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Sentinel抑尘剂可牢牢抓住粉尘

Sentinel抑尘剂可牢牢抓住粉尘

Sentinel抑尘剂可将粉尘锁死在砂粒上,控制可吸入二氧化硅的浓度低于OSHA新标准。

来自丨E&P
编译丨TOM

2016年,职业安全与健康管理局(OSHA)提出了控制可吸入二氧化硅的新标准。这将要求压裂砂供应商、运输商以及消费者实施符合OSHA 1910.1053号标准的解决方案。该标准规定,雇主应确保员工不会暴露在可吸入二氧化硅浓度超过50微克/立方米空气的环境中。允许的暴露限值(PEL)为8小时的时间加权平均值。

雇主必须进行暴露评估,实施医疗监督计划,并在必要时执行工程控制,以确保员工有一个安全的工作环境。这些要求于6月23日对水力压裂行业生效。

虽然PEL设定为50微克/立方米空气,但25微克/立方米空气的作业水平是压裂砂用户的重要目标。如果雇主可以证明可吸入二氧化硅浓度低于作业水平,则无需执行医疗监督与工程控制。

机械与化学粉尘控制

砂工业的防尘解决方案可分为机械与化学两大类。机械解决方案,例如真空吸尘系统,仅在砂生命周期中的单个点有效。当砂粒通过皮带或气动输送时,会发生磨蚀,这通常会产生更多的可吸入二氧化硅。因此需要在砂矿、砂转移点(转运点)以及井场建立单独的控制机制。

此外,机械解决方案收集的可吸入二氧化硅粉尘,需进一步妥善处理。该方案还存在其他问题,包括机械系统故障、设备维护以及人员暴露。所有这些最终都会增加用户的成本。

化学粉尘控制解决方案可在砂供应链的第一阶段实现一次性应用,并保持有效,直到砂粒被泵入井下。如果在砂矿上施加化学抑尘剂,则无需在转移点或井场采取进一步的措施。并且无需收集二氧化硅粉尘,免除额外的处理。

综合防尘

Hexion公司的Sentinel抑尘剂是一种经济型系统,旨在将可吸入二氧化硅含量降低至低于OSHA新标准的水平。设计的输送系统可在砂粒上覆盖一层抑尘剂。这不仅能捕获小颗粒与灰尘,还能减少输送过程中由于磨蚀而产生的可吸入二氧化硅。

该化学溶液对100目以内的所有砂粒都有效。化学式输送系统占地面积小,可配置为移动或固定装置。它可以部署在砂粒从砂矿至井口整个生命周期的任何阶段。

将Sentinel粉尘抑制剂处理过的砂粒进行球磨,以模拟砂粒在多次输送过程中可能遇到的破坏。在球磨试验中,将砂粒放入带有大陶瓷球的旋转圆筒中,该陶瓷球可将砂粒碾碎。我们在不同的时间间隔内进行浊度测量,以确定产生的新尘埃量。图1展示了这些测试的结果。用Sentinel粉尘抑制剂处理的100目砂粒保持了较低的粉尘含量,而未处理的100目砂粒在每个时间段都会增加粉尘含量。Sentinel抑尘剂与最常用的压裂添加剂兼容。

Sentinel抑尘剂可牢牢抓住粉尘

图1. 球磨试验的结果证明了Sentinel在砂粒输送过程中的有效性。

应用系统

Sentinel抑尘剂是一种即用型化学品,无需混合系统或进行稀释。应用机制只需压缩空气,并且可配置成适用于任何垂直下落的支撑剂。化学式输送系统占地面积小,完全可以安装于拖车上,因此能够实现灵活运输。

高速处理流程旨在支持业内最快的装载时间。该应用系统已进行了装载速率高达750000磅/小时的测试。这还尚未达到该设备的最大装载速率。

因为这种化学物质是雾化后使用的,所以少量的抑尘剂就可以处理大量的砂粒。一袋标准尺寸的化学剂可有效处理约1 MMlb的砂粒。实际涂敷量可以根据砂的初始粉尘含量而变化。

现场实验

目前已经在现场进行了多次试验,来证明抑尘剂控制可吸入二氧化硅的有效性。其中在德克萨斯州中部的一个铁路场地进行了上述测试。经处理与未经处理的100目砂粒通过移动式输送机从一辆卡车输送至一个打开的滚砂箱(图2)。并允许砂粒从约7米(25英尺)的高度自由落下。然后使用测量仪器记录产生可吸入二氧化硅的数量。如图3,用防尘剂处理的100目砂的可吸入二氧化硅浓度为16微克/立方米的空气,而未处理的100目砂的可吸入二氧化硅浓度为1470微克/立方米的空气。

Sentinel抑尘剂可牢牢抓住粉尘

图2. Sentinel防尘涂敷器用于砂矿(左)并连接至移动式输送机(右)。

Sentinel抑尘剂可牢牢抓住粉尘

图3. 通过对比处理过的100目砂与未处理的100目砂,可以轻易看到结果。

在同样位于德克萨斯州的砂矿进行了一项处理试验。在矿山设施的装载区域前,将涂敷器固定于垂直下落的砂粒处。涂敷器能够有效地处理40/70目砂,且不会影响装载速率。

利用Sentinel抑尘剂处理过的砂粒也可为油井生产带来益处。二氧化硅粉尘颗粒本质上是支撑剂的细粒。由于粉尘颗粒被涂层固定,它们无法运移通过支撑剂充填层,进而不会阻塞烃的流动通道。

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