Буровой шлам – это твердые отходы, образующиеся при бурении нефтяных, газовых, геотермальных и других скважин. С ростом требований к охране окружающей среды эффективная обработка и утилизация бурового шлама становится важной задачей в инженерной и экологической областях. Физические методы благодаря своей высокой эффективности, низкой стоимости и минимальному воздействию на окружающую среду являются основными способами обработки бурового шлама. В данной статье рассматриваются несколько распространенных физических методов обработки и их применение.
1. Просеивание
Просеивание – это метод разделения твердых частиц бурового шлама по размеру с помощью сит с различными диаметрами отверстий. Основное оборудование включает вибрационные сита и гидроциклоны.
Вибрационные сита
Вибрационные сита (вибросито) используют вибрацию сетки для разделения твердых частиц бурового шлама по размеру отверстий. Мелкие частицы проходят через сетку, а более крупные остаются на поверхности.
Гидроциклоны
Гидроциклоны используют центробежную силу для разделения твердых частиц бурового шлама по плотности и размеру. Буровой шлам поступает в гидроциклон с тангенциального направления сверху, образуя высокоскоростное вращательное движение. Более плотные частицы отбрасываются к стенкам и выводятся снизу, а менее плотные – вместе с жидкостью выводятся сверху.
2. Центрифугирование
Центрифугирование использует центробежную силу, создаваемую при высокоскоростном вращении, для разделения твердых частиц и жидкости бурового шлама. Основное оборудование – центрифуга.
Центрифуга
Центрифуга посредством высокоскоростного вращения барабана заставляет твердые частицы оседать на стенках барабана под действием центробежной силы, а жидкость выводится из центра. Центрифуга позволяет достигать высокой точности разделения твердых частиц и жидкости и подходит для обработки мелких частиц.
3. Осаждение
Осаждение использует гравитацию для разделения твердых частиц и жидкости бурового шлама. Основное оборудование включает осадочные бассейны и центробежные осадочные машины.
Осадочные бассейны
Осадочные бассейны – это простое и эффективное оборудование для разделения твердых частиц и жидкости. Буровой шлам поступает в бассейн, где твердые частицы оседают на дно под действием гравитации, а жидкость переливается сверху.
Центробежные осадочные машины
Центробежные осадочные машины сочетают принципы центрифугирования и осаждения, ускоряя осаждение твердых частиц под действием центробежной силы для быстрого и эффективного разделения твердых частиц и жидкости.
4. Сушка
Сушка – это метод удаления влаги из бурового шлама путем нагрева или других средств для достижения разделения твердых частиц и жидкости. Основное оборудование включает сушилки горячего воздуха и микроволновые сушилки.
Сушилки горячего воздуха
Сушилки горячего воздуха испаряют влагу из бурового шлама с помощью горячего воздуха. Их преимущества – высокая производительность и эффективность сушки.
Микроволновые сушилки
Микроволновые сушилки используют микроволновое излучение для нагрева и испарения молекул воды из бурового шлама, что обеспечивает быструю сушку с низким энергопотреблением и подходит для обработки шлама с высоким содержанием влаги.
5. Фильтрация
Фильтрация использует фильтрующие материалы для удержания твердых частиц бурового шлама и достижения разделения твердых частиц и жидкости. Основное оборудование включает фильтры давления и вакуумные фильтры.
Фильтры давления
Фильтры давления используют внешнее давление для проталкивания бурового шлама через фильтрующие материалы, задерживая твердые частицы на поверхности или внутри фильтра.
Вакуумные фильтры
Вакуумные фильтры создают вакуум под фильтрующим материалом, что позволяет жидкости бурового шлама проходить через фильтр под действием разности давления, обеспечивая разделение твердых частиц и жидкости.
Заключение
Физические методы широко применяются и дают значительные результаты в обработке бурового шлама. Просеивание, центрифугирование, осаждение, сушка и фильтрация имеют свои преимущества и недостатки, и могут быть выбраны в зависимости от конкретной ситуации. Эти физические методы не только повышают эффективность обработки буровых отходов, но и вносят положительный вклад в охрану окружающей среды. В будущем, с развитием технологий, физические методы обработки бурового шлама будут более широко и глубоко применяться.