Способ захоронения шламовых отходов в эксплуатируемой подземной соляной камере

Способ захоронения шламовых отходов с плотностью, превышающей плотность образуемого рассола, в эксплуатируемой соляной камере включает оборудование скважины концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и шламоподающей колоннами труб, подачу в камеру растворителя и отходов, извлечение рассола. В подземной выработке создают три технологические зоны: зону формирования насыщенных рассолов (hp), буферную зону (hб), зону размещения шламовых отходов (hш) с соотношением между ними hp:hб:hш=1:0,5:0,25 и с подачей шламовых отходов в зону размещения со скоростью не ниже 0,2 м/сек. Изобретение обеспечивает одновременную отработку полезного ископаемого и размещение шламовых отходов. 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии захоронения шламовых отходов в эксплуатируемой соляной камере.

Известны способы захоронения отходов как в действующих, так и в отработанных камерах (СССР, авт. св. №605432, Е21В 43/28, 12.07.76; США, патент №4596490, В65G 5/00, 24.06.86), в которых в соляную камеру подают различные отходы химических производств с плотностями, превышающими плотность насыщенного рассола. Способ по авт. св. №605432 может быть реализован только при наличии двух и более взаимодействующих камер, соединяемых каналом у кровли продуктивного пласта.

Недостатком способа, охраняемого патентом №4596490, является сложность образования двух взаимодействующих камер определенных размеров, располагаемых одна над другой, и техническая невозможность изоляции нижней камеры отверждающим герметиком.

Известный способ складирования жидких отходов в подземные камеры (ФРГ, патент №3141885, В65G 5/00, 22.10.81) предусматривает использование подземной соляной камеры для хранения жидких отходов. Согласно способу жидкие отходы попадают в верхнюю часть камеры при одновременном вытеснении соответствующего количества рассола из нижней части камеры. Способ имеет следующие недостатки: подача отходов в верхнюю часть камеры приводит к взмучиванию, перемешиванию и всплытию шламовых частиц, что предопределяет необходимость временного прекращения закачки жидких отходов для отстоя и разделения жидкостей по плотностям; в статической (центральной) зоне камеры не обеспечиваются условия свободного осаждения для твердых неорганических соединений, направляемых в камеру; перемешивание отходов с рассолом не позволяет извлечь полностью полезный компонент из камеры.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ захоронения шламовых отходов в подземных соляных камерах (патент РФ 2099263, B65G 5/00, 1997.12.20). Способ включает захоронение отходов в виде шламовой суспензии с плотностью, превышающей плотность вытесняемого рассола. Отходы подают в камеру через одну колонну, а рассол извлекают при этом через другую колонну труб. Плотность шламовой суспензии доводят до значений, находящихся в пределах 1230-1400 кг/м3 и подают с производительностью, определяемой соотношением скоростей осаждения шлама и вытеснения рассола в пределах 140-640, при этом низ шламоподающей колонны устанавливают на уровне, соответствующем середине интервала низких температур в камере. Недостатками данного способа являются смешивание подаваемых отходов с вытесняемым рассолом, невозможность вести добычу рассолов одновременно с процессом утилизации отходов.

Задачей предлагаемого изобретения является комплексная отработка месторождения одновременно с захоронением образующихся шламовых отходов.

Поставленная задача достигается тем, что в подземной выработке создают три технологические зоны. В верхнюю часть подают растворитель с производительностью, обеспечивающей формирование насыщенных рассолов и вытеснение их на поверхность. Одновременно в нижнюю часть подают шламовые отходы с плотностью, превышающей плотность насыщенных рассолов, и скоростью не ниже 0,2 м/сек. Для предотвращения перемешивания растворов в центральной части камеры создают буферную зону, обеспечивающую сохранение границы раздела фаз и устойчивую стратификацию жидкостей.

Реализация предлагаемого способа как технического решения заключается в следующем (рисунок 1).

Рассолодобычную скважину, имеющую конструкцию в виде основной тампонажной (1), водоподающей (2), рассолозаборной (3) колонн, оборудуют центральной шламоподающей колонной (4), в которую подают шламовые отходы со скоростью не менее 0,2 м/сек.

Отработку запасов известным способом производят в зоне формирования раствора (высотой hp) и получаемые рассолы вытесняют на поверхность остаточным напором через рассолозаборную колонну.

Для исключения перемешивания получаемых насыщенных рассолов ниже башмака рассолозаборной колонны создают буферную зону, высота которой (hб) зависит от мощности отрабатываемой соли.

Башмак шламоподающей колонны устанавливают в зоне размещения шламовых отходов (hш).

Соотношение между технологическими зонами обеспечивается при значениях hр:hб:hш=1:0,5:0,25 при подаче шламовых отходов со скоростью не ниже 0,2 м/с.

Применение способа захоронения шламовых отходов обеспечивает следующие преимущества:

- возможность одновременной отработки запасов и захоронения шламовых отходов;

- доизвлечение получаемых рассолов (увеличение коэффициента извлечения запасов);

- сокращение объемов складирования шлама на поверхности.

Способ осуществления изобретения подтвержден экспериментально на основе физического моделирования процесса с соблюдением геометрического подобия модели и натуры. В качестве натуры взята подземная камера высотой 80 м и радиусом 50 м, создаваемая в толще каменной соли с производительностью 30 м3/час по рассолу и 3 м3/час по закачиваемой шламовой суспензии плотностью 1,3 т/м3. В качестве модели использована стеклянная прямоугольная емкость высотой 500 мм и размерами 200×200 мм (рис. 2). Внутри емкость обклеивалась пластинами каменной соли толщиной 25 мм (5), потолок - толщиной 80 мм (6). В центре емкости оборудован оголовок скважины, имитируемый набором трубок: водоподающая - ∅12 мм (7), рассолозаборная - ∅8 мм (8), шламоподающая - ∅5 мм (9). Емкость заполнена насыщенным рассолом.

В верхнюю часть емкости (hp), в межтрубье ∅12 мм и ∅8 мм, подавали пресную воду, в нижнюю (hш), по трубке ∅5 мм, мелкодисперсный шлам с рассолом в соотношении Т:Ж=1:5÷6.

Разнос трубок по высоте подобран таким образом, чтобы не происходило перемешивания подаваемых в емкость растворителя и шлама, т.е. в средней части емкости искусственно создана буферная зона (hб).

Визуальные наблюдения показали растворение пластин соли в верхней части емкости, а струя шламовой суспензии при соотношении плотностей ρшрасс. опускается, сохраняя свои контуры, и создает у дна камеры (ниже конца шламоподающей трубки) почти горизонтальный слой осадка (10).

Способ захоронения шламовых отходов с плотностью, превышающей плотность образуемого рассола, в эксплуатируемой соляной камере, включающий оборудование скважины концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и шламоподающей колоннами труб, подачу в камеру растворителя и отходов, извлечение рассола, отличающийся тем, что для одновременной отработки полезного ископаемого и размещения шламовых отходов в подземной выработке создают три технологические зоны: зону формирования насыщенных рассолов (hp), буферную зону (hб), зону размещения шламовых отходов (hш) с соотношением между ними hp:hб:hш=1:0,5:0,25 и с подачей шламовых отходов в зону размещения со скоростью не ниже 0,2 м/сек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газовой отрасли промышленности, а именно к созданию подземного газохранилища - ПХГ в водоносном пласте. Технический результат - совершенствование способа создания ПХГ в водоносном пласте с использованием вододобывающих и водонагнетательных скважин за счет повышения эффективности активного воздействия на фильтрационные процессы в пласте.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к утилизации отходов бурения в ликвидируемой скважине, в частности в условиях наличия многолетнемерзлых пород (ММП).

Изобретение относится к области газовой промышленности и предназначено для эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ). В ПХГ, на которых в купольной части пласта-коллектора сооружены эксплуатационные скважины, нагнетательные скважины на периферии пласта-коллектора и контрольные скважины в промежуточной зоне между эксплуатационными и нагнетательными скважинами, производят циклическую закачку природного газа в хранилище с созданием буферного и активного его объемов и отбор активного объема газа.

Подземный водосборный резервуар угольного разреза содержит непроницаемый слой и расположенные снизу от этого слоя пространство для хранения воды и очистной слой. Пространство для хранения воды содержит первое пространство для хранения воды и второе пространство для хранения воды.

Подземное хранилище сжиженного природного газа (ПХ СПГ) относится к подземной системе хранения и резервирования СПГ и может быть использовано для его накопления и выдачи потребителю.
Изобретение относится к области подземного хранения газа и может быть использовано в газодобывающей и нефтяной промышленности. Способ обеспечения экологической безопасности подземного хранилища газа включает его закачку через скважину, хранение и отбор газа из хранилища, при этом в зонах подземного размещения природного газа осуществляют дистанционный экологический мониторинг содержания метана в приземной атмосфере, а также непрерывный контроль концентрации метана в зонах технологических узлов.

Изобретение относится к емкостям-хранилищам техногенного назначения и может быть использовано для сбора жидких углеводородов при их аварийных разливах. Устройство содержит трубные секции в виде жесткого цилиндрического корпуса с крышкой.

Изобретение относится к подземному хранению природного газа в водоносных геологических структурах и, в частности, к физико-химическим методам регулирования формирования и последующего газодинамического состояния подземного хранилища газа в таких структурах.

Группа изобретений относится к системам для локализации и регулирования жидкостей, получаемых на рабочей площадке, например площадке для бурения нефтяных или газовых скважин.

Группа изобретений предназначена для использования в области подземного хранения CO2 и других вредных газов, а также защиты окружающей среды. Технический результат - повышение надежности хранилища и снижение затрат на его создание.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для длительного хранения отходов переработки руд, содержащих в своем составе сульфидные минералы, которые при хранении в окислительных условиях разлагаются с образованием токсичных веществ. Хвостохранилище содержит отделенные друг от друга секции. Дно секций экранировано прочной пленкой из полимерного материала, на котором помещен слой известняка толщиной 300-400 мм с размерностью зерна 3-10 мм, при этом на слой известняка установлены дренажные трубы диаметром 200-300 мм из материала, устойчивого к кислотному воздействию. Изобретение позволяет повысить экологическую безопасность хранения хвостов путем удаления растворенных токсичных веществ из толщи песков через дренажные колодцы в слой известняка, расположенный на дне хвостохранилища и в пруд-отстойник. Заполнение хвостохранилища производится методом мокрого складирования, а хранение песков в сухом состоянии. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области газовой промышленности и предназначено для создания и эксплуатации подземных хранилищ природного газа, обогащенного гелием (ПХПГОГ). В ПХПГОГ, на которых в купольной части пласта-коллектора сооружены эксплуатационные скважины, нагнетательные скважины на заранее рассчитанном расстоянии от границы влияния эксплуатационных скважин и контрольные скважины, производят циклическую закачку природного газа, обогащенного гелием (ПГОГ), в хранилище с созданием активного его объема и сохранением буферного объема углеводородного или неуглеводородного газа и отбор активного объема ПГОГ. В процессе создания ПХПГОГ в купольной его части закачивают ПГОГ таким образом, чтобы обеспечить повышение качества хранимого ПГОГ за счет снижения риска образования обширных зон смешения ПГОГ и углеводородного или неуглеводородного газа. Кроме того, предлагаемый способ позволяет более эффективно использовать ПХПГОГ за счет возможности регулирования состава ПГОГ на устьях скважин посредством площадного регулирования закачки и отбора ПГОГ и углеводородного или неуглеводородного газов. 12 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для борьбы с солеотложением в призабойной зоне пласта и стволах скважин с целью сохранения дебита скважин в условиях высокой минерализации попутно добываемых вод. Способ предупреждения отложения исключает их образование путем поддержания концентрации хлорида натрия, растворенного в пластовой воде, на уровне, исключающем его кристаллизацию. Поддержание заданной величины концентрации обеспечивают закачкой в подземное хранилище увлажненного газа, исключающего процесс абсорбции газом влаги из пластовой воды. Требуемое количество пресной воды для увлажнения закачиваемого газа определятся как разность абсолютного максимального влагосодержания газа в пластовых условиях и абсолютного влагосодержания газа, поступающего с магистрального газопровода для закачки в подземное хранилище. Увеличивается продолжительность работы скважин и хранилищ и суммарный объем отбираемого газа, увеличивается межремонтный период, исключаются работы по ликвидации соляных пробок. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти, нефтепродуктов (НП) и сжиженного природного газа (СПГ) и может быть использовано при производстве резервуаров для хранения и транспортировки СПГ. Cпособ изготовления резервуара для хранения и транспортировки нефти, НП и СПГ заключается в нанесении на внешнюю поверхность резервуара отражающей пленки, включающей три слоя: эпоксидный слой (грунтовка), термоплавкий (клеевой) полимерный подслой и светоотражающий слой. Изобретение позволяет существенно снизить негативное влияние солнечной энергии на охраняемые объекты, в том числе, резервуары для хранения СПГ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области мониторинга и обеспечения безопасности технологических процессов подземного хранения газа, может быть использовано в атомной, газовой, нефтяной, химической промышленности. Технический результат: повышение точности обнаружения места разгерметизации скважины. Сущность: выполняют закачку или отбор товарного газа через скважину и его хранение, одновременный наблюдательный контроль параметров технологического процесса, акустических эффектов, а затем диагностическое прогнозирование образования трещин и разрушения в конструкции скважины, степени опасности возможной утечки газа при разгерметизации в зонах конструктивных элементов и технологических узлов по явной деформации кривых изменения регистрируемых параметров при прохождении спаренной группой клапанов-отсекателей через зону разгерметизации внутрикорпусных конструкций скважины подземного хранения газа. По результатам прогнозирования оценивают опасности и возможные риски, допустимость продолжения технологического процесса подземного хранения газа при функционировании скважины с диагностируемой зоной ее разгерметизации. 3 ил.

Изобретение относится к способу создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа в пористых пластах-коллекторах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - повышение надежности экрана за счет закачки раствора и газа, удешевление и упрощение технологии создания экрана и улучшение экологической обстановки в районе расположения хранилища газа. По способу в изолируемой зоне пласта выбирают имеющиеся скважины или намечают в плане местности координаты новых скважин для бурения для создания малопроницаемого внутрипластового экрана. Составляют таблицу выбранных скважин с ранжированными нарастающими фильтрационно-емкостными характеристиками - ФЕС. Определяют и минимизируют необходимый объем экрана по радиусу локального экрана той скважины, которая имеет наименее низкие ФЕС, и определяют соответствующие оптимальные объемы и радиусы локальных экранов, объемы растворов и количества газа для создания локальных экранов. Создание общего криволинейного экрана начинают последовательно с первой скважины с наименьшими ФЕС путем закачки в нее расчетных объемов раствора и газа. Второй выбирают ту скважину, ФЕС которой выше, чем в предыдущей. Закачивают расчетные объемы раствора и газа. Такой порядок выдерживают вплоть до последней скважины. Ширину экрана, его радиус и объемы используемых материалов и реагентов определяют по аналитическим зависимостям с использованием оптимизаций. В результате обеспечивают существенную экономию на реагентах. Откачки пластовой воды не требуется. Не требуется разгрузочных скважин с их оборудованием высокопроизводительными погружными насосами. Не требуется откачка и утилизация пластовой воды. Использование природного газа упрощает технологию создания экрана. Замена природного горючего газа на отработанный газ удешевляет технологию и улучшает экологическую обстановку в районе расположения хранилища. 5 табл., 4 ил.

Способ захоронения шламовых отходов с плотностью, превышающей плотность образуемого рассола, в эксплуатируемой соляной камере включает оборудование скважины концентрически расположенными водоподающей, рассолоподъемной и шламоподающей колоннами труб, подачу в камеру растворителя и отходов, извлечение рассола. В подземной выработке создают три технологические зоны: зону формирования насыщенных рассолов, буферную зону, зону размещения шламовых отходов с соотношением между ними hp:hб:hш1:0,5:0,25 и с подачей шламовых отходов в зону размещения со скоростью не ниже 0,2 мсек. Изобретение обеспечивает одновременную отработку полезного ископаемого и размещение шламовых отходов. 2 ил.

Наверх