способ сооружения скважины

Формула изобретения

Способ сооружения скважин, включающий ее бурение при обеспечении замкнутого оборотного водоснабжения, согласно которому технологический процесс замкнутого водоснабжения осуществляют по замкнутым сообщаемым между собой контурам, в первом из которых, соединенным со скважиной, осуществляют приготовление и обработку бурового раствора химреагентами, во втором контуре осуществляют очистку выходящего из скважины бурового раствора от песка, ила с последующим направлением очищенного бурового раствора в скважину, а в третьем осуществляют сбор сточных вод с разделением на твердую и жидкую фазы, последнюю из которых направляют в систему очистки, очищают и используют для повторного введения в буровой раствор, а твердую фазу доводят до предельно допустимой концентрации, обезвоживают и консервируют, отличающийся тем, что химические реагенты и нефтепродукты в процессе сооружения скважины извлекают из состава буровых сточных вод, концентрируют и повторно используют для обработки бурового раствора, который направляют на углубление скважин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области геологоразведочных работ, а именно к способам сооружения скважин, которое включает буровые работы при поиске, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ сооружения скважины, согласно которому при бурении скважины используют систему замкнутого оборотного водоснабжения скважины, включающую операции по приготовлению, обработке химреагентами бурового раствора, его очистке, сбору и очистке буровых сточных вод [1]

Недостатком известного способа сооружения скважины является недостаточная экологическая чистота и надежность применяемых мер по обеспечению экологической чистоты при производстве буровых работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сооружения скважины, включающий ее бурение при обеспечении замкнутого оборотного водоснабжения, согласно которому технологический процесс замкнутого водоснабжения осуществляют по замкнутым сообщаемым между собой контурам, в первом из которых, соединенным со скважиной, осуществляют приготовление и обработку бурового раствора химреагентами, во втором - осуществляют очистку выходящего из скважины бурового раствора от шлама, песка, ила с последующим направлением очищенного бурового раствора в скважину, а в третьем контуре осуществляют сбор сточных вод с разделением их на твердую и жидкую фазы, последнюю из которых направляют в систему химической очистки, очищают и используют для повторного введения в буровой раствор, а твердую фазу доводят до предельно допустимой концентрации, обезвоживают и консервируют [2]

Недостатком известного способа сооружения скважины является недостаточная экологическая чистота и эффективность применяемых мер, а также повышенный расход химических реагентов на обработку бурового раствора.

Целью изобретения является повышение экологической эффективности сооружения скважины, а также сокращение расхода химических реагентов.

Указанная цель достигается тем, что сооружение скважины, включающей ее бурение при обеспечении замкнутого оборотного водоснабжения, согласно которому технологический процесс замкнутого водоснабжения осуществляют по замкнутым сообщаемым между собой контурам, в первом из которых, соединенным со скважиной, осуществляют приготовление и обработку бурового раствора химреагентами, во втором осуществляют очистку выходящего из скважины бурового раствора от шлама, песка, ила с последующим направлением очищенного бурового раствора в скважину, а в третьем контуре осуществляют сбор сточных вод с разделением их на твердую и жидкую фазы, последнюю из которых направляют в систему химической очистки, очищают и используют для повторного введения в буровой раствор, а твердую фазу доводят до предельно допустимой концентрации, обезвоживают и консервируют, химические реагенты и нефтепродукты в процессе сооружения скважины извлекают из состава буровых сточных вод, концентрируют и повторно используют для обработки бурового раствора, который направляют на углубление скважины.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема замкнутого оборотного водоснабжения, используемого при сооружении скважины.

Система замкнутого оборотного водоснабжения состоит из трех связанных между собой контуров, в первом из которых обеспечивают замкнутую циркуляцию бурового раствора с приготовлением и обработкой химреагентами, во втором контуре осуществляют сбор и очистку выходящего из скважины бурового раствора от песка, ила, шлама с последующим направлением бурового раствора в скважину, а в третьем контуре осуществляют сбор сточных вод с последующими операциями по их очистке и обезвреживания.

В целом по контурам система включает резервуар чистой воды 1, связанный с блоком приготовления и обработки бурового раствора 2 и трубопроводами через приемные емкости 3 буровых насосов 4 со скважиной 5. Блок очистки включает в себя вибросито 6, пескоотделитель 7, илоотделитель 8. Блок отмыва шлама состоит из центрифуги 9, дополнительного вибросита 10, установленного над отстойником 11, гидравлически связанным с емкостью для оборотной воды 12, которая связана с насосами 13. Система также включает шнековый транспортер шлама 14, систему очистки, включающую блок предварительной очистки 15 и блок суперочистки 16. Система также включает силовой блок 17, блок дизельных электростанций 18, резервуар сбора буровых сточных вод 19, который связан с насосом 20, резервуар концентрированной воды 21, емкости коагулянта и флокулянта 22, 23.

Сущность способа сооружения скважины заключается в следующем.

Производят буровые работы, осуществляя одновременно мероприятия по промывке скважины и выносу продуктов бурения из последней. При этом благодаря системе циркуляции бурового раствора, выходящий из устья скважины раствор направляют на вибросито 6, пескоотделитель 7, шламо- или илоотделитель 8, центрифугу 9, в приемные емкости 3, откуда буровой раствор буровыми насосами 4 направляют обратно в скважину, реализуя тем самым работу первых двух контуров.

Последовательность операций при осуществлении способа по третьему контуру, включающему сбор сточных вод, отходов бурения, разделения твердой и жидкой фазы, обезвреживание последних, а также выделение концентрации химических реагентов и нефтепродуктов для повторного использования представляет длинную цепочку взаимосвязанных действий. Выходящий из скважины 5 буровой раствор, а также техническая жидкость, которая используется в процессе работы силового блока 17 и блока дизельных электростанций 18, направляют в резервуар сбора буровых сточных вод 19. С помощью насоса 20 буровые сточные воды подают в желобную систему, куда попадают отходы от бурения с вибросит 6, пескоотделителя 7, илоотделителя 8, центрифуги 9. С помощью насосов 13 из емкости 12, минуя блок предварительной очистки 15 и блок суперочистки 16, воду подают непосредственно в желобную систему в отношении 10:1. Вода отмывает твердую фазу и, перемешиваясь с буровыми сточными водами, попадает на вибросито 10, твердая фаза с помощью шнекового транспортера 14 попадает в контейнер или амбар, а жидкую фазу из вибросита 10 направляют в отстойник 11, где после очистки от тонкодисперсного твердого осадка вода с химреагентом и нефтепродуктами стекает в емкость 12. Накопившийся шлам из отстойника 11 подают в шламовый транспортер 14. При насыщении воды в емкости 12 химреагентами и нефтепродуктами, вода с помощью насосов 13 подается в блок предварительной очистки 15, затем воду направляют в блок суперочистки 16, откуда концентрированные химреагент и нефтепродукты возвращают по желобу через вибросито 10 и отстойник 11 обратно в емкость 12. При достижении содержания химреагента в воде в емкости 12 до 2% вода перекачивается в емкость 21 и используется для обработки раствора, чистая вода при излишках подается в окружающую среду или емкость.

В случае наработки раствора, часть бурового раствора из вибросита 6 выпускается в желоба, разбавляется водой, твердая фаза через вибросито 10 и отстойник 11 подается в амбар или контейнер сбора шлама, а вода с химреагентом собирается в емкости 12.

Технологическая схема предусматривает возможность переработки излишков бурового раствора во время цементажа колонн и после окончания бурения скважины.

В конце строительства скважины остатки бурового раствора ликвидируют следующим образом.

Раствор разбавляют водой, разрушая тем самым коллоидную структуру, разделяют твердую фазу, обезвреживают и удаляют жидкую фазу, подвергая ее обработке бакпрепаратом для удаления нефтепродуктов, затем концентрируется химреагент, содержащийся в воде до 3-5% проводят химическую обработку из емкостей 22 и 23 коагулянтом и флокулянтом. Коагулированный осадок через вибросито 10 подается в шнековый транспортер вместе с цементом, жидким стеклом и известью собирают в контейнер или мешки. Отвержденный осадок водонерастворим, экологически безопасен, может быть использован на строительстве дорог, площадок или захоронен.