изобретение относится к улучшенному способу химической утилизации отходов поликарбонатов путем их взаимодействия с аминами. При этом в качестве аминов берут алифатические амины, реакцию ведут при температуре от 25 до 170°C в течение 25-140 минут при массовом соотношении алифатический амин:поликарбонат не менее 0,9:1, в образовавшийся продукт аминолиза добавляют соляную кислоту до достижения pH не более 3, из образовавшейся суспензии выделяют осадок дифенилолпропана, а маточный раствор подвергают реакции с фосфористой кислотой и формалином, причем формалин представляет собой водометанольный раствор формальдегида, при температуре не менее 90°C в течение не менее 2 часов при соотношении на 1 моль аминогрупп 1-2 моля фосфористой кислоты и 1-2 моля формальдегида, с последующей нейтрализацией водным раствором аммиака.

Изобретение имеет отношение к способу автоматической пластификации измельченного каучука и к устройству автоматической пластификации для осуществления указанного способа.

Изобретение относится к области получения листовых полимерных пеноматериалов и может найти применение в производстве ортопедических изделий, детских игрушек, спортивных покрытий и ковриков, разнообразнейших декоративных материалов.
Изобретение относится к модификаторам для рециклизации резиновых отходов и может быть использовано при переработке изношенных автопокрышек. .
Изобретение относится к переработке изношенных автопокрышек, к способам восстановления отходов резины. .
Изобретение относится к области обработки отходов резины, образующихся в процессе производства, а также при переработке вышедших из употребления шин и резинотехнических изделий, в частности к веществам - химическим модификаторам измельченной в крошку резины.

Изобретение относится к области получения и использования регенерированной резины из вулканизированной резиновой крошки, такой как резина из отходов. Способ регенерации включает стадии увеличения скорости вала ротора для повышения температуры смеси, состоящей из вулканизированной резиновой крошки и смазочного материала до достижения температуры девулканизации; понижения температуры смеси до более низкой температуры в течение второго периода времени. Устройство содержит термокинетический смеситель, включающий воздухонепроницаемую стационарную камеру с рельефной внутренней поверхностью. Изобретение повышает безопасность для окружающей среды, снижает время обработки, что исключает риск разложения и самовозгорания резины, снижает энергопотребление. 6 н. и 28 з.п. ф-лы, 6 ил., 7 табл.
Наверх