БТЖ и ФРГП на весну 16 года / БТЖ - лекции_2015 / СулакшинЧубик
.pdf
|
|
|
Таблица 4.31 |
|
|
Стандартная рецептура APHRONICS™ |
|||
|
|
|
|
|
Наименование |
Описание/назначение |
Типовая |
||
концентрация, кг/м3 |
||||
GO DEVIL II |
Патентованная смесь полимеров для |
8…12 |
||
стабилизации оболочки афронов |
||||
|
|
|||
ACTIVATOR I |
Модифицированный крахмал, понизи- |
14…15 |
||
тель фильтрации |
||||
|
|
|||
ACTIVATOR II |
Термостабилизатор и буфер рН |
1,4…1,5 |
||
BLUE STREAK |
ПАВ для генерирования и стабилиза- |
2,1…2,2 |
||
ции афронов |
||||
|
|
|||
ACTIGUARD |
Ингибитор глинистых пород |
9…12 |
||
|
|
|
Таблица 4.32 |
|
|
Дополнительные и вспомогательные реагенты |
|||
|
(в случае необходимости) |
|
||
|
|
|
|
|
Наименование |
Описание/назначение |
|
Типовая |
|
|
концентрация, кг/м3 |
|||
PASSIVATOR |
Специальный пеногаситель для ней- |
|
0,2…1 |
|
трализации BLUE STREAK |
|
|||
|
|
|
||
KCL |
Плотность раствора + дополнитель- |
|
30…200 |
|
ное ингибирование |
|
|||
|
|
|
||
KLA-CURE |
Органический ингибитор |
|
10…12 |
|
M-I CIDE |
Жидкий бактерицид |
|
0,5…0,6 |
|
SODA ASH |
Контроль жесткости |
|
0,5…2 |
|
Начальнаяплотностьрастворанаповерхностидолжнасоставлять~ 860…900 кг/м3,
асодержание воздуха (афронов) – 12–14 %.
4.10.Приготовление и очистка промывочных жидкостей
4.10.1. Приготовление промывочных жидкостей
Приготовление – это процесс получения промывочной жидкости с требуемыми свойствами в результате переработки исходных материалов и их химического взаимодействия.
Исходные материалы: техническая вода, углеводородные жидкости (дисперсионная среда); глиноматериалы, утяжелители, твердые нефтепродукты (дисперсная фаза); химические реагенты и добавки (регуляторы свойств промывочных жидкостей).
Переработка – это диспергирование (измельчение), растворение и перемешивание исходных материалов.
341
Для приготовления БР применяют два вида мешалок: механические и гидравлические.
Механические мешалки делятся на лопастные и фрезерно-струйные мельницы (ФСМ), а гидравлические – на эжекторные, гидромониторные и вихревые.
Механические мешалки лопастного типа представляют собой металлическую емкость цилиндрического или овального сечения, внутри которой находятся один или два вала с лопастями (например, лопастная механическая мешалка марки МГ2-4Х имеет два вала и емкость объемом 4 м3). Достоинства: простота конструкции и высокое качество приготовления промывочной жидкости. Недостатки – низкая производительность (до 6 м3/ч при использовании глинопорошков).
ФСМ в общем виде состоит из бункера, ротора с лопастями, диспергирующей рифленой плиты и выходной решетки. Принцип действия ФСМ: исходные материалы, непрерывно подаваемые в бункер, захватываются лопастями вращающегося ротора и отбрасываются на диспергирующую плиту. Дополнительное диспергирование исходных материалов осуществляется при ударе струй, выбрасываемых лопастями ротора, о выходную решетку. Достоинства – достаточно простая конструкция
ивысокая производительность (до 20…25 м3/ч при использовании механизированной загрузки глинопорошка). Недостаток – низкое качество получаемой промывочной жидкости, которое можно повысить двумя путями: многократной циркуляцией промывочной жидкости по схеме «ФСМ – емкость – насос – ФСМ», пропусканием приготовленной в ФСМ промывочной жидкости через специальные устройства – диспергаторы, обеспечивающие дополнительное измельчение частиц (агрегатов) глины.
Гидравлическая мешалка эжекторного типа в общем виде состоит из приемной
исмесительной камер, сменного штуцера (сопла), загрузочной воронки и линии подвода глинопорошка (утяжелителя) от бункеров БПР-70. Принцип действия мешалки эжекторного типа: в результате истечения воды (раствора химических реагентов) из сопла с высокой скоростью в приемной камере создается разряжение, благодаря чему в неё из воронки (из бункера БПР) засасывается глинопорошок
(утяжелитель). Достоинство мешалок эжекторного типа – высокая производительность (70…90 м3/ч при беспрерывной механизированной подаче глинопорошка). Недостаток – качество приготавливаемой промывочной жидкости ниже, чем в механических мешалках лопастного типа. Его можно повысить, как уже отмечалось выше, с помощью диспергаторов, в частности гидравлического диспергатора ДГ-1, работающего на принципе соударения двух струй. При соударении в камере ограниченного объема двух высокоскоростных струй возникают кавитационные явления (кавитация – образование газовых пузырьков в результате уменьшения давления в быстродвижущейся жидкости), ультразвук и другие эффекты, интенсифицирующие процесс диспергирования. Однако диспергаторы являются весьма энергоемкими устройствами, в связи с чем за рубежом их стараются не применять. При этом промывочные жидкости высокого качества получают, используя гидравлические мешалки вихревого типа.
Гидравлическая мешалка вихревого типа состоит из приемной воронки, наружного цилиндра с выходным патрубком и внутреннего цилиндра с входным патрубком. Вода под давлением подается в патрубок и, благодаря его тангенциальному расположению, «закручивается» внутри цилиндра, образуя слой жидкости, внутри которого создается разряжение. В результате глинопорошок засасывается из прием-
342
ной воронки, захватывается быстровращающимся слоем жидкости, интенсивно в нем перемешивается (крупные агрегаты перетираются о стенки под действием центробежных сил), полученная суспензия, вращаясь по спирали, поднимается вверх и переливается в наружный цилиндр.
Кроме устройств, предназначенных для приготовления промывочных жидкостей, приемные емкости наземной циркуляционной системы буровой установки оснащаются еще и перемешивателями. Основная их функция – обеспечение равномерного распределения компонентов промывочной жидкости во всем объеме наземной циркуляционной системы.
Перемешиватели, как и мешалки, делятся на механические и гидравлические. Механические перемешиватели в общем виде состоят из электродвигателя, редуктора, вала и перемешивающего органа пропеллерного (ПМ) или турбиннопропеллерного типа (ПЛ), который располагается ближе ко дну приемной емкости. Действие гидравлических перемешивателей основано на использовании кинетической энергии струи промывочной жидкости, выходящей из насадки с высокой
скоростью.
Различают управляемые и неуправляемые гидравлические перемешиватели. Управляемые перемешиватели по своей сути представляют пожарный ствол с
рукояткой, поворотом которой можно направить струю промывочной жидкости в любую зону приемной емкости (4УПГ, ПГ).
Неуправляемые гидравлические перемешиватели работают по принципу сегнерова колеса, т. е. являются самовращающимися (ПГС).
4.10.2.Очистка промывочных жидкостей от шлама
Врезультате разрушения горных пород на забое скважины циркулирующая в ней промывочная жидкость непрерывно обогащается шламом, что приводит к росту плотности, вязкости и статического напряжения сдвига промывочной жидкости со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями:
•снижение механической скорости бурения и проходки на долото;
•снижение ресурса работы гидравлического оборудования (буровых насосов, вертлюгов);
•увеличениевероятностивозникновенияразличногородаосложнений, аварийидр. Увеличение содержания твердой фазы в промывочной жидкости на 1 % за счет
обогащения ее шламом снижает показатели работы долот на 7–10 % (главным образом за счет роста вязкости). Если к этому еще прибавить неизбежные затраты на регенерацию свойств промывочной жидкости вследствие обогащения ее шламом (разбавление водой, ввод реагентов – разжижителей и т. д.), то обязательность очистки промывочных жидкостей от шлама не вызывает никаких сомнений.
Следует отметить, что эффективная очистка промывочных жидкостей возможна только при искусственном ускорении оседания шлама, что легче всего достигается при вибрациях или за счет центробежного эффекта.
Из устройств, ускоряющих процесс очистки промывочных жидкостей за счет вибраций, наибольшим распространением как в нашей стране, так и за рубежом пользуется вибросито. Принцип действия вибросита заключается в следующем: выходящий из скважины поток промывочной жидкости поступает равномерным слоем на натянутую на вибрирующей раме сетку, шлам по наклонной сетке сбрасывается
343
за пределы вибросита, а очищенная промывочная жидкость протекает сквозь отверстия сетки в приемную емкость. Источником колебаний вибрирующей рамы является, как правило, электродвигатель и эксцентриковый вал, соединенный с электродвигателем клиноременной передачей. Амплитуда колебаний вибрирующей рамы обычно составляет от 3,5 до 8 мм, а частота – от 20 до 35 колебаний в секунду. Существуют и двухъярусные сита (с двумя сетками).
Основным показателем, определяющим степень очистки, пропускную способность вибросит, величину потерь промывочной жидкости со шламом и срок службы сеток, является размер их ячеек.
Степень очистки промывочной жидкости тем выше, чем меньше размер ячеек сетки. Но с уменьшением размера ячеек снижается пропускная способность сеток, уменьшается срок их службы, увеличиваются потери промывочной жидкости, сбрасываемой со шламом в отвал.
Пропускная способность сеток зависит еще и от целого ряда других факторов: площади фильтрующей поверхности, вязкости промывочной жидкости (увеличение вязкости с 10 до 20 мПа·с приводит к снижению пропускной способности на 30 %), фракционного состава шлама и его количества в промывочной жидкости (зависит от характера разбуриваемых пород и типа применяемого породоразрушающего инструмента), расхода промывочной жидкости и др.
На срок службы сеток большое влияние оказывает их натяжение (провисание не допускается).
Однако, даже лучшие конструкции вибросит обеспечивают удаление из промывочной жидкости не более чем 50 % выбуренной породы.
Для очистки промывочной жидкости от тонкодисперсного шлама используют устройства, ускоряющие его отделение за счет центробежного эффекта (центробежное ускорение в таких устройствах может более чем в 100 раз превышать ускорение свободного падения). Среди этих устройств наибольшим распространением пользуются гидроциклоны, которые способны отделять частицы шлама размером ≥ 0,03 мм.
Конструктивно гидроциклон представляет собой неподвижный аппарат, состоящий из цилиндрической, конической частей и патрубков: питающего, сливного и пескового. Промывочная жидкость, предварительно очищенная на вибросите, тангенциально (по касательной) вводится внутрь цилиндрической полости гидроциклона, за счет чего приобретает вихревое движение. Под действием центробежных сил частицы шлама отбрасываются к стенкам гидроциклона и опускаются по конусу в песковый патрубок (на сброс). Освободившаяся от шлама промывочная жидкость поднимается вверх.
Процессы, происходящие в гидроциклоне, настолько сложны, что математическая модель его работы до сих пор отсутствует. По этой причине оптимизировать его технические характеристики достаточно сложно. Производительность (пропускная способность) гидроциклона и степень очистки в нем промывочной жидкости взаимосвязаны и зависят от многих факторов: диаметра и длины цилиндрической части, угла конусности (обычно 14°–20°); соотношения диаметров питающего и пескового патрубков, давления промывочной жидкости на входе в гидроциклон и др.
Взависимости от минимального размера удаляемых частиц гидроциклоны подразделяют на пескоотделители (0,08…0,09 мм) и илоотделители (0,03…0,05 мм).
Вотечественной практике наибольшим распространением пользуется пескоотделители ПГ-50 (блок из 4 шт.) и илоотделители ИГ-45 (блок из 16 шт.).
344
Все детали гидроциклонов выполняются из абразивостойкого материала.
Для эффективной очистки промывочной жидкости необходимо последовательно использовать вибросито, пескоотделитель и илоотделитель, т. е. так называемую трехступенчатую систему очистки, обеспечивающую удаление из промывочной жидкости более 60 % выбуренной породы.
Значительную экономию средств, особенно при использовании дорогостоящих промывочных жидкостей, получают за счет применения четырехступенчатой системы очистки. Четвертой ступенью в этой системе является центрифуга (оптифуга).
Вобщем виде центрифуга включает в себя ротор цилиндроконической формы, который получает вращение от электродвигателя посредством клиноременной передачи. Частота вращения ротора составляет 1200…3000 об/мин. Внутри ротора соосно расположен шнек, который транспортирует шлам к окнам выгрузки ротора. Шнек вращается в ту же сторону, что и ротор, но с меньшей частотой. Именно разность в частотах вращения ротора и шнека обеспечивает принудительное перемещение шлама вдоль внутренней поверхности ротора. Вращение шнеку сообщается ротором через планетарный редуктор.
Из всех известных очистных устройств именно центрифуги обеспечивают наибольшую степень очистки промывочной жидкости от шлама (минимальный размер удаляемых частиц 0,01…0,002 мм).
4.10.3.Очистка промывочной жидкости от газа
Взависимости от концентрации газа в промывочной жидкости, выходящей из скважины, используют одноили двухступенчатую системы его удаления.
Двухступенчатая система удаления газа из промывочной жидкости осуществляется по следующей схеме: газовый сепаратор (грубая очистка) – дегазатор (тонкая очистка) – вибросито. Двухступенчатую систему используют при большой концентрации газа в промывочной жидкости или в том случае, если газ токсичен (как, например, сероводород).
При небольшой концентрации газа используют одноступенчатую систему его удаления, осуществляемую по следующей схеме: вибросито (частичная дегазация) – дегазатор.
Конструктивно газовый сепаратор представляет собой герметичный баллон объемом до 4 м3 с целым рядом патрубков: входным, газовым, сливным и шламовым. Входной патрубок расположен тангенциально. При тангенциальном вводе загазированной промывочной жидкости в сепаратор резко снижается скорость потока промывочной жидкости и поток приобретает вихревое движение (возникает центробежная сила). В связи с этим газовый сепаратор объединяет в себе два способа разрушения пузырьков газа: экранный, работающий на принципе резкого торможения потока; центробежный, работающий на принципе вращения потока промывочной жидкости. Сочетание этих способов и обеспечивает интенсивное выделение газа из жидкости (действуют силы инерции и гравитации).
Воснову работы используемых в бурении дегазаторов положен барометрический способ разрушения газовых пузырьков (изменение давления путем вакуумирования). При всех закрытых клапанах включается вакуум-насос. Как только разряжение достигает заданной величины, приемный клапан открывается и загазированная промывочная жидкость засасывается в камеру, где освобождается от газа, который
345
отсасывается вакуум-насосом. Когда уровень промывочной жидкости в камере достигает максимально допустимой высоты, открывается выпускной (соединяет камеру с атмосферой) и сливной клапаны.
Обычно используют двухкамерные дегазаторы, камеры которых работают последовательно (в одной – слив, в другой – всасывание).
4.11. Основы экологизации и оптимизации качества промывочных жидкостей
Экологизация – деятельность, направленная на предупреждение или предотвращение отрицательного воздействия на окружающую природную среду (ОПС).
Актуальность экологизации промывочных жидкостей:
•промывочная жидкость имеет весьма непродолжительный «жизненный цикл», в конце которого она, как правило, вся превращается в отходы;
•промывочная жидкость – химическая продукция, содержащая широкий ассортимент различных материалов, химических реагентов и добавок, попадание которых в ОПС потенциально таит в себе опасность проявления негативных последствий.
Опасность нанесения ущерба ОПС промывочными жидкостями и отработанными промывочными жидкостями (ОПЖ) связана с высокой вероятностью их попадания в различные объекты ОПС, токсичностью содержащихся в них химических веществ и высокой концентрацией последних.
Пути экологизации промывочных жидкостей:
•минимизация объемов буровых отходов и токсичности той их части, которая подлежит размещению в ОПС;
•применение экологически безопасных промывочных жидкостей.
Для снижения масштабов и степени загрязнения ОПС необходимо:
•исключить утечки промывочных жидкостей из всех элементов наземной циркуляционной системы (НЦС) скважины и из мест сбора образующихся отходов бурения;
•утилизировать (вторично использовать) отходы бурения путем применения в процессе сооружения скважины безамбарной технологии, заключающейся в непрерывной очистке промывочной жидкости от шлама, полном разделении определенной части промывочной жидкости на твердую и жидкую фазы, повторном использовании жидкой фазы на разбавление, приготовление новых порций промывочной жидкости и другие цели, а по окончании бурения – в отверждении обезвоженной твердой фазы с помощью различных вяжущих добавок, в частности цемента.
Недостатки безамбарной технологии:
•большинство существующих способов обезвреживания буровых отходов,
втом числе и их отверждение, являются дорогостоящими, энерго- и трудозатратными и в то же время недостаточно надежными;
•не исключается загрязнение ОПС и, прежде всего, подземных вод, содержащимися в промывочной жидкости вредными веществами из-за неизбежной ее фильтрации в околоствольное пространство скважины и возможного поглощения.
346
Вывод: более радикальным путем решения экологических проблем в бурении является разработка и использование экологически безопасных промывочных жидкостей.
В основе реализации этого пути лежит возможность:
•контроля токсичности промывочной жидкости на всех этапах ее «жизненного цикла» (от разработки рецептуры до размещения отходов бурения в ОПС);
•сохранения токсичности промывочной жидкости в течение этого цикла в пределах, не превышающих допустимых для ОПС.
В нашей стране основным показателем токсикологического нормирования содержания вредных веществ в компонентах ОПС является предельно допустимая концентрация (ПДК).
О степени опасности для ОПС промывочных жидкостей и их отходов принято судить по кратности превышения содержания в них отдельных компонентов над установленной для каждого из этих компонентов ПДК.
Недостатки оценки экотоксичности промывочных жидкостей по кратности отношения концентрации их ингредиентов к ПДК:
•промывочная жидкость обладает такими свойствами, которых нет и не может быть у составляющих ее частей, поэтому кратность отношения концентрации отдельных компонентов промывочной жидкости к установленной для каждого из них ПДК не может дать интегральной оценки экотоксичности, так как при этом не учитывается способность химических веществ в комбинациях и различных сочетаниях друг с другом усиливать (синергизм) или ослаблять (антагонизм) вредное воздействие на объекты ОПС;
•многие химические реагенты, особенно полимеры, в процессе бурения подвергаются термической, биологической и другим видам деструкции, приводящей к изменению их свойств, в связи с чем установленные для них ПДК не могут оставаться, как это принято сейчас, неизменными.
Наиболее реальным способом преодоления отмеченных выше недостатков является переход на биотестирование непосредственно самих промывочных жидкостей.
Суть биотестирования заключается в определении суммарного синергетического и антагонистического действия содержащихся в тестируемых средах токсических веществ на живые организмы (тест-объекты).
В качестве тест-объектов применяются микроорганизмы (водные бактерии), простейшие (инфузории), губки, кишечно-полостные (гидры), круглые черви (коловратки), кольчатые черви (пиявки), моллюски, членистоногие (дафнии, креветки), червеобразные или щупальцевые (мшанки), хордовые (рыбы) и др.
Показатель токсичности исследуемой среды, называемый тест-функцией, связывают с изменением характеристик тест-объекта в целом или его отдельных частей.
Наиболее распространенные тест-функции: выживаемость (гибель), скорость роста (интенсивность размножения), поведенческие реакции (двигательная активность, затаивание или иммобилизация), частота дыхания, степень плазмолиза (отделения содержимого клетки от клеточных стенок), частота сердцебиения, скорость регенерации (восстановления) отдельных органов, биолюминесценция и др.
Биотесты должны удовлетворять следующим требованиям:
347
•базироваться на использовании широко распространенных и легко культивируемых тест-объектов, которые, в свою очередь, должны иметь достаточно высокую чувствительность к широкому спектру загрязнителей;
•обеспечивать возможность четкой регистрации реакций тест-объектов на воздействие токсикантов;
•отличаться простотой и экспрессностью;
•обеспечивать высокую точность, воспроизводимость и достоверность результатов.
В нашей стране наиболее распространенным биотестом является «дафниевый тест».
Дафнии (рачки) имеют достаточно крупные размеры, позволяющие вести за ними визуальные наблюдения, легко культивируются в лабораторных условиях и обладают достаточно высокой чувствительностью к различным токсикантам (порог чувствительности 0,001…0,1 мг/л).
Суть «дафниевого теста» заключается в следующем: готовят 5–7 проб исследуемого токсиканта, отличающихся концентрацией, затем в подготовленные пробы помещают по 10 дафний и фиксируют число погибших рачков в каждой пробе через 1, 6, 24, 48, 78 и 96 часов с момента начала испытаний.
По результатам «дафниевого теста» определяют ЛК50 (LC50) – среднюю летальную концентрацию токсиканта (кратность разбавления тестируемой среды), при которой за 96 часов гибнет 50 % дафний.
В нашей стране массовая оценка экотоксичности промывочных жидкостей ни
спомощью узаконенного в 1990 г. «дафниевого теста», ни какого-либо иного биотеста не проводится.
В США обязательное токсикологическое биотестирование промывочных жидкостей и их компонентов проводится с 1985 г. Стандартным тест-объектом при этом являются мизидовые креветки. Критерием токсичности промывочных жидко-
стей служит LC50 – концентрация испытуемой среды (средней части отстоявшейся смеси промывочной жидкости с морской водой), при которой за 96 часов испытаний погибает 50 % креветок.
Основные недостатки биотестов с использованием креветок и дафний: высокая трудоемкость, большие затраты времени (96 часов) на получение результата.
Преодолеть эти недостатки можно лишь при инструментальной оценке воздействия токсикантов на биологический объект испытаний.
В нашей стране серийно выпускается прибор «Биотестер-2», в котором в качестве тест-объекта используются инфузории туфельки (Рaramecium сaudatum). Согласно технической характеристике прибор «Биотестер-2» представляет собой специализированный импульсный фотометр, позволяющий определять концентрацию живых движущихся клеток инфузорий в верхней (рабочей) части измерительной кюветы, помещаемой в кюветный модуль прибора.
Осуществляемый с помощью данного прибора стандартный биотест базируется на том, что для нормальной жизнедеятельности инфузории-туфельки необходим молекулярный кислород, который они получают в основном на границе раздела фаз жидкость–воздух. По этой причине она склонна перемещаться в верхние слои своей среды обитания. При отсутствии каких-либо раздражителей инфузории в этих слоях
348
находятся в постоянном беспорядочном движении, скорость которого при комнатной температуре составляет 2…2,5 мм/с.
Таблица 4.33
Классификация промывочных жидкостей по уровню токсичности (США)
Категория токсичности |
Значение LC50, промилле |
(частей на миллион или млн–1) |
|
Практически нетоксичные |
более 100 000 |
|
|
Слаботоксичные |
10 000–100 000 |
|
|
Умеренно токсичные |
1000–10 000 |
|
|
Токсичные |
10–1000 |
|
|
Сильно токсичные |
менее 10 |
|
|
В результате исследований, выполненных в ТПУ с целью создания методики оценки экотоксичности промывочных жидкостей на базе прибора «Биотестер-2», установлено следующее:
•в качестве тест-реакции необходимо использовать не избегание тестобъектом токсичной среды, а его двигательную активность в ней;
•тест-реакцию инфузории-туфельки следует оценивать в таких пределах концентрации токсиканта, которые соответствуют стадии «угнетение», т. е. вызывают снижение двигательной активности клеток;
•в стадии «угнетение» двигательная активность тест-объекта зависит от концентрации токсиканта, причем для самых различных химических веществ эта зависимость имеет явно выраженный линейный характер и выходит из начала координат.
Установленная взаимосвязь между двигательной активностью тест-объекта и концентрацией тестируемого вещества позволяет характеризовать его экотоксичность следующим показателем:
Кт = Ст/Sа, |
(4.118) |
где Кт – коэффициент экотоксичности, мг/л (млн–1) / %; Ст – концентрация токсиканта во взвеси клеток тест-объекта, мг/л (млн–1); Sа – степень снижения двигательной активности тест-объекта, %.
Sа = (1 – Пт/Пк) 100, |
(4.119) |
где Пк – показания прибора для исходной взвеси клеток (контрольные), усл. ед.; Пт – показания прибора при введении в исходную взвесь клеток токсиканта, усл. ед.
349
Из анализа формулы (4.119) следует, что при Пт = Пк Sа = 0 %, а при Пт = 0 Sа = 100 %, т. е. возможное изменение степени снижения двигательной активности клеток находится в пределах от 0 до 100 %.
Рекомендуется по возможности в максимально идентичных условиях проводить от трехдопятиповторныхиспытанийоднойитойжесреды, производяотбраковкурезковыделяющихся значений степени снижения двигательной активности тест-объекта известными методами математической статистики. При этом концентрацию токсиканта в испытаниях желательно выбирать такой, чтобы степень снижения двигательной активности тест-объекта (Sа) находилась в пределах 20–80 %. При Sа меньшей 20 % и большей 80 % возможно искажение результатов из-за явлений, обусловленных соответственно стимуля- циейдвигательнойактивностииплазмолизомклетоктест-объекта.
Продолжительность одного испытания составляет 30 мин.
Методика биотестирования (патент 2112977 РФ), разработанная в ТПУ, пригодна для оценки экотоксичности как промывочных жидкостей и их компонентов, так и различных отходов бурения. Причем это справедливо не только к гидросфере, но и по отношению к почве и атмосфере, т. е. ко всем компонентам ОПС.
Все это делает данную методику действительно незаменимым инструментом для решения экологических проблем в бурении.
Эффективность процесса промывки скважин в значительной степени определяет затраты средств и времени не только на собственно бурение, но и на ликвидацию его негативных для ОПС последствий. Эти последствия связаны, прежде всего, с образованием больших объемов отходов, главными источниками которых являются промывочные жидкости (ПЖ) и загрязняемая ими разрушенная горная порода (РГП), а также с содержанием в отходах различных химических реагентов, что обусловливает токсичность отходов по отношению к биологическим объектам ОПС (экотоксичность).
Анализ влияния различных факторов на формирование объема основных отходов бурения свидетельствуют о том, что большинство из этих факторов являются управляемыми.
Об экологичности той или иной технологии можно судить по объемам и экотоксичности отходов, подлежащих размещению в ОПС.
Для оценки достигнутого уровня экотехнологии промывки скважин, сравнения ее возможных альтернативных вариантов и выбора из них наиболее предпочтительного, предлагается руководствоваться следующим критерием:
Кэт = argmin(У/Vпн), |
(4.120) |
где Кэт – критерий, характеризующий уровень экотехнологии промывки скважин, руб./м3; Vпн – номинальный плановый объем горной породы, разрушаемой в процессе бурения, м3; У – ущерб, причиняемый ОПС основными отходами бурения, руб.
Номинальный плановый объем породы, разрушаемой при сооружении отдельной скважины, может быть определен по формуле
m |
|
k |
|
Vпн = 0,785[Σ Dнi2Lнi |
− ΣDкj2Lкj], |
(4.121) |
|
i = |
1 |
j = 1 |
|
где m – число интервалов скважины, разбуриваемых породоразрушающим инструментом (ПРИ) разного диаметра; Dнi – диаметр ПРИ в i-м интервале бурения, м;
350
