СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
MIXTURE FOR OBTAINING CONSTRUCTION MATERIAL

Заявляемое изобретение «Смесь для получения строительного материала» относится к строительным материалам, изготовленным из промышленных отходов и используемых при строительстве оснований дорог внутри промысловых площадок, дорог, обваловки оснований площадок скважин, а также оснований для полигонов отходов и т.д.
3
Известна смесь для получения строительного материала (см. патент РФ на изобретение №2399440, МПК B09B 3/00, опубл. 20.09.2010), включающая буровой шлам, минеральную добавку, ускоритель, осушитель и отвердитель, причем в качестве минеральной добавки она содержит суглинок, песок, песчаноглинистую фракцию, в качестве ускорителя - хлористый кальций и/или натрий, в качестве осушителя - по крайней мере, один из: торф, минеральная вата, шлаковата, волокна целлюлозы, силикагель, пеноизол, в качестве отвердителя - цемент и/или битум, и дополнительно - карбоксиметилцеллюлозу - КМЦ и/или поливинилацетат - ПВА и отработанный технологический раствор плотностью 1,08-1,86 т/м и сточные буровые воды, образующиеся в результате производства буровых работ
Недостаток известного решения - высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен большими количествами привозного материала.
3
3
Известен также строительный материал «Буролит» (см. патент РФ на изобретение №2303011, МПК C04B 28/04, опубликован 2007.07.20), включающий буровой шлам плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм, цемент в количестве 10-20% от объема бурового шлама и карбамидо-формальдегидный пенопласт плотностью 10-30 кг/м в количестве 10-25% от объема бурового шлама и дополнительно минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 до 3,1 мм, выбранный из группы, содержащей песок и дробленый гранит, в количестве 10-20% от объема бурового шлама, кроме того он дополнительно содержит кальций хлористый в количестве 2,0% от массы бурового шлама, имеющего в составе нефтепродукты, воду, глинистые сланцы, высокопластичные глины, песок, алевролиты, барит, карбонаты, сайпан, карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота, сайдрил, трибос, графит, глинопорошок, тяжелые металлы, механические примеси.
Недостатком известного строительного материала является высокая себестоимость, низкая морозоустойчивость и прочность, особенно в районах затопления, поскольку этот строительный материал размывается водой и мигрирует в окружающую среду.
Данный недостаток обусловлен низкими эксплуатационными возможностями и одновременно большими количествами привозных материалов таких, как цемент, карбамидо-формальдегидный пенопласт, хлористый кальций и минеральный наполнитель, содержащей дробленый гранит, с размером частиц от 2,7 до 3,1 мм.
3
Из известных наиболее близким к заявляемому является принятый за прототип композиционный строительный материал на основе бурового отхода, карбамидо-формальдегидного пенопласта в виде крошки или предварительно приготовленной вспененной и отвержденной формальдегидной смолы в количестве от 10 до 25% от объема бурового отхода, минеральный наполнитель с размером частиц от 2,7 до 3,1 мм в количестве от 10 до 20% от объема бурового отхода, выбранный из группы, содержащий песок и/или дробленный гранит, ускоритель в количестве от 2,0 до 5,0% от объема бурового отхода в виде кальцийсодержащей добавки, в качестве которой используют хлористый кальций и/или негашеную известь, и/или натрийсодержащей добавки, в качестве которой используют поваренную соль и/или кальцинированную соду, отвердитель в количестве от 1,0 до 30,0% от объема бурового отхода в качестве которого используют обожженный буровой отход и/или гипс и алебастр и/или цемент и алебастр и/или цемент и гипс, причем дополнительно вводится осушитель в количестве от 1 до 30% от объема бурового отхода, качестве которого используют торф, формирователь структуры, в качестве которого используется двойной суперфосфат и карбамидная смола из расчета объемного соотношения 1:1 в количестве от 5,0 до 6,0% от объема бурового отхода, и/или дополнительно используют бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в виде консорциума микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA в количестве от 0,1 до 3% от объема бурового отхода, причем в качестве буровых отходов используют буровые отходы с плотностью от 1,3 до 1,8 кг/дм (см. патент РФ №2408626, МПК C08L 61/00, опубл. 10.02.2010).
Недостатком известного строительного материала является высокая себестоимость, низкие эксплуатационные возможности и морозоустойчивость.
Данный недостаток обусловлен большими количествами привозных материалов, таких как цемент, карбамидоформальдегидный пенопласт, хлористый кальций и минеральный наполнитель, содержащей дробленый гранит с размером частиц от 2,7 до 3,1 мм, а также дорогостоящий бактериологический препарат, состоящий из углеводородокисляющих бактерий, в виде консорциума микроорганизмов ARTHROBACTER OXYDANS и PSEUDOMONAS PUTIDA.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении себестоимости при одновременном повышении защиты отвердителя, в качестве которого используется цемент и обожженный буровой отход, и/или гипс, согласно изобретения она дополнительно включает сорбент, в количестве до 25,0% от объема бурового отхода, в качестве которого используется пеноизол и/или нетросорболит и/или сорболит и/или золы, в качестве минерального наполнителя используется, проппант термообезвреженный в количестве до 50,0% от объема бурового отхода, и/или песок и/или природные несвязные грунты в количестве до 65,0% от объема бурового отхода, а в качестве отвердителя используют - по крайней мере, один из: обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве до 20% от объема бурового отхода и/или цемент в количестве от 5% до 20% от объема бурового отхода и/или, кальций содержащую добавку в количестве до 20% от объема бурового отхода, и/или стекло натриевое жидкое в количестве до 15,0% от объема бурового отхода и/или гипс в количестве до 30% от объема бурового отхода, причем в качестве формирователя структуры, используют смесь карбамидной смолы и соды кальцинированной в равных весовых частях, в количестве до 6% от объема бурового отхода, кроме того, смесь содержит осушитель, в качестве которого используется торф в количестве до 35% от объема бурового отхода, а в качестве кальцийсодержащей добавки используется негашеная известь в количестве до 25% от объема бурового отхода.
Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа включение в состав смеси сорбентов, в количестве до 25,0%, таких как сорбит, нетросорболит, золы по ГОСТ 2581891, а также пеноизол, по ТУ 2254-001-44581572-98, которые позволяют сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивают лучшее загущение смеси, при этом следует учесть, что золы также применяются для связывания избытка воды и как отвердитель - для замены части цемента, что снижает себестоимость заявленной смеси. Применение минерального наполнителя в виде песка и/или природных несвязных грунтов в количестве до 65,0% от объема бурового отхода и проппанта термообезвреженного до 50,0%, от объема бурового отхода, который после использования термообезвреживают, и который, не только перестает быть отходом после гидроразрыва пласта, но и заменяет часть песка, повышает качество полученной смеси, а использование, частично, в качестве минерального наполнителя местных дешевых составляющих компонентов, таких как песок и/или природные несвязные грунты в составе смеси для получения строительного материала, в том числе вместе с проппантом, исключает дорогостоящие транспортные расходы на доставку этих составляющих компонентов к месту получения смеси для производства строительного материала, что значительно снижает себестоимость получаемой смеси и полученного из нее строительного материала, одновременно расширяет сырьевую базу природного минерального сырья при утилизации отходов от бурения, и экономит, одновременно, дорогостоящие природные ресурсы, привозимые, в большом количестве издалека, например такие, как гранитная крошка в объекте-прототипе. Применение в качестве отвердителя обожженного бурового отхода в виде шлама термообработанного в количестве до 20% от объема бурового отхода исключает засорение окружающей среды отходами, содержащими нефтепродукты, поскольку устраняется текучесть исходного материала, а буровой шлам после термообработки превращается в инертный композиционный материал, связывающий в своей структуре загрязняющие вещества, исключающий их миграцию в окружающую природную среду, а это, повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку на территориях промысловых регионов. Применение в составе отвердителя также цемента в количестве от 5% до 20% от объема бурового отхода и/или, стекла натриевого жидкого в количестве до 15,0% от объема бурового отхода, и/или гипса алебастра) в количестве до 30% от объема бурового отхода и/или кальций содержащей добавки, в качестве которой используется молотая негашеная известь в количестве до 25,0% от объема бурового отхода, связывают в своей структуре загрязняющие вещества, исключая их миграцию в окружающую природную среду, что также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку на территориях промысловых регионов, причем, при применении гипса-алебастра и извести, которые применяются также для сорбции токсикантов и связывания избытка воды, выделяется большое количество тепла, т.е. значительно повышается морозоустойчивость заявляемой смеси до (минус 50°C). Применяемая в качестве формирователя структуры смесь карбамидной смолы и соды кальцинированной в равных весовых частях в количестве до 6% от объема бурового отхода, являясь хорошим вяжущим, не только формирует структуру заявляемой смеси, но также, в свою очередь, способствует повышению морозоустойчивости полученной смеси. Входящий в состав заявляемой смеси осушитель, в качестве которого используется сорбирующий влагу и значительно снижающий расход цемента торф в количестве до 35% от объема бурового отхода, также дает дополнительный технический результат, а именно возможность рекультивации нефтезагрязненных земель или земель занятых шламовыми амбарами, это обеспечивается за счет того, что торф, имея кислотную характеристику, нейтрализует щелочную среду буровых отходов, а содержащаяся в торфе микрофлора способствует разложению углеводородов нефти и связывает в малоподвижные соединения тяжелые металлы. Снижение себестоимости смеси за счет торфа обеспечивается также потому, что торф в нефтегазоносных регионах Сибири является местным, а не привозным материалом, в связи с обилием торфяных болот. Обезвреживание отходов бурения скважин, относящихся к III-IV классу опасности, с получением экологически безопасного материала, относящегося к IV или V классу в соответствии с Приказом МПР России №511 от 15.07.2001 г. производится за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Заявленная смесь по ГОСТ 25100 относится к техногенным грунтам (естественные грунты, измененные или перемещенные в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), и является разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другим неорганическим вяжущим и водой). В совокупности признаков смесь для получения строительного материала с использованием отраженных в формуле изобретения компонентов в процентном составе от бурового отхода позволяет предопределить не только получение продукта, но и достичь технический результат, т.е. повысить морозоустойчивость полученного продукта, а также повысить защиту окружающей среды, экономить природные ресурсы, снижать себестоимость полученного из заявляемой смеси строительного материала, связывающего в своей структуре загрязняющие окружающую среду вещества, исключающего их миграцию в окружающую природную среду. Возможность получения дешевого строительного материала, сбалансированного по составу, содержащего минеральные компоненты, позволяют применять его при строительстве оснований дорог и технологических внутрипромысловых площадок, обваловок, а также для засыпки ям, карьеров, шламовых амбаров, укрепления откосов дорог т.д., поскольку получение и хранение такого строительного материала не требует технологических трудностей, а лишь исключает возможность загрязнения окружающей среды, т.е. все это в целом одновременно утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать полученную смесь для строительного материала, на различные расстояния, в том числе внутри промыслового региона.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения «Смесь для получения строительного материала». По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения «Смесь для получения строительного материала» критерию "новизна". Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение «Смесь для получения строительного материала» соответствует критерию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения «Смесь для получения строительного материала» критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного строительного материала. Результаты поиска показали, что предлагаемое изобретение «Смесь для получения строительного материала» не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение «Смесь для получения строительного материала» соответствует критерию "изобретательский уровень".
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения «Смесь для получения строительного материала» следующей совокупности условий. Заявленное изобретение «Смесь для получения строительного материала» предназначено для использования при строительстве внутрипромысловых площадок, дорог, обваловки оснований площадок скважин, а также оснований для полигонов отходов и т.д. Для заявленного состава смеси для получения строительного материала, в том виде, как она охарактеризована в формуле изобретения, подтверждена возможность осуществления изобретения с помощью описанных в заявке примеров. Заявленная смесь для получения строительного материала способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно, снижения себестоимости при одновременном повышении защиты окружающей среды, экономии природных ресурсов, а также получения морозостойкого недорогого инертного строительного материала, связывающего в своей структуре загрязняющие вещества, исключающего их миграцию в окружающую природную среду, содержащего минеральные добавки (песок, природные несвязные грунты), которые удобно применять для использования при строительстве внутрипромысловых площадок, дорог, обваловки оснований площадок скважин, а также оснований для полигонов, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в технологически нетрудном производстве смеси для получения строительного материала, сбалансированной по составу, содержащей минеральные компоненты, которые удобно применять для строительства внутрипромысловых площадок, дорог, обваловки оснований площадок скважин, а также оснований для полигонов отходов и т.д. получение и хранение таких смесей не вызывает технологических трудностей.
Сущность заявляемого изобретения «Смесь для получения строительного материала» поясняется примерами конкретного выполнения.
3
3
ПРИМЕР 1. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся при бурении скважин на нефть и газ, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Смесь для получения строительного материала готовится на основе отходов бурения скважин, которые включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,56 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,6 мас.%, глинистые сланцы - около 15,14 мас.% высокопластичные глины - около 29,65 мас.%, песок - около 12,8 мас.%, алевролиты -около 6,5 мас.%, барит - около 0,8 мас.%, карбанаты - около 0,55 мас.%, сайпан - около 0,1 мас.%(торговое название вещества), графит - около 0,2 мас.%, КМЦ - около 0,05 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,024 мас.%, сайдрил - около 0,1 мас.%(торговое название вещества), трибос - около 0,07 мас.%(торговое название вещества), глинопорошок - около 1,25 мас.%, тяжелые металлы - около 4,7 мас.%, механические примеси - около 1,5 мас.%, вода - остальное (около 20,165 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,43 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок и природные несвязные грунты, соответственно, в количестве 30% и 25,0% от объема бурового отхода и проппант термообезвреженный, в количестве 35,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5% от объема бурового отхода, которая может использоваться также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 30% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24,5% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси, а также нетросорболит, сорболит и золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями. В качестве отвердителя засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 10% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре до - 30°C (ГОСТ 30515-97), и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 5% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 12,0% от объема бурового отхода, стекло натриевое жидкое в количестве 8,0% от объема бурового отхода и строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 15% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Золы
ГОСТ 25818-91
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Сорболит
ТУ 5745-004-02069361
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Нетросорболит
ТУ 5745-015-76836095-2010
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Следует заметить, смесь карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5% от объема бурового отхода может дополнительно использоваться также в качестве отвердителя, при ее использовании наибольшая прочность отвержденного материала отмечена уже на 21 сутки. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 2. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,65 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,8 мас.%, глинистые сланцы - около 16,54 мас.% высокопластичные глины - около 32,65 мас.%, песок - около 17,8 мас.%, алевролиты - около 6,1 мас.%, барит - около 0,5 мас.%, карбанаты - около 0,6 мас.%, сайпан - около 0,125 мас.%(торговое название вещества), КМЦ - около 0,04 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,05 мас.%, сайдрил - около 0,22 мас.% (торговое название вещества), трибос - около 0,08 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,31 мас.%, глинопорошок - около 1,85 мас.%, тяжелые металлы - около 6,0 мас.%, механические примеси - около 2,0 мас.%, вода - остальное (около 21,865 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,45 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя резервуар, в который также засыпались и перемешиваемые ковшом экскаватора «Hitachi», за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, предусмотренные компоненты, как то: минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, природные несвязные грунты в количестве 58,0% от объема бурового отхода и проппант термообезвреженный, в количестве 42,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5,0% от объема бурового отхода, который одновременно использовался также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 34,0% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В резервуар также засыпался сорбент в количестве 12,0% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями, выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси, а также нетросорболит и в количестве 12,0% от объема бурового отхода. В качестве отвердителя в естественный резервуар для получения гомогенной, быстро густеющей массы засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 18,5% от объема бурового отхода, цемент марки М400 Д20, который позволяет использовать его в интервале температур от - 30°C (ГОСТ 25328-82) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 8,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 18,0% от объема бурового отхода и строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 12,0% от объема бурового отхода. В течение 20 минут смесь перемешивалась в естественном резервуаре с помощью экскаватора «Hitachi» за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, при этом тщательно размалывались сгустки бурового шлама и сгустки цемента. Таким образом, получался однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная прочность смеси достигается в возрасте 21 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и одновременно утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Золы
ГОСТ 25818-91
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Нетросорболит
ТУ 5745-015-76836095-2010
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 3. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы, образующиеся от бурения скважин, включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,43 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,4 мас.%, глинистые сланцы - около 15,34 мас.% высокопластичные глины - около 31,15 мас.%, песок - около 13,3 мас.%, алевролиты - около 6,5 мас.%, барит - около 0,85 мас.%, карбанаты - около 0,5 мас.%, сайпан - коло 0,13 мас.%(торговое название вещества), сайдрил - около 0,07 мас.%(торговое название вещества), КМЦ - около 0,05 мас.%-карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,024 мас.%, трибос - около 0,07 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,12 мас.%, глинопорошок - около 1,25 мас.%, тяжелые металлы - около 2,23 мас.%, механические примеси - около 0,51 мас.%, вода - остальное (около 21,15 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы, образованные в результате производства буровых работ, плотностью 1,36 кг/дм утилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок в количестве 60,0% от объема бурового отхода, а также проппант термообезвреженный, в количестве 25,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 4.92% от объема бурового отхода, которая использовалась также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 30,0% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24,0% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях сорболит, нетросорболит и выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси. В качестве отвердителя в смеситель засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 12,0% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре от - 30°C (ГОСТ 22266-94) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 10% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 15,0% от объема бурового отхода, стекло натриевое жидкое в количестве 8,50% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечиваеют, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Сорболит
ТУ 5745-004-02069361
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Нетросорболит
ТУ 5745-015-76836095-2010
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 4. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,75 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,5 мас.%, глинистые сланцы - около 18,5 мас.% высокопластичные глины - около 32,19 мас.%, песок - около 17,3 мас.%, алевролиты - около 5,65 мас.%, барит - около 0,6 мас.%, карбанаты - около 0,71 мас.%, сайпан - около 0,118 мас.% (торговое название вещества), сайдрил - около 0,14 мас.% (торговое название вещества), КМЦ - около 0,021 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,021 мас.%, трибос - около 0,085 мас.%(торговое название вещества), графит - около 0,25 мас.%, глинопорошок - около 1,76 мас.%, тяжелые металлы - около 6,3 мас.%, механические примеси - около 4,1 мас.%, вода - остальное (около 19,61 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,35 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя резервуар, в который также засыпались и перемешиваемые ковшом экскаватора «Hitachi», за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, предусмотренные компоненты, как то: минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок и природные несвязные грунты, соответственно, в равных весовых частях, в количестве 63% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5,0% от объема бурового отхода, одновременно использовался также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 33,0% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В резервуар также засыпался сорбент в количестве 24,0% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, сорболит и выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси, а также золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями. В качестве отвердителя в естественный резервуар для получения гомогенной, быстро густеющей массы засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 18,0% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его в интервале температур от - 30°C (ГОСТ 30515-97, ГОСТ 22266-94, ГОСТ 25328-82) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 5,5% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 16,0% от объема бурового отхода, стекло натриевое жидкое в количестве 14% от объема бурового отхода, и строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 15% от объема бурового отхода. В течение 20 минут смесь перемешивалась в естественном резервуаре с помощью экскаватора «Hitachi» за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, при этом тщательно размалывались сгустки бурового шлама и сгустки цемента. Таким образом, получался однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивает, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная прочность смеси в данном примере достигалась в уже возрасте 21 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Золы
ГОСТ 25818-91
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Сорболит
ТУ 5745-004-02069361
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 5. Смесь для получения строительного материала в теплое время года готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы, образующиеся от бурения скважин, включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,8 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,45 мас.%, глинистые сланцы - около 16,5 мас.% высокопластичные глины - около 35,00 мас.%, песок - около 15,84 мас.%, алевролиты -около 4,45 мас.%, барит - около 0,56 мас.%, карбанаты - около 0,9 мас.%, сайпан - около 0,11 мас.%(торговое название вещества), сайдрил - около 0,695 мас.%(торговое название вещества), графит - около 0,15 мас.%, КМЦ - около 0,09 мас.%-карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,015 мас.%, трибос - около 0,06 мас.% (торговое название вещества), глинопорошок - около 1,15 мас.%, тяжелые металлы - около 3,29 мас.%, механические примеси - около 0,49 мас.%, вода - остальное (около 14,1 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы, образованные в результате производства буровых работ, плотностью 1,75 г/дмутилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местный строительный материал, в частности, песок в количестве 64,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5,5% от объема бурового отхода, которая может использоваться также в качестве отвердителя. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, нетросорболит, выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси, а также золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями. В качестве отвердителя в смеситель засыпали обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 19,5% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре от - 30°C (ГОСТ 22266-94) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 15% от объема бурового отхода, а также стекло натриевое жидкое в количестве 10,00% от объема бурового отхода и гипс в количестве 18,00% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал также является морозоустойчивым прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178, ГОСТ 25100
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Золы
ГОСТ 25818-91
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Нетросорболит
ТУ 5745-015-76836095-2010
3
3
ПРИМЕР 6. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся при бурении скважин на нефть и газ, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Смесь для получения строительного материала готовится на основе отходов бурения скважин, которые включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,65 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,6 мас.%, глинистые сланцы - около 15,14 мас.% высокопластичные глины - около 29,65 мас.%, песок - около 14,0 мас.%, алевролиты - около 6,5 мас.%, барит - около 0,8 мас.%, карбанаты - около 0,6 мас.%, сайпан - около 0,1 мас.% (торговое название вещества), КМЦ - около 0.05 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,024 мас.%, сайдрил - около 0,1 мас.% (торговое название вещества), трибос - около 0,07 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,2 мас.%, глинопорошок - около 1,4 мас.%, тяжелые металлы - около 5,5 мас.%, механические примеси - около 1,35 мас.%, вода - остальное (около 17,265 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, используемых в качестве обожженного бурового отхода, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,65 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись строительные материалы, в частности, проппант термообезвреженный, в количестве 49,5% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5,0% от объема бурового отхода, которая может использоваться также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 20,0% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24,5% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, сорболит, а также золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями. В качестве отвердителя засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 19,5% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре до - 30°C (ГОСТ 30515-97), и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 12.0% от объема бурового отхода и кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 10,0% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением проппанта термообезвреженного, представляющего собой крупнозернистый песок с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Вода
ГОСТ 23732
Золы
ГОСТ 25818-91
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Сорболит
ТУ 5745-004-02069361
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Следует заметить, смесь карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5% от объема бурового отхода может использоваться также в качестве отвердителя, при этом наибольшая прочность отвержденного материала отмечена уже на 21 сутки. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 7. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,8 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 2,5 мас.%, глинистые сланцы - около 18,94 мас.% высокопластичные глины - около 35,0 мас.%, песок - около 18,8 мас.%, алевролиты - около 5,1 мас.%, барит - около 0,4 мас.%, карбанаты - около 0,55 мас.%, сайпан - около 0,129 мас.%(торговое название вещества), КМЦ - около 0,031 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,046 мас.%, сайдрил - около 0,224 мас.%(торговое название вещества), трибос - около 0,069 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,321 мас.%, глинопорошок - около 2,6 мас.%, тяжелые металлы - около 5,7 мас.%, механические примеси - около 1,65,0 мас.%, вода - остальное (около 15,925 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, в данном случае используемого в качестве обожженного бурового отхода, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,8 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя резервуар, в который также засыпались и перемешиваемые ковшом экскаватора «Hitachi», за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, предусмотренные компоненты, как то: минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, природные несвязные грунты в количестве 64,5% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 4,8% от объема бурового отхода, который может одновременно использоваться также в качестве отвердителя, а также в резервуар засыпался сорбент в количестве 24,5% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси. В качестве отвердителя в естественный резервуар для получения гомогенной, быстро густеющей массы засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 19,5% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре от - 30°C (ГОСТ 22266-94) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 15% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 12,0% от объема бурового отхода, стекло натриевое жидкое в количестве 10,0% от объема бурового отхода, и строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 15% от объема бурового отхода. В течение 20 минут смесь перемешивалась в естественном резервуаре с помощью экскаватора «Hitachi» за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, при этом тщательно размалывались сгустки бурового шлама и сгустки гипса (алебастра). Таким образом, получался однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивает, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением несвязных грунтов, цементом или другими неорганическими вяжущими и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная прочность смеси достигается в уже возрасте 21 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 8. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы, образующиеся от бурения скважин, включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,73 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,5 мас.%, глинистые сланцы - около 15,0 мас.% высокопластичные глины - около 34,5 мас.%, песок - около 14,1 мас.%, алевролиты - около 5,7 мас.%, барит - около 0,72 мас.%, карбанаты - около 0,5 мас.%, сайпан - коло 0,11 мас.%(торговое название вещества), сайдрил - около 0,07 мас.% (торговое название вещества), КМЦ - около 0,05 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,024 мас.%, трибос - около 0,06 мас.%(торговое название вещества), графит - около 0,14 мас.%, глинопорошок - около 1,38 мас.%, тяжелые металлы - около 3,24 мас.%, механические примеси -около 0,61 мас.%, вода - остальное (около 18,64 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы, образованные в результате производства буровых работ, плотностью 1,68 кг/дм утилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок в количестве 34,5% от объема бурового отхода, природные несвязные грунты в количестве 25,0% от объема бурового отхода, и проппант термообезвреженный, в количестве 40,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 4.7% от объема бурового отхода, которая может использоваться также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 18% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24,0% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях сорболит, выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси. В качестве отвердителя в смеситель засыпались цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре от - 30°C (ГОСТ 22266-94) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 15,0% от объема бурового отхода, кальцийсодержащая добавка, в качестве которой использовали одновременно повышающую морозостойкость смеси до (-50°C) молотую негашеную известь, в количестве 20,0% от объема бурового отхода, стекло натриевое жидкое в количестве 12,0% от объема бурового отхода, строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 8% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Известь молотая негашеная
ГОСТ 9179-97
Стекло натриевое жидкое
ГОСТ 13078-81
Сорболит
ТУ 5745-004-02069361
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 9. Смесь для получения строительного материала готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,71 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,5 мас.%, глинистые сланцы - около 16,5 мас.% высокопластичные глины - около 33,18 мас.%, песок - около 19,8 мас.%, алевролиты - около 5,15 мас.%, барит - около 0,55 мас.%, карбанаты - около 0,81 мас.%, сайпан - около 0,108 мас.% (торговое название вещества), сайдрил - около 0,12 мас.% (торговое название вещества), КМЦ - около 0,021 мас.% - карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,021 мас.%, трибос - около 0,085 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,25 мас.%, глинопорошок - около 1,96 мас.%, тяжелые металлы - около 6,8 мас.%, механические примеси - около 4,6 мас.%, вода - остальное (около 17,67 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы плотностью 1,61 кг/дм, образованные в результате производства буровых работ, утилизировались в определенном объеме, заполняя резервуар, в который также засыпались и перемешиваемые ковшом экскаватора «Hitachi», за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, предусмотренные компоненты, как то: минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок и природные несвязные грунты, соответственно, в равных весовых частях, в количестве 43% от объема бурового отхода, а также проппант термообезвреженный, в количестве 40,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 4,0% от объема бурового отхода, который также одновременно использовался в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 33,0% от объема бурового отхода, способствующего, одновременно, рекультивации грунта и снижающего количество применяемого цемента. В резервуар также засыпался сорбент в количестве 24,0% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, нетросорболит, а также золы по ГОСТ 25818-91 с присутствующими в них шлаковыми смесями. В качестве отвердителя в естественный резервуар для получения гомогенной, быстро густеющей массы засыпались обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 18% от объема бурового отхода и строительный гипс (алебастр) ГОСТ 125-79 в количестве 10% от объема бурового отхода. В течение 20 минут смесь перемешивалась в естественном резервуаре с помощью экскаватора «Hitachi» за счет движения ковша экскаватора в продольном и поперечном направлениях, при этом тщательно размалывались сгустки бурового шлама и сгустки цемента. Таким образом, получался однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивает, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением грунта, песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал является морозоустойчивым, прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная прочность смеси достигается в уже возрасте 21 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Золы
ГОСТ 25818-91
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Нетросорболит
ТУ 5745-015-7636095-2010
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
3
3
ПРИМЕР 10. Смесь для получения строительного материала в теплое время года готовится на основе буровых отходов, образующихся от бурения скважин, песка, цементных вяжущих, сорбентов и химических добавок с предложенным составом компонентов. Буровые отходы, образующиеся от бурения скважин, включают в себя буровые шламы, буровые сточные воды, буровые растворы и нефтепродукты. Следует заметить, что в процессе строительства нефтяных скважин образуются буровые отходы с различной плотностью (от 1,3 кг/дм до 1,8 кг/дм), содержащие выбуренную породу, буровые сточные воды и буровой раствор, включающий в себя химические реагенты, загрязняющие окружающую среду, такие буровые отходы могут иметь следующий состав, масс.%:
Нефтепродукты
0,1-10,0
Вода
20,0-30,0
Глинистые сланцы
10,0-13,0
Высокопластичные
глины до 25,0
Песок
10,0-15,0
Алевролиты
5,0-6,0
и др.
остальное
3
3
Буровые шламы, в большинстве случаев, также содержат нефть и нефтепродукты, которые после переработки известными способами мигрируют в окружающую среду, загрязняя почву. Буровой шлам представляет собой вязкопластичную массу, насыщенную водой, содержащую в основном выбуренную породу и химические реагенты бурового раствора. Состав бурового шлама зависит от нефтяного месторождения, в данном примере использовался буровой шлам плотностью 1,56 кг/дм, следующего состава: нефтепродукты - около 1,25 мас.%, глинистые сланцы - около 12,5 мас.% высокопластичные глины - около 33,5 мас.%, песок - около 14,00 мас.%, алевролиты - около 4,25 мас.%, барит - около 0,54 мас.%, карбанаты - около 0,86 мас.%, сайпан - около 0,1 мас.% (торговое название вещества), сайдрил - около 0,684 мас.% (торговое название вещества), графит - около 0,18 мас.%, КМЦ - около 0,09 мас.%-карбоксиметилцеллюлоза, нитрилотриметилфосфоновая кислота - около 0,015 мас.%, трибос - около 0,06 мас.% (торговое название вещества), глинопорошок - около 1,13 мас.%, тяжелые металлы - около 3,3 мас.%, механические примеси - около 0,44 мас.%, вода - остальное (около 20,961 мас.%). В процессе термической обработки (обжига) бурового шлама, используемого в качестве обожженного бурового отхода, нейтрализовались вредные составляющие буровых шламов, в том числе нефть и нефтепродукты. Процесс обжига бурового отхода проходит намного дольше, чем процесс термической обработки (обжига) бурового шлама, поэтому в качестве обожженного бурового отхода используется термически обработанный буровой шлам, причем полученный термообработанный (обожженный) буровой шлам, используемый в качестве обожженного бурового отхода, приобретает свойства нейтрального материала и используется как отвердитель. Для получения заявленной смеси буровые отходы, образованные в результате производства буровых работ, плотностью 1,46 г/дмутилизировались в определенном объеме, заполняя смеситель, в который также засыпался минеральный наполнитель, в качестве которого применялись местные строительные материалы, в частности, песок и природные несвязные грунты, соответственно, в равных весовых частях, в количестве 53,0% от объема бурового отхода, а также проппант термообезвреженный, в количестве 49,0% от объема бурового отхода, одновременно добавлялся формирователь структуры с использованием смеси карбамидной смолы, выпускаемой промышленностью по ГОСТ 14231-78, и соды кальцинированной в равных весовых частях 1:1 в количестве 5,3% от объема бурового отхода, который может использоваться также в качестве отвердителя, а также осушитель, в качестве которого использовали торф из местных торфяников в количестве 34,0% от объема бурового отхода. В смеситель также засыпался сорбент в количестве 24,5% от объема бурового отхода, в качестве которого использовали, в равных весовых частях, нетросорболит и выпускаемый промышленностью состав под названием «Пеноизол» по ТУ 2254-001-44581572-98, который позволяет сорбировать влагу и загрязнители, в частности нефтепродукты, и обеспечивает лучшее загущение смеси. В качестве отвердителя в смеситель засыпали обожженный буровой отход в виде шлама термообработанного в количестве 18,0% от объема бурового отхода, цемент марки М 400 Д20, который позволяет использовать его при температуре от - 30°C (ГОСТ 22266-94) и приводит к загущению смеси, связыванию компонентов буровых отходов, причем цемент добавлялся в количестве 7,9% от объема бурового отхода, а также гипс в количестве 18,00% от объема бурового отхода. В течение 10 минут смесь перемешивалась в смесителе до получения однородной массы, однородность определяли визуально. Таким образом, получали однородный по цвету и составу, рыхлый, морозоустойчивый, негорючий материал из отходов бурения с минеральными добавками, которые при смешении в заявленных пропорциях твердой фазы с упомянутыми выше компонентами при выбранной последовательности и режиме утилизации обеспечивают, в совокупности признаков, формирование прочностной структуры с получением, в дальнейшем, инертного строительного материала, обладающего повышенным качеством и прочностью и исключающего миграцию отходов в окружающую природную среду, соответствующего стандартам строительного материала, который может быть использован при дорожном строительстве и обустройстве кустовых площадок. Твердение смеси происходит в процессе ее приготовления по месту производства работ. Полученная смесь относится к техногенным грунтам (естественным грунтам, измененным или перемещенным в результате хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования), которые являются разновидностью обработанных материалов в соответствии с ГОСТ 23558 (искусственный материал, получаемый смешением песка с цементом или другими неорганическими вяжущимися и водой). Полученный из смеси строительный материал также является морозоустойчивым прочным и негорючим и обезвреживает отходы бурения скважин за счет связывания и нейтрализации токсикантов в структуре консолидированного материала и устранении их миграционной активности. Максимальная проектная прочность смеси достигается в проектном возрасте 28 суток. Получение и хранение заявленной смеси для получения строительного материала не вызывает технологических трудностей и, одновременно, утилизирует отходы от бурения скважин, а также повышает защиту окружающей среды, улучшает экологическую обстановку и дает возможность транспортировать этот строительный материал на различные расстояния внутри промыслового региона. Материалы, применяемые для изготовления заявляемой смеси, соответствуют требованиям распространяющихся на них действующих нормативных документов и обеспечивают получение в смеси заданных технических и экологических характеристик.
Перечень применяемых материалов приведен в таблице
Наименование материала
Нормативный документ
Буровой шлам
Паспорт отхода
Портландцемент марки не ниже 400
ГОСТ 10178
Песок: силикатный, кварцевый, керамический, а также природного и искусственного происхождения
ГОСТ 25100
Проппант термообезвреженный
ГОСТ 25137
Торф
ТУ 0,391-0,19-310940641
Пеноизол (сорбент)
ТУ 5768-001-18043501
Вода
ГОСТ 23732
Местные природные несвязанные грунты
Результаты лаб. испытаний, ТУ
Термообработанный буровой шлам
ГОСТ 9757-90
Смола карбамидная
ГОСТ 14231-78
Сода кальцинированная
ГОСТ 5100-85
Гипс строительный (алебастр)
ГОСТ 125-79
Нетросорболит
ТУ 5745-015-7636095-2010
Работы по производству смеси осуществляются при температуре не ниже минус 50°C. При проведении работ в зимнее время раствор не требует дополнительно нагрева. Произведенная продукция применяется в дорожном строительстве в районах резко континентального климата. Процентное соотношение компонентов состава смеси для получения строительного материала может меняться, в зависимости от влажности бурового шлама, входящего в состав буровых отходов и от географического местонахождения объектов разработки.
Применение предложенной смеси дает возможность снизить себестоимости строительного материала при одновременном повышении защиты окружающей среды, повышении морозоустойчивости, экономии природных ресурсов, т.е. позволяет обеспечить получение недорогого инертного строительного материала, связывающего в своей структуре загрязняющие вещества, исключающего их миграцию в окружающую природную среду.