Технология обезвреживания бурового шлама с получением из него строительных материалов

Результат выполнения проектно-технологической разработки. Буровые шламы и железосодержащие осадки станций водоподготовки рассматриваются как вторичные ресурсы и могут быть использованы для производства экологически безопасных инертных материалов. При этом свойства разных видов отходов могут дополнять друг друга, что позволит эффективно совместно обезвреживать данные отходы. В итоге создается технология получения строительного материала на территории нефтегазовых месторождений для отсыпки дорог и кустовых площадок. Объектом исследования являлся буровой шлам, отобранный из мест накопления – шламовых амбаров на трёх нефтяных месторождениях ХМАО – Югры В качестве добавки был использован высокодисперсный железосодержащий порошок, представляющий смесь оксидов и гидроксидов железа, полученный из отходов станции водоподготовки подземных вод Велижанского водозабора (Тюменская область). Железосодержащий порошок был внесён в буровой шлам в следующих массовых долях БШПГР+железосодержащий порошок (94 % : 6 %; 90 % : 10 %; 80 % : 20 %; 70 % : 30 %), БШРУО + железосодержащий порошок (90 % : 10 %), БШСР + железосодержащий порошок (90 % : 10 %). Из полученных смесей были сформованы цилиндры 30х30 мм при влажности формования 8 %, давлении формования 6 МПа. Для формования был использован пресс ИЛ-100. Полученные образцы были подвержены термическому обезвреживанию при температуре 800 °С в печи муфельной ПМ-10М. На основании проведённых исследований рекомендуемая массовая доля внесения железосодержащего порошка не превышает 6-10 % для буровых шламов. Схема материальных потоков процесса совместного обезвреживания бурового шлама и железосодержащего порошка составлена в программном комплексе STAN для бурового шлама, попадающего в систему обезвреживания в количестве 42 т/сут. Буровой шлам после шламонакопителя и приёмной камеры подаётся в сушильную камеру. Температура в камере составляет 100 °C. Обезвоженный буровой шлам при помощи мешалки смешивается с железосодержащим порошком в пропорции 94 % : 6 % по массе. Полученная смесь подаётся в камеру обжига на термическое обезвреживание при температуре 800 °C. Камера обжига представлена вращающейся печью, время обжига составляет порядка 20-30 минут. После этого получаемый материал постепенно остывает до 600 °C и поступает в камеру охлаждения для быстрого остывания за счёт подачи холодного воздуха. Газовоздушные смеси, образующиеся в процессе обезвреживания, отводятся на дожигание и в систему очистки. Процесс обезвреживания обеспечивается энергией, выделенной газопоршневой электростанцией или с использованием попутного нефтяного газа посредством применения газовой горелки или электрических печей. Проведённые исследования и анализ полученных данных позволяют судить о положительном влиянии термического обезвреживания на свойства буровых шламов с добавлением железосодержащих порошков, образующихся на станциях водоподготовки. Получаемый путем их совместного обезвреживания инертный материал имеет высокий потенциал для использования в дорожном основании для временных дорог на нефтяных месторождениях. Это позволит заменить часть привозных природных материалов и снизить стоимость обустройства.