способ создания противофильтрационного покрытия накопителя отходов

Формула изобретения

Способ создания противофильтрационного покрытия накопителя отходов, заключающийся в укладке на экранируемое основание армирующего материала из нетканого полотна и подачу на него жидкого состава, отличающийся тем, что в качестве состава используют отработанный буровой раствор пластической вязкостью 25 - 30 м Па с с содержанием 27 - 30 мас.% глинистой фракции, а подачу раствора на поверхность полотна ведут из расчета 0,003 - 0,005 м³ на 1 м² площади.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к строительству грунтовых накопителей, в частности к способам снижения фильтрационных утечек из таких сооружений, создаваемых для сбора отработанных буровых растворов, бурового шлама, буровых сточных вод при строительстве газовых и нефтяных скважин.

Известен способ получения противофильтрационного покрытия, включающий укладку нетканого полотна и его пропитку полимерной композицией - водной дисперсией сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом в смеси с жидким стеклом в соотношении 4: 1 (авт.св. СССР 1551769, E 02 В 3/16). Недостатками способа являются низкая производительность труда при укладке покрытия, высокая стоимость.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения противофильтрационного покрытия, заключающийся в укладке на экранируемое основание армирующего материала из нетканого полотна, предварительно пропитанного полимерной композицией состава, мас.%: латекс - 95-97; жидкое стекло - остальное (авт. св. 1742400, A1 E 02 В 3/16). Причем пропитку нетканого полотна в этом случае проводят в заводских условиях.

К недостаткам данного способа получения противофильтрационного покрытия следует отнести его дороговизну, неудобство транспортирования материала к месту проведения работ, а также возможность старения полимерного покрытия, что может привести к нарушению его целостности.

Задача изобретения состоит в разработке надежного способа создания противофильтрационного покрытия накопителя буровых отходов.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение и удешевление технологии осуществления способа при сохранении эффективности изоляции стенок и дна накопителя.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что способ создания противофильтрационного покрытия накопителя отходов заключается в укладке на экранируемое основание армирующего материала из нетканого полотна и подачу на него жидкого состава, в качестве состава используют отработанный буровой раствор пластической вязкостью 25-30 мПас с содержанием 27-30 мас. % глинистой фракции, а подачу раствора на поверхность полотна ведут из расчета 0,003-0,005 м³ на 1 м² площади.

Отработанные буровые растворы содержат гидратированные глинистые частицы (в основном монтмориллонитовые), связанные с органическими реакционно-активными группами, вследствие их взаимодействия с химреагентами, применяемыми при регулировании технологических параметров. Наиболее значимы среди этих реагентов защитные коллоиды - карбоксиметилцеллюлоза, акриловые полимеры, модифицированный крахмал, лигносульфонаты, а также смазочные добавки, пеногасители и т.п. Нетканое полотно (дорнит) по химической природе полиамидное волокно с примесью вискозных и полиакрилонитрильных волокон. Этот материал с сетчатой структурой выполняет роль кристаллической решетки, в поровое пространство которой проникают модифицированные монтмориллонитовые частицы, способные адсорбироваться на материале решетки, а также образовывать поверхностные химические соединения силами молекулярных, водородных, химических и координационных связей. В данном способе образование кольматационного экрана происходит в толще нетканого полотна прорастанием сквозь него и сцеплением с грунтом. Таким образом увеличиваются его прочность и надежность.

Способ создания противофильтрационного покрытия заключается в следующем: на верхнюю кромку накопителя кладут рулон нетканого материала, его конец закрепляют, например, грунтом или анкерами, а рулон скатывают вниз, далее по дну, затем поднимают по противоположной стенке и обрезают. Край также закрепляют вышеуказанным методом. Таким образом последовательно армирующее покрытие укладывают на всю поверхность накопителя внахлест с продольным перекрытием полос 15-25 см. По гибкому шлангу на поверхность полотна подают отработанный буровой раствор пластической вязкостью 25-30 мПас и с содержанием 27-30 мас. % глинистой фракции. Перед началом операции отбирают пробу отработанного раствора, замеряют его плотность (соотносится с содержанием твердой фазы), пластическую вязкость на ротационном вискозиметре (ВСН-З, ФАНН-35 А). При меньших значениях замеренных параметров приводят их к задаваемым добавками бентопорошка и защитных коллоидов (КМЦ, полиакрилаты, полиакриламиды).

При таких параметрах отработанного раствора обеспечивается его текучесть и в то же время достаточное содержание твердого остатка и полимеров, необходимое для создания кольматационного слоя. Подачу отработанного раствора на поверхность полотна осуществляют насосом из расчета 0,003-0,005 м³ на 1 м² площади, учитывая, что защитный экран должен заполнить поровое пространство нетканого полотна (2-5 мм).

Для экспериментального подтверждения эффективности способа создания противофильтрационного покрытия были проведены опыты в лабораторных условиях. Сформированный противофильтрационный экран (согласно заявляемому способу) помещался в стандартный прибор по определению фильтрации буровых растворов ВМ-6 и через него пропускались вода и отработанный буровой раствор (ОБР) при давлении 0,1 МПа.

Динамика фильтрации представлена графически на фиг. 1. Условия опыта заведомо более жесткие, чем наблюдаются в естественных условиях (в накопителе), т.к. приложено давление.

Из фиг.1 очевидно, что совместное применение дорнита и отработанного бурового раствора в заявляемом способе позволяет снизить фильтрацию до минимальных значений.

Оптимальное содержание твердой фазы в отработанном буровом растворе (ОБР) также оценено экспериментально аналогичным способом и представлено графически на фиг.2.

Содержание твердой фракции 27-30 мас.% позволяет иметь минимальную скорость фильтрации и в то же время требуемую пластическую вязкость 25-30 мПас с учетом действия химреагентов.

Таким образом, предлагаемый способ противофильтрационного покрытия эффективно снижает фильтрацию, прост в осуществлении, дешев, экологически безопасен.