Полигон для очистки и обезвреживания выбуренного грунта комбинированным методом
Полигон для обезвреживания буровых грунтов, содержащих токсичные элементы и нефтепродукты, комбинированного типа, на котором в зависимости от содержания загрязняющих веществ, применяется одна из следующих установок: смеситель для смешивания загрязненного грунта с чистым для снижения содержания загрязняющих веществ до допустимого уровня, смеситель для смешивания загрязненного грунта с двумя реагентами, вызывающими отверждение грунта, установка для высокотемпературного обжига в печи при 1400°С. Выбор устройства, которое будет использовано для обезвреживания, осуществляется на основании проводимых непосредственно на полигоне экспресс-анализов.
Изобретение относиться к устройствам для обезвреживания буровых шламов, а именно к устройству, которое представляет собой комбинацию технических решений для обезвреживания буровых шламов и может быть использовано на буровых площадках при бурении нефтяных скважин. Конкретное техническое решение, используемое для обезвреживания буровых шламов, выбирается по результатам экспресс-анализа. При этом исходный буровой шлам по результатам анализа подразделяется на следующие группы: не загрязненный нефтепродуктами и токсичными элементами, загрязненный нефтепродуктами, загрязненный токсичными элементами,
Известно устройство для обезвреживания бурового шлама методом солидификации [Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн.3. Разработка принципиальных технологических решений по обезвреживанию и утилизации буровых шламов и нефтезагрязненных песков. Сургут, 1996.]
Однако в данной разработке не учитывается исходный состав бурового шлама, который меняется на одной и той же буровой скважине в зависимости от глубины бурения и близости нефтеносных слоев.
В настоящее время не существует комплексных устройств для обезвреживания бурового шлама, основанных именно на проведения экспресс-анализа каждого контейнера бурового шлама (2 куб. метра) непосредственно на буровой и в зависимости от состава выборе одного из конструктивных элементов для обезвреживания и утилизации.
Цель изобретения - ускорение и упрощение обезвреживания буровых шламов.
Поставленная цель достигается тем, что сразу на буровой
производиться экспресс-анализ бурового шлама, затем в зависимости от его состава на буровой производиться его обезвреживание.
Полигон для обезвреживания грунта, полученного при бурении нефтяных и газовых скважин, выполнен в виде открытой площадки, на которой расположены последовательно по ходу технологического процесса связанные между собой участки: участок, представляющий собой бункер-накопитель для грунтов и шламов, предназначенных для обезвреживания; технологический участок обезвреживания выбуренного грунта; участок, представляющий собой площадку-накопитель для складирования обезвреженного грунта и шлама, а также участок анализа и контроля процесса обезвреживания.
Технологический участок обезвреживания включает связанные между собой транспортными линиями узел первичной обработки выбуренного грунта, узел обезвреживания методом отверждения, узел обезвреживания выбуренного грунта методом высокотемпературного обжига, узел накопления обезвреженного грунта, участок анализа исходного выбуренного и обезвреженного грунта.
Бункер - накопитель предназначенных для обезвреживания выбуренных грунтов выполнен в виде контейнерного шламонакопителя с контейнерами емкостью 2 м3 . Из контейнеров бункера-накопителя производиться взятие проб грунта для анализа и производиться определение по экспресс-методикам тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов, количества органических соединений. После определения в выбуренном грунте концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов, количества органических соединений происходит сортировка контейнеров с выбуренным грунтом по следующим группам:
I. В выбуренном грунте отсутствует превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов менее 1
г/кг - данный грунт в дальнейшем будет использован на землях сельхозназначения.
II. В выбуренном грунте отсутствует превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов от 1 до 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет использован для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей.
III. В выбуренном грунте концентрация нефтепродуктов свыше 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет доставлен на полигон предприятий имеющих разрешение на утилизацию нефтешламов.
IV. В выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов от 1 до 5 крат, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет перемешан с инертным грунтом до достижения концентраций ниже ПДК в бункере-смесителе, после чего грунт будет использован для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей
V. В выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов более 5 крат, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет обезврежен на установке для отверждения путем перемешивания с реагентами и после достижения прочности 10 кг/см 2 отвердевшая масса будет использована для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей
VI. В выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов более 5 крат, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет обезврежен на установке высокотемпературного обжига в печах при температуре 1400С° и после спекания грунта и достижения прочности 10
кг/см 2 обезвреженная масса будет использован для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей.
Узел первичной обработки выполнен в виде узла-смесителя для перемешивания выбуренного грунта при превышении в них концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов более ПДК (п.IV) с чистым грунтом (песком, глиной) в необходимом соотношении до достижения концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов ниже ПДК.
Узел первичной обработки выполнен в виде узла-смесителя для перемешивания выбуренного грунта при превышении в них концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов более 5 ПДК (п.V, VI) с реагентами, вызывающими отверждение выбуренного грунта, застывания массы и до достижения прочности не менее 10 кг/см 2
В узле первичной обработки при обезвреживании выбуренного грунта методом отверждения используется добавление двух реагентов: реагент С - обеспечивает отверждение грунта при температурах от -30С° до +35С° до прочности 10 кг/см 2 в течении 4 часов, реагент Р - обеспечивает вспучивание застывающего грунта, что особенно важно при концентрации глин в грунте свыше 50%, так как при этом достигается необходимая прочность. В узле первичной обработки в зависимости от результата анализа выбуренного грунта производиться три технологических процесса: перемешивание выбуренного грунта с чистым грунтом до снижение ниже ПДК значений токсичных химических элементов, перемешивание выбуренного грунта с реагентами С и Р обеспечивающими очистку грунта методом отвердения, перемешивание грунта для последующей очистки в электронных печах методом обжига - это обеспечивает минимальное место для размещения полигона непосредственно на территории буровой.
Узел обезвреживания методом отверждения связан с бункером-накопителем. Узел снабжен дозатором реагентов выполняющих отверждение грунта и вспучивание грунта.
Узел высокотемпературной обработки загрязненного грунта выполнен в виде высокотемпературных электрических печей с электронным управлением, в которые помещается загрязненный выбуренный грунт. После выдерживания при температуре 1400С° в течении 1 часа происходит спекание и отверждение грунта свыше 10 кг/см2, при этом токсичные соединения переходят в нерастворимые соединения. Обезвреженная обожженная масса может быть использована для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей.
Участок анализа и контроля процесса обезвреживания связан с площадкой обезвреженного грунта и емкостью для приготовления реагентов.
Участок анализа и контроля обезвреживания содержит средства химического анализа выбуренных грунтов, а также средства постоянного контроля рН и концентрации нефтепродуктов, тяжелых металлов, токсичных химических элементов и органических соединений на каждом из узлов очистки и включает флюориметрические, газохроматографические и ИК-спектрометрические аппаратурные блоки анализа углеводородного состава в течение все процесса обезвреживания.
Транспортные линии между узлами накопления и переработки включают грузовой автотранспорт, бульдозер, экскаватор и/или транспортеры, а перемешивание грунта осуществляется при помощи смесителя большой емкости (25 м3).
Все узлы сбора и очистки оснащены полностью гидроизолированными дренажными каналами и снабжены водосборниками для приема сточных вод, которые сразу же на месте очищается в фильтровальной станции очистки загрязненных
промышленных вод.
Полигон размещен непосредственно на территории буровой скважины, что позволяет проводить обезвреживание выбуренного грунта непосредственно на месте бурения и исключает перевозку загрязненного грунта по окружающей территории. Это особенно важно при бурении в природоохранной зоне. Обезвреженный грунт при концентрации углеводородов от 1 до 30 г/кг возвращается на места выемки, используется для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей, а при концентрации углеводородов не более 1 г/кг на землях сельхозназначения.
1. Полигон для обезвреживания грунта, полученного при бурении нефтяных и газовых скважин, выполненный в виде открытой площадки, оборудованной установленными по ходу технологического процесса и последовательно связанными между собой участками транспортирования: бункером-накопителем, предназначенных для обезвреживания грунтов и шламов, технологическим участком обезвреживания выбуренного грунта методом отверждения, участком обезвреживания выбуренного грунта методом высокотемпературного обжига, площадкой-накопителем для складирования очищенного грунта и шлама, а также участком анализа и контроля процесса обезвреживания, отличающийся тем, что технологический участок обезвреживания включает последовательно расположенные и связанные между собой транспортными линиями узел первичной обработки выбуренного грунта, узел накопления обезвреженного грунта и участок анализа исходного выбуренного и обезвреженного грунта, участок контроля процесса обезвреживания, причем бункер-накопитель связан с узлом обезвреживания выбуренного грунта методом отверждения.
2. Полигон по п.1, отличающийся тем, что узел обезвреживания методом отверждения снабжен дозатором реагентов, выполняющих отверждение грунта и вспучивание грунта, а участок анализа и контроля процесса обезвреживания связан с площадкой чистого грунта и емкостью для приготовления реагентов.
3. Полигон по п.1, отличающийся тем, что бункер-накопитель, предназначенный для обезвреживания выбуренных грунтов, выполнен в виде контейнерного шламонакопителя с контейнерами емкостью 2 м3 .
4. Полигон по п.1, отличающийся тем, что из контейнеров бункера-накопителя производится взятие проб грунта для анализа и по экспресс-методикам производится определение содержания тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов и органических соединений.
5. Полигон по п.1, отличающийся тем, что основным показателем, определяющим, какое устройство использовать для обезвреживания выбуренного грунта, является анализ грунта из контейнеров бункера-накопителя, проведенный по экспресс методикам, на содержание тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов и органических соединений.
6. Полигон по п.1, отличающийся тем, что после определения в выбуренном грунте концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов, количества органических соединений происходит сортировка контейнеров с выбуренным грунтом по следующим группам: 1) в выбуренном грунте отсутствует превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов менее 1 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет использован на землях сельхозназначения, 2) в выбуренном грунте отсутствует превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов от 1 до 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет использован для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей, 3) в выбуренном грунте концентрация нефтепродуктов свыше 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет доставлен на полигон предприятий имеющих разрешение на утилизацию нефтешламов, 4) в выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов от 1 до 5 крат, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет перемешан с инертным грунтом до достижения концентраций ниже ПДК в бункере-смесителе, после чего грунт будет использован для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей, 5) в выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет обезврежен на установке для перемешивания с реагентами и отверждения до прочности 10 кг/см 2, отвердевшая масса будет использована для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей, 6) в выбуренном грунте имеется превышение по ПДК тяжелых металлов и токсичных элементов, концентрация нефтепродуктов менее 30 г/кг - данный грунт в дальнейшем будет обезврежен на установке высокотемпературного обжига в печах при температуре 1400С° и после спекания грунта и достижения прочности 10 кг/см2 обезвреженная масса будет использована для рекультивации отработанного карьера, для отсыпки нефтепроводов, для строительных и ремонтных работ и других технических целей.
7. Полигон по п.1, отличающийся тем, что основным показателем, определяющим, каким способом проводить очистку выбуренного грунта, является анализ грунта из контейнеров бункера-накопителя, проводимый по экспресс-методикам, на содержание тяжелых металлов, токсичных химических элементов, общего количества нефтепродуктов и органических соединений.
8. Полигон по п.1, отличающийся тем, что узел первичной обработки выполнен в виде узла-смесителя для перемешивания выбуренного грунта при превышении в нем концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов более ПДК (п.IV) с чистым грунтом (песком, глиной) в необходимом соотношении до достижения концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов ниже ПДК.
9. Полигон по п.1, отличающийся тем, что узел первичной обработки выполнен в виде узла-смесителя для перемешивания выбуренного грунта при превышении в них концентрации тяжелых металлов, токсичных химических элементов более ПДК (п.V, VI) с реагентами, вызывающими отверждение выбуренного грунта, застывания массы до достижения прочности не менее 10 кг/см2.
10. Полигон по п.1, отличающийся тем, что узел первичной обработки при очистке выбуренного грунта методом отверждения выполнен в виде узла-смесителя для перемешивания выбуренного грунта с двумя реагентами: реагентом С, который обеспечивает отверждение грунта при температурах от -30 до +35С° до прочности 10 кг/см2 в течение 4 ч, реагент Р, который обеспечивает вспучивание застывающего грунта, что особенно важно при концентрации глин в грунте свыше 50%, так как при этом достигается необходимая прочность.
11. Полигон по п.1, отличающийся тем, что в узле первичной обработки в зависимости от результата анализа выбуренного грунта производится три технологических процесса: перемешивание выбуренного грунта с чистым грунтом для снижения содержания токсичных химических элементов до значений ниже ПДК, перемешивание выбуренного грунта с реагентами С и Р, обеспечивающими очистку грунта методом отвердения, перемешивание грунта для последующей очистки в электронных печах методом обжига - это обеспечивает минимальное место для размещения полигона непосредственно на территории буровой.
12. Полигон по п.1, отличающийся тем, что узел высокотемпературной очистки загрязненного грунта выполнен в виде высокотемпературных электрических печей с электронным управлением, в которые помещается загрязненный выбуренный грунт и после выдерживания при температуре 1400С° в течение 1 ч происходит спекание и отверждение грунта до достижения прочности не менее 10 кг/см2, при этом токсичные соединения переходят в нерастворимые соединения.
13. Полигон по п.1, отличающийся тем, что участок анализа и контроля очистки содержит средства химического анализа выбуренных грунтов, а также средства постоянного контроля рН и концентрации нефтепродуктов, тяжелых металлов, токсичных химических элементов и органических соединений на каждом из узлов очистки и включает флюориметрические, газохроматографические и ИК-спектрометрические аппаратурные блоки анализа углеводородного состава в течение всего процесса очистки.
14. Полигон по п.1, отличающийся тем, что транспортные линии между узлами накопления и очистки полигона включают грузовой автотранспорт, бульдозер, экскаватор и/или транспортеры, а перемешивание грунта осуществляется при помощи смесителя большой емкости (25 м3 ).
15. Полигон по п.1, отличающийся тем, что все узлы сбора и очистки оснащены полностью гидроизолированными дренажными каналами и снабжены водосборниками для приема сточных вод, которые сразу же на месте очищаются в фильтровальной станции очистки загрязненных промышленных вод.
16. Полигон по п.1, отличающийся тем, что он размещен непосредственно на территории буровой скважины, что позволяет проводить очистку выбуренного грунта непосредственно на месте бурения и исключает перевозку неочищенного грунта по окружающей территории.
