СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКОВ Российский патент 2001 года по МПК E02D3/12 C09K17/40 

Изобретение относится к вяжущим средствам для закрепления песков и может быть использовано для их закрепления при строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов и продуктопроводов, железных и автомобильных дорог, откосов каналов, оснований опор линий электропередач и связи.

Известны способы закрепления песков авторов Осацкого Л.Г., Сапожникова А. И. и др. (см. авторское свидетельство СССР N 1616944 и авторское свидетельство СССР N 1671773, а также авторские свидетельства N 1641852, N 1799266 МПК C 09 К 17/00, E 02 D 3/12).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится способ закрепления песков с помощью глинистого отработанного бурового раствора (ОБР) на водной основе (см. авторское свидетельство на изобретение СССР N 1625887 МПК C 09 К 17/00, E 02 D 3/12).

Недостатком известного способа закрепления песков является меньшая глубина проникновения в песок вяжущего и растворение затвердевшего покрытия в воде в период выпадения осадков (дождя), в результате чего происходит потеря прочности покрытия и водная эрозия песка.

Задача изобретения - повышение глубины проникновения вяжущего в песок и устройство водонепроницаемого покрытия за счет дополнительного нанесения на затвердевшую поверхность из ОБР слоя из смеси нефтяных отходов.

Поставленная задача решается за счет растворения глинистого отработанного бурового раствора водой в соотношении 1:3, нанесения его на поверхность песка, в объеме 15-20 л/м² и после высыхания при температуре не ниже 20^oC, последующего опрыскивания поверхности затвердевшего покрытия смесью нефтяных отходов в объеме 0,5-0,6 л/м².

В качестве вяжущего предложено применение двух компонентов - глинистого отработанного бурового раствора на водной основе, который образуется как отход из бурового раствора, и смеси нефтяных отходов.

Глинистый буровой раствор на водной основе готовится путем диспергирования различных твердых и жидких веществ в воде.

Он предназначен для очистки забоя скважины от выбуренной породы и выноса ее на поверхность. Основными компонентами буровых растворов являются вода и глина. Для улучшения требуемых исходных свойств буровых растворов к ним добавляются фосфаты, гипс, жидкое стекло, гумат натрия, гидрализованный полиакриламид, карбоксиметилцеллюлозу, агароид (химический реагент из морских водорослей), щелочные реагенты (крахмальный водный раствор, сульфитно-спиртовая барда, полифенол лесохимический) и другие добавки.

После использования бурового раствора для очистки забоя скважин от выбуренной породы образуется глинистый отработанный буровой раствор, который содержит в своем составе помимо указанных выше компонентов еще выбуренную породу, который и рекомендуется использовать в качестве одного из компонентов вяжущего.

Глинистый отработанный буровой раствор является крупнотоннажным отходом, который образуется при бурении скважин на Астраханском газоперерабатывающем комплексе в количестве более 2 тысяч тонн в год.

Вторым компонентом вяжущего для закрепления песков является смесь нефтяных отходов (СНО) по ГОСТ 21046-86, получающаяся при зачистке танкеров, перевозящих нефть.

Физико-химические свойства смеси нефтяных отходов представлены в табл.1.

Такие технологические операции, как растворение глинистого отработанного раствора в воде в соотношении 1:3 благодаря чему достигается наиболее эффективное проникновение раствора в песок (табл.2). Нанесение разбавленного в воде глинистого ОБР в дозе 15-20 л/м² позволяет пропитать слой песка и образовать через 4 суток высыхания покрытие толщиной до 80 мм, и последующего опрыскивания поверхности покрытия тонким слоем смеси нефтяных отходов в дозе 0,5-0,6 л/м², которые предварительно обезвоживают и нагреваются до 110^oC. При этом образуется водонепроницаемое покрытие (см. табл.3), позволяющее закреплять песок от ветровой и водной эрозии.

Изложенные выше технологические операции являются отличительными существенными признаками, обеспечивающими реализацию поставленной изобретением цели - повышение глубины проникновения в песок вяжущего и создание водонепроницаемости покрытия.

Таким образом, указанные выше существенные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели.

Исходя из вышеизложенного правомерен вывод о соответствии заявленного технического решения критериев "Изобретательский уровень". Указанная в формуле изобретения совокупность существенных признаков обеспечивает неоднократную реализацию конкретного положительного эффекта, что делает возможным и правомерным судить о соответствии заявляемого решения критерию "Промышленная применимость".

Предлагаемый способ апробирован в лабораторных условиях Астраханского научно-исследовательского и проектного института газовой промышленности и в Астраханском инженерно-строительном институте.

Ниже приводятся результаты этой апробации.

Пример. Глинистый отработанный буровой раствор предварительно растворяется в воде. Результаты испытаний, приведенные в табл.2, показывают, что при растворении глинистого ОБР в воде в соотношении 1:3 и нанесении его в дозе 15-20 л/м² происходит проникновение ОБР на глубину 80 мм. При этом прочность покрытия получается выше, чем покрытия, которое образуется при растворении в воде ОБР в соотношении 1:4, а при растворении ОБР в воде в соотношении 1:1 и 1: 2, а также без растворения в воде глинистый ОБР в песок не проникает. После нанесения глинистого ОБР на поверхность песка необходимо осуществить его высыхание при температуре окружающей среды (выше 20^oC) в течение 4 суток. Затем затвердевшее покрытие из глинистого ОБР покрывают тонким слоем из смеси нефтяных отходов после их обезвоживания и нагревания до 110^oC с целью образования водонепроницаемого покрытия, что позволяет предотвращать водную эрозию под воздействием дождя и создавать долговечное покрытие.

Проведенные физико-механические испытания покрытия, образованного после пропитки композицией вяжущего, состоящего из глинистого отработанного бурового раствора и смеси нефтяных отходов, позволяют сделать вывод, что глубина проникновения вяжущего в песок выше известного (авторское свидетельство на изобретение СССР N 1625887, МПК C 09 K 17/00, E 02 D 3/12) и такое покрытие обладает водонепроницаемостью, что указано в табл.3.

Изобретение относится к вяжущим средствам для закрепления песков и может быть использовано для их закрепления при строительстве и эксплуатации магистральных газопроводов и продуктопроводов, железных и автомобильных дорог, откосов каналов, оснований опор линий электропередач и связи. Способ закрепления песков осуществляется следующим образом. Предварительно глинистый буровой раствор растворяют в воде в соотношении 1 : 3 и наносят на песок в объеме 15 - 20 л/м³, после высыхания при температуре не ниже 20^oC обработанный песок дополнительно опрыскивают смесью нефтяных отходов в объеме 0,5 - 0,6 л/м². Технический результат: повышение глубины проникновения вяжущего и водонепроницаемости получаемого покрытия. 3 табл.

Способ закрепления песков, включающий нанесение глинистого бурового раствора, отличающийся тем, что глинистый буровой раствор предварительно растворяют в воде в соотношении 1 : 3, наносят на песок в объеме 15 - 20 л/м², а после высыхания при температуре не ниже 20°С дополнительно опрыскивают смесью нефтяных отходов в объеме 0,5 - 0,6 л/м².