Спосіб вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і система інженерного захисту для його здійснення

1. Спосіб вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод, за яким в межах плями забруднення бурять щонайменше одну свердловину, яку обладнують водопідіймальним заглибним електронасосом і установленим з меншим заглибленням нафтовим заглибним електронасосом, після чого відкачують водопідіймальним електронасосом воду до утворення на поверхні розділу фаз: нафтопродукти-вода, депресійної вирви і накопичення нафтопродуктів у ній, а потім нафтовим електронасосом селективно витягають їх, який відрізняється тим, що у свердловині, безпосередньо після її буріння, додатково установлюють тимчасову обсадну колону із труб великого діаметра, а водопідіймальний та нафтовий електронасоси розміщують у водопідйомній та нафтопідйомній секції, відповідно, при цьому кожна секція виконана у вигляді автономної фільтрової колони, нижня частина якої оснащена фільтром, після чого порожнину тимчасової обсадної колони обсипають уламковим фільтруючим матеріалом, а потім труби обсадної колони витягають зі свердловини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як уламковий фільтруючий матеріал використовують гравій або щебінь. 2 (19) 1 3 Група винаходів, що заявляється, відноситься до екології й призначена для ліквідації техногенних скупчень нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і запобігання скиданню нафтопродуктів у відкриті водойми й водозабірні горизонти, а також для мінімізації вмісту розчинених нафтопродуктів у зворотних водах систем інженерного захисту на території підприємств нафтопромислового комплексу. Відомий спосіб вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і система інженерного захисту, яка використовується для реалізації способу (див. авт. свід. CPCP № 1657624, М. кл. Е21В 43/00, опубл. 23.06.1991). Зазначений спосіб включає локалізацію забруднення шляхом створення в зоні забруднення вирв депресії, створюваних у шарі нафтопродукту на поверхні ґрунтових вод шляхом його відбору з нижнього рівня на межі розділу фаз: нафтопродукти-вода у кожній з видобувних свердловин, обладнаних забірним пристроєм, що представляє собою тонкостінний циліндр із днищем, що підвішується точно на межі розділу фаз. Використовувана за авт. свід. CPCP № 1657624 система інженерного захисту пов'язана з необхідністю виконання принаймні однієї видобувної свердловини, оснащеної забірним пристроєм для вилучення рідких нафтопродуктів. Недоліками відомого технічного рішення є складність реалізації через необхідність використання спеціального забірного пристрою й трудомісткості процесу настроювання для точного його розташування у видобувній свердловині, а також відсутність гідродинамічного обґрунтування просторового компонування системи інженерного захисту. При недотриманні обґрунтованої розрахунком точності підвіски забірний пристрій або заповнюватиметься водою, що призводить до вторинного забруднення ґрунтових вод, або, при розташуванні забірного пристрою з певним допуском вище рівня розділу фаз, технічне рішення принципово непрацездатне для тонкошарових скупчень, товщина яких знаходиться в межах границь зазначеного допуску. Разом із тим, у відомому способі й відомій системі інженерного захисту відсутня можливість автоматичного контролю динаміки зміни гідродинамічних умов накопичення води й рідких нафтопродуктів у свердловині й адаптивній реакції на зміни, що відбуваються, що приводить до зниження продуктивності відомого технічного рішення й зниженню ступеня очищення ґрунтових вод, що вилучають, від нафтопродуктів. Відомий спосіб вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і система інженерного захисту (див. патент України № 29967, М. кл. C02F 1/00, опубл. 16.04.2001), що характеризується вилученням нафтопродуктів і води з окремих свердловин. Відповідно до відомого способу в межах плями забруднення бурять, щонайменше, дві свердловини, у кожній з яких розміщають або водопідіймальний, або нафтовий заглибний електронасос, після чого відкачують водопідіймальним електронасосом воду до утворення депресійної вирви й накопичення нафтопродуктів у вирві, а 90923 4 потім нафтовим електронасосом вилучають їх. Система інженерного захисту характеризується просторовим роз'єднанням точок відбору води й нафтопродуктів., що призводить до зниження вмісту розчинених нафтопродуктів у зворотних водах. Однак зазначена система інженерного захисту потребує буріння, як мінімум, двох свердловин, що пов'язано з додатковими капітальними витратами. Розміщення свердловин здійснюється за індивідуальними схемами, що потребує додаткових геодезичних вишукувань, тому використання відомої системи інженерного захисту доцільно на великих об'єктах при широкомасштабних забрудненнях. Відомі спосіб вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і система інженерного захисту для його здійснення, прийняті як прототип до групи винаходів, що заявляється (див. патент України № 30715, М. кл. C02F 1/00, опубл. 15.05.2001). Відповідно до відомого способу за зазначеним патентом, в межах плями забруднення бурять, щонайменше, одну свердловину, яку обладнують водопідіймальним заглибним електронасосом і установленим з меншим заглибленням нафтовим заглибним електронасосом, після чого відкачують водопідіймальним електронасосом воду до утворення на поверхні розділу фаз: нафтопродуктивода депресійної вирви й накопичення нафтопродуктів у ній, а потім нафтовим електронасосом селективно витягають їх. Відома система інженерного захисту, наведена в описі до зазначеного патенту України № 30715, містить свердловину, обладнану нафтовим та водопіднімальним електронасосами. Розміщення нафтового та водопіднімального електронасосів у загальній свердловині забезпечує економію капітальних витрат на буріння й облаштованість свердловини. Заглибні електронасоси встановлені один над одним і обладнані відповідними системами автономного спостереження й керування. При цьому обидва електронасоса знаходяться у межах загального для них простору усередині обсадної колони, заповненої флюїдом (водою й нафтопродуктом). Селективне вилучення рідин забезпечується за рахунок автоматичного включення обох електронасосів у той період, коли водопіднімальний електронасос знаходиться нижче поверхні рівня розділу фаз: нафтопродукти-вода, створюючи депресійну вирву, у якій накопичуються нафтопродукти, а нафтовий електронасос знаходиться вище рівня розділу фаз. Недоліком відомих способу й системи інженерного захисту є виникнення зони емульгування поблизу межі розділу фаз при включенні кожного з насосів. Диференціація рідин і зникнення зони емульгування відбуваються швидко, але при цьому за рахунок збовтування частина нафтопродуктів переходить у форму дійсного водяного розчину, що спричиняє необхідність додаткового очищення зворотних вод і, відповідно, знижує економічні показники процесу санації, підвищуючи енергоємність відомого способу. Задачею цієї групи винаходів є розробка спо 5 собу вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод і створення системи інженерного захисту для здійснення зазначеного способу, що забезпечують високий ступінь очищення ґрунтових вод, які вилучають, від нафтопродуктів, за рахунок мінімізації вторинного забруднення ґрунтових вод рідкими нафтопродуктами. Рішення поставленої задачі, у частині способу, забезпечується тим, що у відомому способі вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод, відповідно до якого в межах плями забруднення бурять, щонайменше, одну свердловину, яку обладнують водопідіймальним заглибним електронасосом і установленим з меншим заглибленням нафтовим заглибним електронасосом, після чого відкачують водопідіймальним електронасосом воду до утворення на поверхні розділу фаз: нафтопродукти-вода депресійної вирви й накопичення нафтопродуктів у ній, а потім нафтовим електронасосом селективно витягають їх, згідно до винаходу, у свердловині, безпосередньо після її буріння, установлюють тимчасову обсадну колону із труб великого діаметра, а водопідіймальний та нафтовий електронасос розміщують у водопідйомній та нафтопідйомній секції, відповідно, при цьому кожна секція виконана у вигляді автономної фільтрової колони, нижня частина якої постачена фільтром, після чого порожнину тимчасової обсадної колони обсипають уламковим фільтруючим матеріалом, після чого труби обсадної колони витягають зі свердловини. Заповнення свердловини уламковим фільтруючим матеріалом дозволяє запобігти виникненню зони емульгування поблизу межі розділу фаз при включенні кожного з електронасосів і одержати технічний результат, який полягає у досягненні високого ступеня очищення ґрунтових вод, що вилучають, від нафтопродуктів. У окремому варіанті реалізації заявленого способу в якості уламкового фільтруючого матеріалу використовують гравій або щебінь. Рішення поставленої задачі, у частині пристрою, забезпечується тим, що у відомій системі інженерного захисту для вилучення рідких нафтопродуктів з поверхні ґрунтових вод, що містить свердловину, обладнану нафтовим та водопіднімальним електронасосами, згідно до винаходу, свердловина постачена водопідйомною й нафтопідйомною секціями, які містять водопіднімальний і нафтовий електронасоси, відповідно, та заповнена уламковим фільтруючим матеріалом, при цьому водопідйомна й нафтопідйомна секції виконані у вигляді фільтрових колон, у нижній частині яких змонтовані фільтри, кожний з яких містить голову й башмак, при цьому фільтр водопідйомної секції розташований на глибині, що відповідає рівню розділу фаз: нафтопродукти-вода, а фільтр нафтопідйомної секції розміщений вище рівня розділу фаз. В оптимальному варіанті виконання системи інженерного захисту величину заглиблення-голови фільтра водопідйомної секції щодо поверхні землі визначають за наступною залежністю: hв>Нв+mемв (1) де hв - величина заглиблення голови фільтра во 90923 6 допідйомної секції, м; Нв - розрахункове положення рівня розділу фаз, м; mемв - потужність зони емульгування у водопідйомній секції при одночасній роботі водопіднімального й нафтового електронасосів у свердловині, м, а величину заглиблення башмака фільтра нафтопідйомної секції щодо поверхні землі розраховують у такий спосіб: Ннп+mнп YНП/YВ