Введение 7
1 Литературный обзор 9
1.1 Анализ технологии бурения нефтяных скважин 9
1.2 Анализ образования отходов бурения и их состав 10
1.3 Доступные технологии утилизации и переработки 13
1.4 Технология утилизации отхода бурения с получением
дорожно-строительного материала 18
1.5 Оформление результатов анализа 20
2 Экспериментальная часть 21
2.1 Экспериментальный анализ нефтешлама 21
2.2 Обработка результатов эксперимента 25
3 Оптимизация технологии переработки отходов бурения 26
3.1 Технология утилизации буровых шламов с получением
гранул путем термической переработки 26
3.2 Характеристика исходного сырья, материалов,
энергоресурсов 32
3.3 Анализ отходов, образующихся при производстве
строительного материала из отходов бурения 38
3.4 Использование строительного материала на основе
переработки отходов бурения 39
3.5 Использование препарата «ГУМИКОМ», для увеличения
количества сырья, подлежащего переработке 41
3.6 Обоснование аппаратной части 43
3.7 Патентный поиск аппаратов мокрой очистки 44
3.8 Конструктивный расчет скруббера Вентури 48
3.9 Тепловой расчет и материальный баланс скруббера Вентури ... 56
3.10 Расчет реагентного хозяйства 64
3.11 Оформление результатов 70
Заключение 72
Список используемых источников 74
Приложение А Схема и спецификация скруббера Вентури
В настоящее время значительный ущерб окружающей среде наносят производственно-технологические отходы бурения (буровой шлам).
Токсичные буровые отходы загрязняют недра, атмосферу, поверхностные и подземные водные объекты, почву, негативно воздействуют на растительный и животный мир [9].
Поэтому актуальной проблемой является утилизация отходов бурения скважин - шлама и отработанного бурового раствора.
Нефтегазодобывающие предприятия расходуют значительные средства на утилизацию [1].
Откачка бурового шлама необходима с практической точки зрения. Если этого не делать, она будет мешать работе техники в районе бурения. Техническую операцию проводят лицензированные организации при помощи насосных установок с резервуарами для сбора жидкости - илососов.
При этом часто вывоз отходов с бурения со скважин является затруднительным, что относится в первую очередь к труднодоступным регионам, например, к месторождениям Крайнего Севера [8].
В этом случае буровые отходы захораниваются на территории кустовых площадок, а собственники отходов вынуждены производить плату за негативное воздействие в окружающую среду. Это предусматривается действующим Российским законодательством.
Основной проблемой переработки отходов бурения в строительный материал является токсичность отходов, которая должна соответствовать классифицированию веществ по силе их вредного воздействия - это 4 или 5 классу опасности, в следствии чего можно будет отправлять для вторичной переработки.
Проблема исследования: непрерывное увеличение количества накопления отходов бурения и низкая степень вовлечения во вторичную переработку.
Цель работы является снижение негативного воздействия на окружающую среду посредством сокращения количества накопления отходов бурения за счет их вторичного использования в получении строительных материалов.
Предмет исследования: технологический процесс получения строительного материала посредством вовлечения отходов бурения во вторичную переработку.
Задачи:
1) Проанализировать объемы накопления отходов и существующую технологию бурения нефтяных скважин.
2) Обосновать снижение класса опасности для отходов бурения при переработке его в строительный материал.
3) Предложить варианты оптимизации технологии переработки отходов бурения.
Актуальной проблемой в наше время остается переработка нефтесодержащих отходов, в том числе переработка отходов бурения. Она требует анализа текущих методов и технологий, а также разработку новых, способных минимизировать отходы.
В ходе выполнения бакалаврской работы были выполнены следующие задачи:
4) Проанализирована существующая технология бурения нефтяных скважин.
5) Проанализированы объемы накопления бурового отхода. В стране ежегодно образуется от 4 до 7 млн. тонн нефтешламов.
6) Проанализированы доступные технологии утилизации и переработки отходов бурения.
7) Проведен анализ качественного состава отхода бурения в лабораторных условиях, в котором так же была выяснена способность препарата «ГУМИКОМ» снижать токсичность, что является важным при переработке отходов бурения в строительный материал. Смертность дафний за 48 часов при добавлении гуматов составила 0 %.
8) Предложены три варианта оптимизации технологии переработки отходов бурения в строительный материал:
- Замена форсуночного скруббера на скруббер Вентури, для увеличения
эффективности очистки. В результате эффективность очистки увеличилась на 30 %. Были рассмотрены преимущества замены аппарата, проведен патентный поиск доступных технологий, рассчитан аппарат, проведен тепловой расчет (объемный коэффициент теплопередачи в скруббере равен 616 Вт/(м3-К)) и рассчитан материальный баланс скруббера Вентури.
- Для поддержания необходимой эффективности очистки при залповых выбросах было рассчитано реагентное хозяйство, состоящее из склада коагулянта, двух растворных баков, двух расходных баков, двух воздуходувок и двух насосов для подачи, включая резервные.
- Увеличение количества сырья, подлежащего переработке, при помощи использования материала «ГУМИКОМ». Использование данного материала позволяет снизить класс опасности отхода с 3 на 4 или 5 в зависимости от состава отхода бурения, что было доказано в ходе проведения лабораторного анализа отхода бурения. Рассмотрен состав препарата и его принцип действия.
Результаты бакалаврской работы были представлены на студенческой научно-практической междисциплинарной конференции «Молодёжь. Наука. Общество».
