Система замкнутого оборотного водоснабжения при бурении скважин Советский патент 1990 года по МПК E21B21/01 E21B21/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в бурении нефтяных и газовых скважин и служит целям охраны окружающей среды,

Цель изобретения - повышение экологической эффективности за счет сокращения объема отходов при бурении при одновременном снижении токсичности отходов.

На чертеже представлена система замкнутого оборотного водоснабжения.

Система замкнутого оборотного водоснабжения при бурении скважин содержит два замкнутых контура, соединенных между собой. Первый из них замкнутый контур сточных вод. Указанный контур включает последовательно соединенные между собой блок 1 сбора оборотной воды, выполненный

в виде, например, емкости, блок 2 сбора сточных вод, в качестве этого блока можно использовать , напри- мер, емкость, блок 3 химочистки,, выполненный, например, в виде трех емкостей, сообщаемых между собой, и блок 4 отделения твердой- фазы, в качестве этого блока можно испольЗо- вать центрифугу, например, осветляющую (обезвоживающую) осадительную типа ОГШ.

Второй замкнутый контур промывки скважины. Контур промывки скважины включает последовательно сообщенные между собой блок 5 приготовления, и обработки промывочной жидкости, выполненный, например в виде ряда отдельных емкостей, объединенных между собой коллекторами входа и выхода. Этот блок соединяется со скважиной 6 и далее с блоком 7 регулирования содержания твердой фазы в промывочной жидкости. В качестве блока 7 используется центрифуга, например классифицирующая типа ОГШ. Указанный блок 7 сообщается с одной стороны с блоком 5 приготовления и обработки промывочной жидкости, а с другой стороны с блоком 3 химочистки, входящим в контур сточных вод. Кроме этого, контуры сообщаются между собой посредством блока 1 оборотной воды, соединенного напрямую с блоком 5 приготовления и обработки промывочной жидкости. Блок 1 сбора оборотной воды сообщается с внешним пространством, из источника внешнего водоснабжения осуществляется водозабор на все нужды бурения. Кроме этого, блок 1 сбора оборотной воды соединяется с блоком 8 доочистки оборотной воды, в качестве которого используются угольный фильтр.и мембранная установка, через который осуществляется сброс нормативно чистой оборотной воды на рельеф.

Водопотребление при строительстве скважин гзначительно и предназначено для обеспечения водой всех производственных операций, вспомогательных работ, а также хозяйственно-бытовых нужд.

Бурение скважин состоит из последовательности многофакторных технологических процессов, водопотребле- ние которых зависит от продолжительности бурения, глубины скважины, геолого-гидрогеологических условий

0

5

0

5

0

5

0

5

района бурения, совершенства применяемых технологических средств и процессов, климатических условий региона.

. В основном технологическом процессе бурения вода расходуется на следующие операции: приготовление промывочной жидкости, тампонажного раствора, буферной жидкости, дефектоскопия бурового инструмента, приготовление пара для питания систем теплоснабжения. В вспомогательных и подсобных работах вода используется для промывки цементировочных агрегатов, о хлаждения гидротормоза, дизелей, наполнения емкости выхлопного коллектора, хозбытовые нужды,

Технологический процесс замкнутого водоснабжения буровой осуществляется по двум замкнутым контурам, сообщаемым между собой.

Вода из внешнего источника водоснабжения (реки, озера, скважины) поступает в блок 1 сбора оборотной воды. Из блока 1 вода расходуется на основные и вспомогательные процессы. Безвозвратные потери компенсируются пополнением блока 1 из внешнего источника водоснабжения,

Для приготовления промывочной жидкости вода из блока 1 сброса сбора оборотной воды подается в блок 5 приготовления и обработки промывочной жидкости. Бурение скважин производят с применением различных типов жидкостей - на водной и углеводородной основах - с добавками. Промывочные жидкости по своему химическому составу токсичны. Так, превышение предельно допустимых концентраций компонентов, входящих в состав промывочных жидкостей, колеблется в пределах от нескольких десятков раз до миллионов. Попадание их в водоемы, почвы и грунтовые воды даже в незначительных количествах представляет серьезную экологическую опасность.

Приготовленная в блоке 5 промывочная жидкость поступает в скважину 6, откуда поднимает выбуренную породу - шлам. Промывочная жидк-ость, таким образом, постоянно насыщается частицами выбуренной породы, в результате чего происходит ухудшение ее качества. Удаление частиц выбуренной породы осуществляется в блоке 7 регулирования содержания твердой фазы в промывочной жидкости, Произво-

дительность этого блока по получению чистого фугата, представляющего в данном случае промывочную жидкость с мелкодисперсным (размеры частиц менее 30,1-150 мкм) утяжелителем, высока, производительность по осадку - шлам и его влажность не регламентируются. Кроме этого, в блоке 7 производится промывка средней интенсивности осадка - шлама с целью снижения его токсичности

Из блока 7 очищенная от шлама утяжеленная промывочная жидкость направляется в блок 5, где по мере необходимости обрабатывается химреагентами j и далее по контуру промывки скважины.

Выбуренная и отделенная в блоке 7 порода по минеральному составу нетоксична. Однако, диспергируясь в среде промывочной жидкости, частицы ее адсорбируют на поверхности токсичные вещества, в результате чего сбро отделенного шлама без предварительной обработки, нейтрализации химических реагентов недопустим. Поэтому шлам из блока 7 самотеком поступает в блок 3 химочистки.

Буровые сточные воды, образовавшиеся в процессе бурения скважины, собираются в блоке 2 сбора сточных вод. Химическая обработка буровых сточных вод производится в блоке 3 химочистки, куда воды поступают из блока 2. Эффективность химической очистки в блоке 3 достигается при разбавлении шлама буровыми сточными водами в соотношении не менее 1:5, После химобработки отходы бурения поступают в блок 4 отделения твердой фазы, Назначение этого блока - четко разделение высококонцентрированной грубой суспензии на фугат - воду и осадок, представляющий собой твердую фазу. Для снижения токсичности отходов бурения до экологически допустимых показателей в блоке 4 производится интенсивная промывка осадка и его полная обеэвоженность. Химически

нейтральный отжатый осадок может быть использован для строительных целей на площадке буровой. Экологически нейтральный фугат - вода из блока 4 поступает в блок 1 сбора оборотной воды и далее в цикл.

По окончании бурения утяжеленная промывочная жидкость может быть по-

вторно использована. Вся оборотная вода из блока 1 поступает в блок 8 доочистки воды, где очищается на угольных фильтрах и посредством мембранной технологии до санитарных норм,

и сбрасывается на рельеф.

Формула изобретения

Система замкнутого оборотного водосаабжения при бурении скважин, содержащая замкнутый контур сточных вод, включающий последовательно сообщенные между собой блок сбора оборотной воды, блок сбора сточных

вод, блок химочистки, блок отделения твердой фазы и замкнутый контур промывки скважины, включающий блок приготовления и обработки промывочной жидкости, соединенный со скважиной

и блоком сбора оборотной воды, блок доочистки оборотной воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения экологической эффективности за счет сокращения объема отходов

при бурении при одновременном снижении токсичности отходов, система снабжена блоком регулирования содержания твердой фазы в промывочной жидкости, включенным в замкнутый контур

промывки скважины и сообщенными выходами с одной стороны с блоком приготовления и обработки промывочной жидкости, а с другой стороны - с блоком химочистки замкнутого контура

сточных вод, при этом выход блока химочистки соединен с блоком отделения твердой фазы, связанного с блоком сбора оборотной воды, выход которого соединен с блоком доочистки

оборотной воды.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение экологической эффективности за счет сокращения объема отходов при бурении при одновременном снижении токсичности отходов. Для этого блок 7 регулирования содержания твердой фазы в промывочной жидкости включен в замкнутый контур промывки скважины. Блок 7 сообщается выходами с одной стороны с блоком 5 приготовления и обработки промывочной жидкости, а с другой стороны - с блоком 3 химочистки замкнутого контура сточных вод. Выход блока 3 химочистки соединен с блоком 4 отделения твердой фазы, связанного с блоком 1 сбора оборотной воды. Выход блока 1 соединен с блоком 8 доочистки оборотной воды. Буровые сточные воды, образовавшиеся в процессе бурения скважины, собираются в блоке 2 отбора сточных вод. Химическая обработка буровых сточных вод производится в блоке 3, куда поступает вода из блока 2. В блоке 4 происходит четкое разделение высококонцентрированной грубой суспензии на фугат-воду и осадок, представляющий собой твердую фазу. В блоке 4 производятся интенсивная промывка осадка и его полная обезвоженность. Вся оборотная вода из блока 1 поступает в блок 8, где очищается на угольных фильтрах и посредством мембранной технологии до санитарных норм, и сбрасывается на рельеф. 1 ил.