Автор: Дима

Утилизация бурового шлама по всем правилам безопасности – это обязательный процесс, осуществляемый ответственными и успешными нефтедобывающими компаниями. Утилизация и переработка буровых отходов позволяет не только защитить окружающую среду от содержащихся в них токсичных элементов, но и получить ценные и безопасные стройматериалы.

Утилизация и переработка

Перед непосредственной утилизацией буровых отработок необходимо их обезвредить. В промышленной экологии освещены несколько способов обезвреживания бурового шлама:

Термический способ. Процесс происходит в специальных установках – печах (или в амбарах) в условиях высоких температурных значений. В результате горения образуется продукт, который может быть использован в дальнейшем для изготовления битума.

Физический способ. Методами центрифугирования и флокуляции производят разделение жидкости от твердой части отходов, после чего каждая из выделенных фракций отдельно друг от друга утилизируется.

Химический способ. Основан на проведении экстракции из отходов чистых пород путем добавления в шлам растворителей, а затем отвердителей, в состав которых могут входить глина, цемент, смолы, полиуретан и т.д.

Физико-химический способ. Заключается в обработке отходов химическими веществами, которые вызывают изменения их свойств, и последующей переработке шламов с использованием определенных установок.

Биологический способ. Суть способа состоит в разложении отходов специальными микроорганизмами, которые производят обезвреживание отработок путем извлечения из них веществ для поддержания собственной жизнедеятельности. Обезвреживание таким способом производится на непосредственных местах загрязнения буровыми отработками.

После процесса обезвреживания буровые шламы могут направляться на захоронение или переработку.

При утилизации и переработке чаще всего производится комбинирование разных способов обезвреживания буровых отходов.

Эффективной технологией утилизации буровых отработок является их солидификация. Согласно этому способу осуществляется смешивание очищенного бурового шлама со специальными сорбентами и цементом. Сорбент связывает токсичные соединения, которые после добавления цементной массы переходят в форму, нерастворимую при любых погодных условиях. Поэтому произведенный таким образом обезвреженный продукт применяется в изготовлении материалов для строительства.

важный компонент циркуляционных систем буровых установок.

Обычно этот компонент представлен блоком очистки и регенерации бурового раствора, причем обработке подвергается так называемый утяжеленный буровой раствор

Утяжеленный буровой раствор — многокомпонентная полидисперсная система, в которой дисперсная фаза обычно представлена глиной, а дисперсионная среда — водой.

Установки очистки и регенерации бурового раствора главным образом предназначены для поддержания буровых работ с использованием малоотходных технологий и позволяют:

•      обрабатывать сливы песко- и илоотделителя на центрифуге

•      регенерировать барит (сульфат бария или тяжелый шпат) при бурении и после завершения бурения скважины

•      перерабатывать избытки бурового раствора, попутно разделяя его на фракции

•      дегазировать буровой раствор

•      В самом общем виде установки (блоки) очистки и регенерации бурового раствора комплектуются следующими субкомпонентами:

•      -линейный вибросит

•      Что дает использование подобных установок очистки и регенерации ?

•      значительно сокращается объем отходов бурения (в 2-3 раза)

•      на выходе из бурового блока удается получать шлам пониженной влажности, что дает возможность максимально безопасно транспортировать его в контейнерах и других средств перевозки

•      Помимо традиционных установок для очистки и регенерации утяжеленного бурового раствора, существует также любопытные патентные разработки:

•      Например, устройство для очистки бурового раствора, включающее металлическую проволочную сетку и элементы крепления, подсоединяемые к виброситу и размещенные на противоположных краях сетки. Такое устройство устанавливается в виброситах с помощью натяжных механизмов.

•      Другой пример — система очистки утяжеленных буровых растворов с циркуляционной емкостью с отсеками, а также перемешивателями утяжеленного бурового раствора. Этот вариант установки относится к системам промывки бурящихся нефтяных и газовых скважин.

Циркуляционная система — важнейший компонент в ходе работы с буровым раствором в буровой установке, выполняющий следующие функции:

• Приготовление бурового раствора,
• Подвод бурового раствора от устья скважины к приемным емкостям,
• Очистка бурового раствора от примесей выбуренной породы и его дегазация,
• Обработка циркуляционной системой бурового раствора химическим путем,
• Подача раствора к буровым насосам и к доливной емкости,
• Создание условий для его хранения.

В циркуляционной системе предусмотрено несколько емкостей прямоугольного сечения, соединенных между собой трубопроводами, по которым раствор перемещается между емкостями.

Буровые насосы забирают раствор из емкости и по напорной линии через стояк, гибкий рукав и вертлюг подают его в бурильную колонну.

Затем буровой раствор за счет разности динамического напора внутри бурильной колонны рд и на забое скважины с большой скоростью выходит из насадок долота и очищает забой и долото от выбуренной породы. Оставшаяся часть энергии раствора затрачивается на подъем породы и преодоление сопротивления в кольцевом затрубном пространстве рк.

Поднявшийся на поверхность к устью скважины буровой раствор проходит по растворопроводу в блок очистки, где из него удаляются выбуренная порода, песок и «газ. Фракции с размерами частиц более 0,1 мм следует удалять полностью. Количество удаленной выбуренной породы и песка зависит от свойств бурового раствора и буримых пород, диаметра скважины и скорости бурения.

Оборудование для очистки бурового раствора: гидроциклон пескоотделителя, предназначенный для удаления частиц песчинок, и гидроциклон илоотделителя, предназначенный для удаления частиц ила, представляют вторую стадию программы удаления твердой фазы неутяжеленного раствора. На производстве эту систему называют «осушка», на рисунке ниже представленна модель с вибрационными ситами(на осушку ставятся мелкоячеистые сита), которые осушают утяжеленный раствор вышедший из гидроциклонов(конусов песко и илоотделителя). Для достижения максимальной эффективности работы указанных узлов необходимо следовать рекомендациям по монтажу. Среди прочих преимуществ можно указать более эффективное отделение твердой фазы, уменьшение объема утилизации буровых жидкостей и снижение степени износа входной линии.

Система гидроциклона состоит из узла гидроциклона, отдельного манифольда верхнего продукта и слива, а также сливного желоба. Гидроциклоны поставляются в виде пескоотделителей», пескоотделителей» и илоотделителя». Размер в дюймах указывает на внутренний диаметр гидроциклона. Точка отсечки гидроциклона снижается с уменьшением внутреннего диаметра. Количество гидроциклонов должно определяться исходя из необходимости обработки примерно 100- 125% ожидаемого объема циркуляции бурового раствора при бурении верхней секции скважины. Это обеспечит обработку 100% объема раствора, содержащего пластовые частицы. Аналогичное внимание должно быть уделено выбору подходящего центробежного насоса и привода (двигателя или электрического двигателя), которые обеспечат подачу с необходимой производительностью и напором на манифольд.

При правильном монтаже, обслуживании и эксплуатации гидроциклоны снизят потребность в обслуживании насосов буровой установки, увеличат скорость проходки и обеспечат необходимый уровень состояния скважины.

Приготовление, утяжеление и обработка буровых растворов, а также их очистка от выбуренной породы — важный процесс при бурении скважины. От качества бурового раствора в значительной мере зависит успех проводки скважины.

Приготовление буровых растворов может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.

В настоящее время в отечественной практике для приготовления буровых растворов широко применяются порошкообразные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора, выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механические и гидравлические перемешиватели, поршневой насос.

Очистка промывочной жидкости от обломков выбуренной породы (шлама). Буровой раствор, выходящий на поверхность из скважины, может быть вновь использован, но для этого он должен быть очищен от обломков выбуренной породы (шлама).

Поступающие в буровой раствор частицы выбуренной породы оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства. Кроме того, наличие в растворе абразивных частиц существенно снижает показатели работы долот, гидравлических забойных двигателей, буровых насосов и другого оборудования. В связи с этим очистке буровых растворов должно уделяться особое внимание.