Буровой шлам как источник сырья

Рассмотрение возможности утилизации техногенного продукта, получаемого в процессе бурения нефтяных скважин, в производстве изделий строительной керамики. Исследование дообжиговых свойств исходного сырья (бурового шлама и глины) и свойств изделий из них.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 28.07.2017
Размер файла 20,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Буровой шлам как источник сырья для производства строительной керамики пластического формования

В.В Дубинецкий

Производственная деятельность предприятий нефтяной промышленности, в том числе территориально расположенных в Оренбургской области, начиная с этапа разведки и добычи нефти и заканчивая использованием нефтепродуктов, в значительной степени способствует техногенному воздействию на окружающую среду.

В процессе строительства скважин образуется многотоннажный отход - буровой шлам, подлежащий утилизации [1]. Угрожающий рост накапливаемых ежегодно опасных нефтешламов при отсутствии необходимых масштабов их утилизации и переработки приводит к изъятию на длительный срок земельных ресурсов [2].

В настоящий момент на объектах ПАО «Оренбургнефть» хранится более 3 млн. тонн отходов получаемых как побочный продукт при бурении. Для их хранения и утилизации создаются амбары и полигоны для сбора буровых и тампонажных растворов, буровых сточных вод и шламов, пластовых вод, продуктов испытания скважин, материалов для приготовления и химической обработки буровых и тампонажных растворов, ГСМ, хозяйственно-бытовых сточных вод и твердых бытовых отходов, ливневых сточных вод. На хранение, утилизацию и переработку скопившихся буровых шламов, которые имеют II класс опасности, требуются ежегодные капиталовложения.

Однако до настоящего времени не разработан универсальный способ утилизации и обезвреживания полученного техногенного продукта нефтедобычи, хотя по своему химическому и минералогическому составу данный материал после обезвреживания может быть пригоден для получения строительных материалов. утилизация нефтяной керамика шлам

Исходя из химического анализа полигонных шламов ПАО "Оренбургнефть", содержание нефтепродуктов в шламе колеблется в пределах от 800 до 9870 мг/кг. В образцах асфальто-смолистых парафиновых отложений, отобранных из амбаров нефтепромыслов Южного Урала, содержание парафино-церезиновых компонентов с температурами плавления 66-84 С составляет 40-70% масс.; содержание органической части - 72-90% масс. [4]. В экспериментальной части использован буровой шлам с минимальным процентным содержанием нефтепродукта.

Нефтяная часть отходов распределяется в шламовом амбаре следующим образом: 7-10% нефтеуглеводородов сорбируется на шламе, 5-10% находится в эмульгированном и растворенном состоянии, остальные углеводороды находятся на поверхности амбара в виде пленки.

Неорганическую часть составляют в основном оксиды кремния и железа (песок, продукты коррозии), небольшие количества (менее 1%) соединений алюминия, натрия, цинка и других металлов. По содержанию оксидов, определяющих главные свойства шламов, в процентном соотношении их можно отнести к кремнистым SiO2 ? 23.

Исследование сырья c целью определения свойств выполнены по стандартным методикам на лабораторных образцах в соответствии с требованиями ГОСТ 21216.0-81 - ГОСТ 21216.6-81, ГОСТ 21216.8-81 - ГОСТ 21216.11-81.

Химический и минералогический составы минеральной составляющей исследуемого бурового шлама приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1. Химический состав проб минеральной составляющей бурового шлама

Наименование

Химический состав, сухого вещества, %

SiO2

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

R2O

Al2O3

п.п.п

?

Буровой шлам месторождений ПАО «Оренбургнефть»

23,84

10,8

21,28

2,28

1,81

10,83

3,72

29,24

100,0

Таблица 2. Минералогический состав минеральной части бурового шлама

Наименование

Минеральный состав, содержание, % масс.

Кварц

Кальцит

Доломит

Полевой шпат

Гидрослюда

Буровой шлам месторождений ПАО «Оренбургнефть»

24,3

17,39

6,86

25,32

18,56

Химический, минералогический, гранулометрический составы глины Бузулукского месторождения приведены в таблицах 3 - 5, дообжиговые свойства - в таблицах 6, 7.

Таблица 3. Развернутый химический состав глины Бузулукского месторождения

Наименование

Химический состав, сухого вещества, %

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

MnО

CaO

MgO

Na2O

K2O

P2O5

SO3 общ

Глина Бузулукского месторождений

41,71

0,23

3,92

2,10

0,01

25,6

0,37

0,18

0,94

0,12

следы

Таблица 4. Минералогический состав глины Бузулукского месторождения

Наименование месторождения

Минеральный состав, содержание, % масс.

Монтмо-риллонит

Гидро-слюда

Коали-нит

Кварц

Кальцит

Цеолит

Глина Бузулукского месторождений

16

12

1

8

44

20

Таблица 5. Гранулометрический состав

Наименование

Содержание фракций в % размер фракций в мм

1,0-0,063

0,063-0,01

0,01-0,005

0,005-0,001

<0,001

Глина Бузулукского месторождений

14

10

1

6

42

Таблица 6. Чувствительность к сушке

Наименование сырья

Формовочная влажность, % абс.

Коэффициент чувствительности к сушке по Чижскому, сек

Классификация по чувствительнос-ти к сушке

Глина Бузулукского месторождений

24,95

111

Среднечувстви-тельное

Таблица 7. Пластичность сырья

Наименование сырья

Пределы пластичности, % абс.вл.

Число пластич-ности

Классификация сырья по пластичности

Нижняя граница текучести

Граница раскатывания

Глина Бузулукского месторождений

50,60

37,90

22,80

Высокопластичная

В соответствии с методикой эксперимента разработка составов трехкомпанентной системы проводилась в зависимости от состава сырьевой шихты «глина - буровой шлам - стеклобой» и режима обжига [5].

Для применения бурового шлама в качестве источника вторичной сырьевой базы в керамике важным является показатель спекаемости, который во многом зависит как от вещественного состава исходного сырья, так и от степени его измельчения.

В связи с тем, что предварительно проведенные эксперименты свидетельствуют о низкой спекаемости бурового шлама, взятого в насыпном виде с полигона, то для получения удовлетворительных механических результатов необходимо повысить температуру обжига как для тугоплавкого сырья - в пределах от 1050 до 1350 оС [6]. Однако данное технологическое решение неизбежно приведет к увеличению энергозатрат.

Для решения данной проблемы с целью повышения плотности и прочности синтезированного искусственного композиционного камня была выбрана методика дополнительного введения в шихту тарного стеклобоя в качестве дополнительного плавня в количестве от 10 до 15 масс. %[7,8]. Как наиболее перспективное для этих целей подходит тарное стекло по ГОСТ 54170-2010. Стеклобой предварительно измельчался до крупности частиц 0,3мм. Химический состав стеклобоя представлен в таблице 8.

Таблица 8. Химический состав стеклобоя

Наименование

Химический состав вещества, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

п.п.п

?

Тарный стеклобой

67,40

5,81

1,76

7,21

3,38

12,73

2,0

-

100,02

Для проведения оптимизации шихты были приготовлены смеси в виде формовочных масс, в которых количество техногенного сырья составляло от 0 до 30 %. Сырьевые материалы, смеси, образцы подготавливались по стандартной методике, принятой в керамическом производстве [9].

Образцы формовались в виде цилиндров диаметром 50 мм. Сушка проводилась при температуре 100 оС в течение 5 часов до постоянной влажности. Обжиг осуществлялся в интервале от 650 до 1100 оС при скорости нагрева 5 оС/мин и выдержке при максимальной температуре в течение 60 мин.

Полученные экспериментальные данные указывают на то, что прочностные характеристики, плотность образов с ростом темератры увеличиваются, водопоглошение уменьшается. Активизации процесса спекания способствует присутствие стеклобоя, который, характеризясь низкой эвтектикой плавления, является инициатором образования жидкой фазы в структуре керамики. Образующейся при обжиге расплав расходуется частично на заполнение крупных пор и обволакивание зерен материала, выступая в роли связующего между частицами керамики [10].

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности и целесообразности разработки ресурсосберегающих технологий получения керамики с содержанием в трехкомпонентной шихте бурового шлама до 30 % при температуре обжига в диапазоне до 1100 оС различной номенклатуры (кирпич, плитка, черепица).

Литература

1. Кувыкин, Н.А., Бубнов А.Г., Гриневич В.И. Опасные промышленные отходы // Иван. гос. хим.-технол. ун-т., 2004. - 148 с.

2. Жуков, А.А. Результаты контрольно-надзорной деятельности в части обращения с отходами производства и потребления Управления Росприроднадзора по Оренбургской области по итогам 9 месяцев и задачи на IV квартал 2012 года // Оренбург: Упр-ние Росприроднадзора, 2012. - 6 с.

3. Полигон по утилизации и переработке отходов бурения и нефтедобычи: Принципиальные технологические решения. Кн. 3. Разработка принципиальных технологических решений по обезвреживанию и утилизации буровых шламов и нефтезагрязненных песков /под ред. Савельева В.Н. // Сургут: НГДУ, 1996. - 101 с.

4. Дубинецкий В.В., Гурьева В.А. Экологические аспекты утилизации нефтешламов Оренбургской области как вторичных материальных ресурсов // материалы Всероссийской научно-практической конференции - ОГУ, 2012. - С. 2091-2094.

5. Дубинецкий В.В., Гурьева В.А., Вдовин К.М. Буровой шлам в производстве изделий строительной керамики // Строительные материалы, 2015, №4, С. 75-76.

6. Дубинецкий В.В., Гурьева В.А., Вдовин К.М. Применение бурового шлама в качестве отощителя для производства керамического кирпича // материалы Всероссийской научно-методической конференции -ОГУ, 2014. - С. 145-147.

7. Bolelli G., Cannillo V ., Lusvarghi T., Manfredini T., Siligardi C., Bartuli C., Loreto A., V alente T. Plasma - sprayed glass-ceramic coatings on ceramic tiles:nicrostructure, chemical resistanace and mechanical proprties // Jonrnal of the Eukopean Ceranic Sociaty. - 2005. - T.25, №11. - С. 1835-1853.

8. Bessmertnyi V .S., Krokhin V .P., Panasenko V .A., Drichd N.F., Dyumina P.S., Kolchina O.M. Plasma rod dekorating of household class // Glass and Geramics. - 2001. - T. 58. №5-6. - С. 214-215.

9. Зотов С.Н. Исследование влияния различных видов стеклобоя на свойства керамических изделий. Труды НИИСтройкерамики. // М., 1996. Вып. 58. С.24-25.

10. Кетова Г.Б., Пузанов А.И., Пузанов И.С. и др. Проблемы вторичного использования стеклобоя и пути их решения. Сборник. Промышленная экология на рубеже веков. // Пермь, 2001. С. 247-252.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Исследование физико-химического состава и технологических свойств сырьевых материалов месторождений Казахстана. Характеристика силикатного природного и техногенного сырья. Каолиновое сырье, полевой шпат, кварцевые пески, разжижители глинистых суспензий.

    научная работа [2,4 M], добавлен 04.02.2013

  • Общие сведения о процессе графитации. Влияние газовой среды на формирование свойств кокса в процессе термообработки и добавок минералов на процесс графитации. Формирование керна. Способ Ачесона для производства изделий. Характеристика исходного сырья.

    курсовая работа [61,8 K], добавлен 09.12.2013

  • Характеристика сырья, основных и вспомогательных материалов, используемых в процессе подготовки шлама. Системы и виды производственного освещения. Требования безопасности в шламовом и аффинажном участке. Назначение противопылевого респиратора "Лепесток".

    отчет по практике [194,8 K], добавлен 13.03.2015

  • Изучение понятия, видов и свойств керамических материалов и изделий. Характеристика сырья и процесса производства керамических изделий. Исследование использования в строительстве как стеновых, кровельных, облицовочных материалов и заполнителей бетона.

    реферат [17,6 K], добавлен 26.04.2011

  • Технологический процесс производства плитки на Липецком керамическом заводе. Структура и комплектация лаборатории, методики лабораторных испытаний. Экспериментальный контроль качества, свойств и состава сырья для производства керамической плитки.

    курсовая работа [897,7 K], добавлен 25.02.2012

  • Схема колонкового бурения с применением буровой установки. Конструкция, назначение и классификация буровых вышек, буров, труб, долот. Причины аварий при различных способах бурения, способы их ликвидации. Режимы бурения нефтяных и газовых скважин.

    реферат [662,7 K], добавлен 23.02.2009

  • Теоретические основы эксплуатации и ремонта изделий нефтяных и газовых промыслов. Основные понятия и сведения о надежности. Конструкция, принцип работы, техническая характеристика бурового насоса УНБТ-950А. Эффективность эксплуатации и ремонта изделий.

    контрольная работа [1,6 M], добавлен 14.01.2015

  • История бурения нефтяных и газовых скважин, способы их бурения. Особенности вращательного бурения. Породоразрушающие инструменты (буровые, лопастные, алмазные долота). Инструмент для отбора керна. Оборудование для бурения, буровые промывочные жидкости.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.09.2013

  • Номенклатура керамовермикулитовых изделий. Режим работы и производственная программа предприятия. Характеристика исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых материалах и энергетических ресурсах. Контроль производства и качества готовой продукции.

    курсовая работа [79,3 K], добавлен 26.10.2014

  • Технико-экономическое обоснование строительства производственной линии по выпуску мелких стеновых изделий из ячеистого бетона. Характеристика исходного сырья. Выбор и обоснование автоклавного способа производства. Расчет технологического оборудования.

    курсовая работа [26,9 K], добавлен 13.02.2014

  • Оптимизация тепловой обработки сырья при производстве строительных изделий, деталей и материалов; физико-химические превращения в обрабатываемом материале. Способы теплового воздействия на продукцию, определение наиболее эффективного режима установки.

    курсовая работа [259,8 K], добавлен 26.12.2010

  • Описание технологической схемы производства периклазоуглеродистых изделий для конвертеров. Характеристики необходимого оборудования и сырья. Режим термообработки изделий. Требования к сырой и готовой продукции, ее транспортировка и условия хранения.

    отчет по практике [94,6 K], добавлен 21.11.2014

  • Виды сырья, применяемые для производства керамогранитной плитки. Функции, задачи отдела управления качеством продукции, отдела технического контроля и заводской лаборатории. Контролируемые параметры входного контроля. Особенности контроля готовых изделий.

    курсовая работа [46,7 K], добавлен 21.03.2012

  • Основные виды керамики: майолика, фаянс, каменная масса и фарфор. Производство санитарно-технических и бытовых изделий из тонкой керамики. Технология производства технической керамики. Способы декорирования полуфарфора, фарфоровых и фаянсовых изделий.

    реферат [723,1 K], добавлен 18.01.2012

  • Назначение, устройство основных узлов и агрегатов буровых установок для глубокого бурения нефтегазоносных скважин. Конструкция скважин, техника и технология бурения. Функциональная схема буровой установки. Технические характеристики буровых установок СНГ.

    реферат [2,5 M], добавлен 17.09.2012

  • Характеристика, требования к качеству и рецептура хлебобулочных изделий. Расчет мощности предприятия, производственной программы, выхода изделий, тестоприготовительного оборудования, запасов сырья. Описание технологической линии приготовления изделий.

    отчет по практике [173,9 K], добавлен 23.04.2016

  • Химический состав и пищевая ценность колбасных изделий. Характеристика сырья и производства колбасных изделий. Классификация колбасных изделий по характеру механической обработки. Ассортимент, показатели качества копченых колбас, их подготовка к продаже.

    отчет по практике [40,1 K], добавлен 25.07.2010

  • Характеристика сырья и готовой продукции. Выбор упаковочного материала тары и упаковки. Технология производства длинных макаронных изделий и макаронных изделий быстрого приготовления. Проектирование предприятия для производства макаронных изделий.

    курсовая работа [77,9 K], добавлен 11.09.2012

  • Геологическое строение нефтегазоконденсатного месторождения. Литологическая характеристика разреза скважины. Регулирование свойств буровых растворов. Расчет гидравлической программы бурения. Выбор породоразрушающего инструмента, промывочной жидкости.

    курсовая работа [78,3 K], добавлен 07.04.2016

  • Колбасные изделия подразделяются в зависимости от технологии изготовления и сырья: по виду мяса, по составу сырья, качеству сырья, по виду оболочки, по рисунку на разрезе. Пищевая ценность колбасных изделий. Химический состав различных видов колбас.

    контрольная работа [29,2 K], добавлен 26.02.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.