Применение гидроциклонно-насосной установки в системе водоподготовки и закачки воды в пласт для очистки сточных пластовых вод

3) при ремонтных работах в природоохранных зонах необходимо применять безамбарный способ бурения. В этом случае должен быть предусмотрен сбор шлама в накопительные контейнеры и вывоз на полигон для захоронения.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха необходимо использование специальных реагентов-нейтрализаторов, а также буровых растворов с высокой нейтрализующей способностью при вскрытии продуктивных горизонтов, содержащих сероводород.

Сероводородсодержащая пластовая вода, используемая для глушения скважин и других технологических нужд, перед ее сбором в накопительные емкости должна быть нейтрализована.

Запрещается использовать пластовую воду без нейтрализации в ней сероводорода.

Химические реагенты для нейтрализации сероводорода и других вредных веществ, содержащихся в пластовой воде, должны отвечать следующим требованиям:

1) предлагаемый реагент должен полностью нейтрализовывать сероводород;

2) реакция реагента-нейтрализатора с сероводородом в пластовой воде должна протекать сразу после их взаимодействия и носить необратимый характер;

3) водные растворы реагента-нейтрализатора сероводорода должны сохранять свои свойства не менее 15 дней после их приготовления;

4) реагент-нейтрализатор сероводорода не должен снижать плотность обрабатываемой воды;

5) после нейтрализации сероводорода в пластовой воде последняя должна быть нетоксичной и пригодной для глушения, промывки и долива скважин;

6) реагент-нейтрализатор сероводорода должен быть пригодным для применения в климатических условиях любого нефтяного района страны;

7) реагент-нейтрализатор сероводорода должен транспортироваться любым видом транспорта в деревянных, железных, фанерных бочках, полиэтиленовых и других влагонепроницаемых мешках.

Реагенты-нейтрализаторы сероводорода должны быть обезврежены и захоронены на специальных полигонах по согласованию с местными природоохранными органами.

Для предупреждения возможного загрязнения окружающей среды флюидами ликвидированных или законсервированных скважин необходимо выполнять природоохранные мероприятия в соответствии с РД 08-71-94 Инструкция о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудования их устьев и стволов.

С целью предотвращения фильтрации загрязненных БСВ или жидкой фазы ОБР и БШ в подпочвенные воды все поверхности сточных сетей и амбаров необходимо гидроизолировать пленкообразующими или закупоривающими составами и материалами.

При ремонте скважин в пойменных зонах естественных водоемов администрацией предприятия совместно с организациями санитарного надзора и бассейновой инспекции должны быть разработаны дополнительные мероприятия, обеспечивающие предотвращение загрязнения грунтовых и паводковых вод вредными веществами и производственными отходами.

Запрещается выпускать в атмосферу газ, содержащий вредные вещества, без сжигания или нейтрализации.

Способы сжигания и нейтрализации должны обеспечить концентрацию вредных веществ на границе санитарно-защитной зоны в пределах установленных значений ПДК при максимально ожидаемых объемах сжигаемого газа с учетом фонового загрязнения атмосферы и влияния соседних источников технологических выбросов.

При аварийных разливах промышленные стоки, содержащие вредные вещества, следует немедленно собрать в приемники и на месте нейтрализовать.

Отложения и грязь, извлекаемые при очистке емкостей, аппаратов и коммуникаций, должны захоронятся в местах, отведенных по согласованию с местными органами пожарного и санитарного надзора.

По окончании ремонта скважин необходимо:

1) вывезти оставшиеся буровые растворы для повторного их использования или регенерации;

2) утилизировать, нейтрализовать и захоронить отходы бурения;

3) очистить загрязненные нефтью и химреагентами участки вокруг скважины, засыпать шламовые и другие амбары.

Захоронение шлама в шламонакопителе по завершении капитального ремонта скважины или же по окончании вскрытия отдельных горизонтов производится в соответствии с решением главного инженера предприятия по согласованию с органами санитарного надзора и бассейновой инспекции. Вывоз шлама должен осуществляться спецтранспортом с металлической емкостью или контейнером.

Бытовой и производственный мусор, как в процессе ремонта скважин, так и после его завершения, следует собирать и вывозить в места свалки, согласованные с землепользователем, а также частично сжигать и захоронять в шламовых амбарах при ликвидации последних.

При капитальном ремонте скважин с применением бурового оборудования помимо требований настоящего РД надлежит руководствоваться также требованиями соответствующих разделов РД 39-133-94 Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше.

При текущем и капитальном ремонтах скважин анализ воздуха рабочей зоны экспресс-методом с помощью газоанализаторов УГ-2, ГУ-4, АМ-5 и аналогичных им приборов производится мастером бригады или бурильщиком (оператором).

Для проведения анализа воздуха рабочей зоны экспресс-методом мастер бригады и бурильщик (оператор) должны пройти дополнительное обучение на рабочем месте и иметь право на проведение анализа воздуха рабочей зоны.

В процесс ремонта скважин каждая смена должна начинать работу с анализа экспресс-методом воздуха, взятого у открытого устья. Результаты анализа регистрируются в специальном журнале.

В случае газопроявлений в процессе ремонта (за счет колебаний уровня закачиваемой жидкости и др.) всякая работа на скважине должна быть прекращена. При этом экспресс-методом проводится анализ воздуха рабочей зоны на присутствие сероводорода, сернистого газа, углеводородов, окиси углерода. Если загазованность рабочей зоны превышает ПДК, то необходимо загерметизировать устье скважины и принять срочные меры по ликвидации газопроявлений. При данной ситуации члены бригады должны пользоваться СИЗОД.

Освоение скважины после ремонта (откачка закачанной жидкости с целью вызова притока из пласта) производится после полной сборки устьевой арматуры.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Расчет годового экономического эффекта производили согласно [37]. При этом определяли эффект от применения гидроциклонно-насосной установки за счет увеличения срока службы насосов. За базовый объект и сравниваемый варианты были приняты известные системы водоподготовки (см. рис.1.2…1.4). В предлагаемом варианте для повышения надежности работы центробежных насосов на станции закачки воды предлагается установить на всасывающей трубе насоса гидроциклон диаметром 104 мм, который будет задерживать твердые частицы вызывающие абразивный износ рабочего колеса насоса.

В результате производственных испытаний было установлено, что гидроциклонная установка, состоящая из последовательно соединенных гидроциклонов диаметрами 104 мм и насоса ЦНС , обеспечивает эффект осветления 84,7% при пропускной способности до 1825 м3/ч исходной массы

Исходные технико-экономические данные, необходимые для расчета эффективности гидроциклонно-насосной установки, приведены в таблице 4.1.

Ожидаемый экономический эффект от снижения приведенных затрат на капитальный ремонт и восстановление насосов, снижения количества резервных насосов за счет повышения их надежности, снижение расхода реагентов за счет снижения поступления твердых веществ задерживаемых в гидроциклонно-насосной установке, а также сокращение времени пребывания воды в реакторе хлопьеобразования, в скором фильтре и снижение расходов на восстановление фильтров.

Приведенные затраты на процесс водоподготовки определяются по формуле:

Пд = Сд + Ен · Ф,

где С - стоимость единицы продукции, определяется по сметным нормам; Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капиталовложений, равный 0,12;

Ф - удельная стоимость основных производственных фондов.

По существующей технологии

Сд1 = 160 + 4,28 + 12,5 + 56,77 + 15,2= 249,27 тенге

По предлагаемому варианту:

Сд2 = 160 + 4,28 + 3,49 + 47,51 + 7,50 = 222,78 тенге

где 160 -базовая отпускная цена 1м3 воды по старой и новой технологии водоснабжения,тен.;

4,28 - стоимость подачи воды насосами станции 1-го подъема,тен.;

12,5 - стоимость осаждения в реакторе и отстойниках,тен.

56,77 - стоимость реагентов,тен.;

15,2- стоимость фильтрования воды, тен.;

Исходные технико-экономические данные для расчета экономической эффективности приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 Исходные данные для расчета экономической эффективности

По существующей технологии:

Пд1 = Сд1 + Ен · Ф = 249,27 + 0,12 · 42 = 254,31 тенге

По предлагаемому варианту:

Пд2 = Сд2 + Ен · Ф = 222,78 + 0,12 · 25 = 225,78 тенге

Экономическая эффективность внедрения новой техники определяется сопоставлением общих сумм затрат и экономии. Превышение экономии над затратами от внедрения мероприятия по новой технике при капитальном ремонте ЦНС180-1900 может служить подтверждением экономической целесообразности выбранного варианта внедрения мероприятия по новой техники, так как произведенные затраты оправдывают себя.

В процессе капитального ремонта ЦНС180-1900 производится дефектовка и реставрация рабочих органов насосов (рабочие колеса, втулка,…), изготовление и замена валов и торцовых уплотнений, балансировка ротора. С внедрения новой техники, при ремонте сокращается затраты на приобретение нового оборудования, так как износ рабочих органов после установки гидроциклона, перед насосом, для очистки перекачиваемых сточных вод от механических примесей, увеличит межремонтный период с 6000ч., до 9000ч.

За базу сравнения принимается количество капитальных ремонтов центробежного насоса ЦНС 180-1900 до установки гидроциклона, и после установки гидроциклона.

За счёт годового экономического эффекта выполнен на основании РД 39-01/06-000-89 и производится по формуле:

Э = (Сн·К - Ср)·А,

где А - объём ремонта центробежных насосов, шт.;

Сн - стоимость нового центробежного насоса ЦНС ;

Ср - затраты на ремонт центробежного насоса ЦНС.;

К - коэффициент на приобретения нового оборудования (гидроциклона).

Затраты на ремонт центробежного насоса равны сумме затрат на сырьё и основные материалы, затрат на покупные, комплектующие изделия, основной зарплаты производственных рабочих, дополнительной зарплаты, отчислений на соцстрахования и цеховых расходов.

Стоимость нового гидроциклона: Сг =20 400 тен. Рассмотрим эффективность введения нового оборудования, т.е. гидроциклона.

До установки гидроциклона, ресурс работы нового насоса ЦНС до капитального ремонта равен 6000ч=250суток, таким образом, на год приходится один капитальный ремонт.

После установки гидроциклона, ресурс работы нового насоса ЦНС до капитального ремонта равен 9000ч=375суток, таким образом в подотчетном году капитального ремонта не будет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнительный анализ работ, посвященных установкам для очистки от механических примесей имеют ряд недостатков, они не эффективны в качестве осветлителей вод и стоков. Повысить скорость осаждения взвешенных частиц можно в поле действия центробежных сил, в сотни раз превышающих гравитационные силы. Для этих целей предлагается применять гидроциклоны цилиндроконические, которые можно устанавливать на всасывающей линии нагнетательных насосов ЦНС.

В гидроциклоне предельный размер осаждаемой частицы, характеризующий эффективность действия, зависит от радиальной и тангенциальной составляющих потока, которые неразрывно связаны с геометрическими размерами аппарата и условиями входа. На этой основе , были выведены теоритические зависимости для определения диаметра и восновных размеров гидроциклона.

Скорость осаждения твердой частицы в поле действия центробежных сил зависит от его размера, плотности и вязкости среда, а также от скорости на входе в циклон и диаметра циклона. Осаждение взвесей размером менее 0,1 мм -подчиняется действию закона Стокса. а осаждение твердых частиц размером более 0,1мм характеризуется действием закона динамического сопротивления Ныотона-Риттенгера,

Так, для осветления вод и стоков влажностью 97.2. ..99.3 % выгодно использовать гидроциклон диаметром 104 мм с высотой цилиндрической части-264 мм, углом конусности 12°, диаметрами впускного, сливного и шламового отверстий соответственно 25мм, 20мм и 16 мм, глубиной погружения сливного патрубка 48 мм. Такой гидроциклон обеспечивает эффект очистки не менее 76% .

В результате производственных испытаний установлено, что гидроциклонная насосная установка , состоящая из насоса ЦНС180-1900 и гидроциклонов с диаметрам 104 мм, обеспечивает эффект осветления 84,7% при пропускной способности до1825м3/ч по исходной массе влажностью 97,5...98,5%.

При закачке воды в скважину экономический эффект от внедрения гидроциклонно-насосной установки составляет 44,8 тенге на 1 м3 подаваемой воды за счет снижения содержания твердых частиц в ней при прохождении через гидроциклон.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти. - М.: Гостоптехиздат, 1953.

2. Форест Грей. Добыча нефти. - М.: ЗАО «Олимп-бизнес», 2001.409с.

3. Муслимов Р.Х. Планирование дополнительной добычи и оценка эффективности методов увеличения нефтеотдачи пластов. - Казань: Издательство Казанского университета, 1999. 280с.

4. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. Учебник для вузов. - М.: ОАО Издательство «Недра», 1998. 365с.

5. Щугорев В.Д. Поиски, разведка, бурение, эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. - Астрахань, 1999. 92с.

6. Исследование и промышленное применение гидроциклонов:Тез.докл. первого симпозиума. - Горький, 1981. - 266 с.

7. Курмангалиев Р.М. Основы теплового воздействия на нефтяной пласт. - Уральск, 2005. 95с.

8. Коршак А.А., Шаммазов А.И. Основы нефтегазового дела. - Уфа, 2002. 543с.

9. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. Под ред. Ш.К. Гиматудинова. - М: Недра, 1983. - 455с.

10. Мирзаджанзаде А.Х., Ахметов И.М. и др. Технология и техника добычи нефти. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1986.

11. Гиматудинов Ш.К., Ширховский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. - М.: Недра, 1982. 310с.

12. Басниев К.С., Власов А.М. и др. Подземная гидравлика. - М.: Недра, 1986, 303с.

13. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. - М.: Недра, 1984, 298с.

14. Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы: Учебник дл вузов.-М.: Недра, 1988.-501с.

15. Бренс А.Д., Брюгеман А.Ф., Злотникова Л.Г. Планирование на нефтяную и газовую промышленность. - М.: «Недра», 1989. - 333 с.

16. Бухаленко Е.И. Нефтепромысловое оборудование: Справочник - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Недра», 1990. - 559 с.

17. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод, М.: Стройиздат 1984

Размещено на Allbest.ru