Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ШЛАМОВ

Изобретение относится к способам утилизации бурового шлама с получением грунта, обладающего благоприятными водо-физическими свойствами, за счет внесения прокаленного диатомита, что позволит применять полученный грунт при ликвидации шламовых амбаров.

Известен способ утилизации бурового шлама, заключающийся в удалении бурового шлама по периметру амбара на всю его глубину, создании траншеи определенной ширины без нарушения гидроизоляционного слоя. Удаленный из амбара буровой шлам подается в установку для перемешивания с добавлением кальцийсодержащих добавок - извести негашеной, оксидов (песок), цемента и воды. Подготовленная таким образом смесь, где углеводородное содержимое бурового шлама нейтрализовано известью негашеной, подается в траншею по периметру амбара, затем той же подготовленной смесью заливают поверхностный слой бурового шлама амбара, таким образом оставшийся буровой шлам в шламовом амбаре, оказывается заключенным в саркофаг. После затвердевания смеси реализуется этап биологической рекультивации, заключающийся в создании на поверхности амбара гумусного слоя различного назначения, например, путем нанесения песчанно-торфяной смеси с добавлением угольной крошки или извести /RU 2528035, В09В 3/00, опубл. 10.09.2014 Бюл. №25/.

Недостатком такого способа является внесение извести негашеной, которая повышает рН бурового шлама до сильно-щелочной реакции среды, что оказывает токсическое воздействие на растительный покров. Фактически, большая часть бурового шлама, находящаяся в шламовом амбаре не подвергается утилизации, а будет захоронена под саркофагом из полученной смеси, который не обеспечит необходимую защиту от токсического воздействия бурового шлама на окружающую природную среду.

Известен способ обезвреживания отработанных буровых шламов, который заключается в извлечении бурового шлама экскаватором из амбаров на ровную поверхность, просушивании на солнце, внесении гипса, для связывания и перевода легко растворимых солей в труднорастворимые формы и для загустения шлама, добавлении в просушенную прогипсованную массу навоза или торфа, просушивают ее в естественных условиях до достижения влажности 8-14%, что приводит к уменьшению объема в 6-8 раз, после чего срезают бульдозером и на тяжелых по механическому составу почвах при мощности подстилающего слоя не менее 15-20 метров - снова размещают в амбарах и уплотняют, затем засыпают минеральным грунтом слоем толщиной 1,5-2,5 м, а сверху слоем 20-40 см насыпают плодородный слой, а при мягких по механическому составу почвах - обезвреженный и просушенный буровой шлам вывозят на полигоны промышленных отходов для захоронения /RU 2379137, В09С 1/10, опубл. 20.01.2010 Бюл. №2/.

Недостатком данного способа является большое количество механических манипуляций, отведение дополнительных площадей для просушивания полученной массы, невозможность применения способа при низких температурах атмосферного воздуха, что повлечет за собой повышение стоимости на обезвреживание отработанных буровых шламов.

Известен способ обезвреживания отработанных буровых шламов, заключающийся в их известковании, реагентной коагуляции, внесении флокулянтов и гумино-минерального комплекса, поэтапной выемки бурового шлама на буферный слой с настилкой шлама слоем не более 8-10 см, высушивании бурового шлама, складывании в бурты для последующей утилизации /RU 2486166, C05F 11/02, А01В 79/00, В09С 1/00, опубл. 27.06.2013 Бюл. №18/.

Недостатком способа является следующее: необходимость в дополнительных площадях для просушивания бурового шлама, а так же для его последующего складирования в бурты, ограничение по температурному режиму.

Известен способ получения строительного материала, заключающийся в смешении бурового отхода, сорбента до 25,0% от объема бурового отхода, в качестве которого используется пеноизол, и/или нетросорболит, и/или сорболит, и/или золы и шлаковые смеси, минерального наполнителя в виде проппанта термообезвреженного до 50,0% от объема бурового отхода, и/или песка, и/или природных несвязанных грунтов до 65,0% от объема бурового отхода, а в качестве отвердителя используют, по крайней мере, один из: обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного до 20% от объема бурового отхода, и/или цемент от 5% до 20% от объема бурового отхода, и/или кальцийсодержащую добавку до 20% от объема бурового отхода, и/или стекло натриевое жидкое до 15,0% от объема бурового отхода, и/или гипс до 30% от объема бурового отхода, формирователь структуры включает смесь карбамидной смолы и соды кальцинированной в равных весовых частях до 6% от объема бурового отхода, кроме того, смесь содержит осушитель в виде торфа в количестве до 35% от объема бурового отхода, в качестве кальцийсодержащей добавки используется также негашеная известь до 25% от объема бурового отхода. Полученный строительный материал, может использоваться при строительстве оснований дорог внутри промысловых площадок, дорог, обваловки оснований площадок скважин, а также оснований для полигонов отходов /RU 2490224, С04В 18/00, С04В 28/00, опубл. 20.08.2013 Бюл. №23/.

Недостатком способа являются большое количество компонентов, объемных долей вносимых в буровые отходы, сложность применения за счет отсутствия единого перечня компонентов, ранжируемых по их стоимости и эффективности, что в совокупности может повлечь за собой высокие экономические затраты.

Известен способ получения грунтошламовой смеси содержащей нефтешлам, буровой шлам, торф, песок, воду, сорбенты и биодеструкторы углеводородов при следующем соотношении компонентов, мас. %: нефтешлам и буровой шлам - 20-25; песок - 20-30; торф - 30-35; сорбенты - 2-5; биодеструкторы углеводородов - 2-5; вода - 10. Грунтошламовая смесь может использоваться для возведения земляного полотна автомобильных дорог, закрепления насыпи и откосов внутрипромысловых дорог и т.д. /RU 2522317, В09С 1/10, В09В 1/00, опубл. 10.07.2014 Бюл. №19/.

Недостатком способа являются использование большого количества компонентов (75-80 мас. %) по отношению к нефтешламу и буровому шламу, нецелевое применение полученной смеси, в связи с тем, что вносимые компоненты не обеспечат необходимые показатели требуемые к материалам, возможных к применению для возведения земляного полотна автомобильных дорог, закрепления насыпи и откосов внутрипромысловых дорог и т.д.

Задачей предлагаемого технического решения является эффективный способ улучшения водо-физических свойств бурового шлама, заключающийся во внесении, в качестве коагулянта, прокаленного диатомита.

Указанный технический результат достигается тем, что в процессе накопления отходов бурения в шламовом амбаре, происходит гравитационное отстаивание с разделением на твердую фазу (буровой шлам) и жидкую фазу (буровые сточные воды, отработанный буровой раствор), затем производится откачка жидкой фазы отходов бурения, затем в буровой шлам на 97,5% массовых долей вносится прокаленный диатомит в количестве 2,5% массовых долей с последующим механическим перемешиванием (см. таблицу).

Прокаливание диатомита (750-900°С) позволяет перевести в нем соединения кальция, магния, железа, марганца и др., в окисные формы и повысить его эффективность, как коагулянта-мелиоранта до уровня гипса и фосфогипса или выше. Использование не прокаленного диатомита в 3-4 раза уступает действию гипса или фосфогипса. Применение прокаленного диатомита позволяет повысить фильтрационную и коагуляционную способность бурового шлама, снизить его рН до уровня нейтральной или слабо-щелочной среды: уменьшить количество токсичных солей и обменного натрия.

Способ улучшения водно-физических свойств буровых шламов при внесении прокаленного диатомита поясняется примером:

Пример 1.

В процессе накопления отходов бурения в шламовом амбаре, происходит гравитационное отстаивание с разделением на твердую фазу (буровой шлам) и жидкую фазу (буровые сточные воды, отработанный буровой раствор), затем производится откачка жидкой фазы отходов бурения. В качестве насосного агрегата могут быть использовано насосное оборудование: агрегат ЦА-320М, ПН-12; насосные агрегаты - НБ-125, 9МГР, НБ-63, ЦН26-В2; другая насосная техника, в специализированную технику - герметизированную автоцистерну. После сбора жидкой фазы отходов бурения, в буровой шлам вносится прокаленный диатомит в количестве 2,5% массовых долей, с последующим механическим перемешиванием при помощи экскаватора, до получения однородного грунта.

Указанный способ улучшения водно-физических свойств бурового шлама позволяет использовать его для последующей рекультивации буровых шламов.

Характеристики полученного грунта (см. таблицу):