Ways to improve safety of a pumping-circulatory system of a drilling rig

Purpose. To modernize a pumping-circulatory system of a drilling rig in order to improve the environmental safety data, reliability, and convenience during oil well construction. Methods. Methods of system analysis of the conditions and use of different design features of facilities and equipment of pumping-circulatory systems for well washing with muds have been applied. Computer modeling has been performed to assess the risks of pumping-circulatory station operation; theoretical and experimental data have been evaluated and generalized to develop environmentally friendly pumping-circulatory system. Findings. Improved design of a pumping-circulatory system which components are made of elastic (e.g. rubber-textile) materials has been proposed; the design provides air-tightness and prevents harmful substances from penetrating into the environment. Modernized pumping-circulatory system allows obtaining efficient operation results since it meets following requirements: quick readjustment to the drilling mode under certain conditions; minimum time for transportation to the operating site, assembling and disassembling; compactness and mobility; convenient and safe labor conditions for the personnel; and considerable damage-resistance. Originality. The paper demonstrates the approach aimed at the increase of environmental safety level, labor protection, and efficiency of operating processes in terms of pumping-circulatory system based on stage-by-stage study of different sections of the equipment, technological processes, and impact of the related substances. The research has made it possible to determine the ways for the improvement of separate equipment units as well as to define their positioning and provide proper operation modes. That approach, aimed at the increase of the environmental safety level of the industry, is appropriate to be applied at other stages of the life cycle of oil and gas industry.Мета. Вдосконалення насосно-циркуляційної системи бурової установки для покращення показників екологічної безпеки, надійності та зручності при спорудженні нафтогазових свердловин. Методика. Використано методи системного аналізу умов і досвіду експлуатації різноманітних конструктивних особливостей пристроїв та обладнання насосно-циркуляційних систем для промивання свердловин буровими розчинами. Проведено комп’ютерне моделювання оцінки ризиків при роботі насосно-циркуляційної системи, а також оцінювання й узагальнення теоретичних та експериментальних даних для можливості створення екологічно безпечної насосно-циркуляційної системи. Результати. Запропоновано вдосконалену схему насосно-циркуляційної системи, особливостями якої є виконання складових з еластичного матеріалу (наприклад, гумовотканинного), який забезпечує герметичність та ізоляцію шкідливих речовин від потрапляння в навколишнє середовище. Модернізована насосно-циркуляційна система, з точки зору досягнення ефективних виробничих результатів, задовольняє наступні вимоги: оперативно переналагоджується на метод буріння, який відповідає конкретним умовам; має мінімальні витрати часу на перевезення до місця роботи, монтаж і демонтаж; є компактною для підвищення маневреності; має комфортні та безпечні умови праці для обслуговуючого персоналу; володіє мінімальною схильністю до ушкоджень. Наукова новизна. В роботі продемонстровано підхід для підвищення рівня екологічної безпеки, охорони праці та якості виробничих процесів на прикладі насосно-циркуляційної системи, який базується на поетапному дослідженні різних ділянок обладнання, технологічних процесів і впливу речовин, що їх супроводжують. Це дало можливість встановити напрями вдосконалення обладнання: підібрати найбільш відповідні матеріали для виконання окремих одиниць обладнання, визначити їх розташування та забезпечити необхідні режими роботи. Такий підхід для підвищення рівня екологічної безпеки доцільно використовувати й на інших етапах життєвого циклу нафтогазової галузі. Практична значимість. Запропонована насосно-циркуляційна система потребує мінімальних фінансових витрат на транспортування, монтаж, експлуатацію, обслуговування й демонтаж.Цель. Совершенствование насосно-циркуляционной системы буровой установки для улучшения показателей экологической безопасности, надежности и удобства при сооружении нефтегазовых скважин. Методика. Использованы методы системного анализа условий и опыта эксплуатации различных конструктивных особенностей устройств и оборудования насосно-циркуляционных систем для промывки скважин буровыми растворами. Проведено компьютерное моделирование оценки рисков при работе насосно-циркуля-ционной системы, а также оценка и обобщение теоретических и экспериментальных данных для возможности создания экологически безопасной насосно-циркуляционной системы. Результаты. Предложена усовершенствованная схема насосно-циркуляционной системы, особенностями которой является выполнение составляющих из эластичного материала (например, резинотканевого), обеспечивающего герметичность и изоляцию вредных веществ от попадания в окружающую среду. Модернизированная насосно-циркуляционная система, с точки зрения достижения эффективных производственных результатов, удовлетворяет следующим требованиям: оперативно переналаживается на метод бурения, который соответствует конкретным условиям; имеет минимальные затраты времени на перевозку до места работы, монтаж и демонтаж; является компактной для повышения маневренности; имеет комфортные и безопасные условия труда для обслуживающего персонала; обладает минимальной склонностью к повреждениям. Научная новизна. В работе продемонстрирован подход для повышения уровня экологической безопасности, охраны труда и качества производственных процессов на примере насосно-циркуляционной системы, основанный на поэтапном исследовании различных участков оборудования, технологических процессов и влиянии сопровождающих веществ. Это позволило установить направления совершенствования оборудования: подобрать наиболее подходящие материалы для выполнения отдельных единиц оборудования, определить их расположение и обеспечить необходимые режимы работы. Такой подход для повышения уровня экологической безопасности целесообразно использовать и на других этапах жизненного цикла нефтегазовой отрасли. Практическая значимость. Предложенная насосно-циркуляционная система требует минимальных финансовых затрат на транспортировку, монтаж, эксплуатацию, обслуживание и демонтаж.Authors of the paper express their gratitude to the Rector of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Academician of the National Academy of Sciences of Ukraine, Doctor of Technical Sciences, Professor Yevstakhii Ivanovych Kryzhanivskyi for his assistance in the research

Research into the process of preparation of Ukrainian coal by the oil aggregation method

We conducted a study into concentration of Donetsk coal with varying degrees of coalification – anthracite and grade G – by the method of oil aggregation. We determined the character of impact of the following factors on the results of oil aggregation of coal: the ash content of original coal, pulp agitation duration, pulp density, consumption and type of reagent-binder. The research demonstrated a possibility of effective preparation of finely- and thinly dispersed Donetsk coal the size of 0–0.1; 0–1(2) mm and ash content from 10–15 % to 65–70 % by the method of oil aggregation. In this case, it was established that with an increase in the ash content of original coal, the process of oil aggregation displays a capacity of self-leveling. By reducing the speed of aggregation, it is possible to attain practically stable technological results over the entire examined range of ash content of original coal – from 10–15 % to 65–70 %. Obtained results substantiate the possibility of employing the process of oil aggregation for the re-preparation of waste, in particular, waste of flotation and gravitation separation of coal preparation.Досліджено збагачення донецького вугілля різного ступеня вуглефікації масляною агрегацією. Встановлено вплив на результати процесу зольності вугілля, тривалості агітації, густини пульпи, витрат і виду реагенту. Показано можливість ефективного збагачення вугілля крупності 0–0,1 (2) мм, зольності 10–70 % і самовирівнювання масляної агрегації при збільшенні зольності. Обгрунтовано застосування масляної агрегації для перезбагачення відходів флотації

Research into the process of preparation of Ukrainian coal by the oil aggregation method

We conducted a study into concentration of Donetsk coal with varying degrees of coalification – anthracite and grade G – by the method of oil aggregation. We determined the character of impact of the following factors on the results of oil aggregation of coal: the ash content of original coal, pulp agitation duration, pulp density, consumption and type of reagent-binder. The research demonstrated a possibility of effective preparation of finely- and thinly dispersed Donetsk coal the size of 0–0.1; 0–1(2) mm and ash content from 10–15 % to 65–70 % by the method of oil aggregation. In this case, it was established that with an increase in the ash content of original coal, the process of oil aggregation displays a capacity of self-leveling. By reducing the speed of aggregation, it is possible to attain practically stable technological results over the entire examined range of ash content of original coal – from 10–15 % to 65–70 %. Obtained results substantiate the possibility of employing the process of oil aggregation for the re-preparation of waste, in particular, waste of flotation and gravitation separation of coal preparation.Досліджено збагачення донецького вугілля різного ступеня вуглефікації масляною агрегацією. Встановлено вплив на результати процесу зольності вугілля, тривалості агітації, густини пульпи, витрат і виду реагенту. Показано можливість ефективного збагачення вугілля крупності 0–0,1 (2) мм, зольності 10–70 % і самовирівнювання масляної агрегації при збільшенні зольності. Обгрунтовано застосування масляної агрегації для перезбагачення відходів флотації

Quality of Life of Patients with Chronic Kidney Disease Receiving Hemodialysis with Concomitant Chronic Heart Failure and without It

Number of patients treated with methods of renal replacement therapy (RRT) in Ukraine is growing faster than world population (growth rate – 7%), while the growth rate of the same indicator in Europe is 2%. Long-term RRT is accompanied by the progression of cardiovascular disease (CVD) in this population of patients. CVD significantly worsens the prognosis of survival and quality of life (QOL) of patients and increases the cost of treatment.The objective of our research was to investigate the quality of life of patients with chronic kidney disease with concomitant chronic heart failure and without it who were under hemodialysis (HD) outpatient treatment.Materials and methods. The study included 88 patients who were treated with outpatient HD in the department of extracorporeal detoxification methods in the Ivano-Frankivsk Regional Hospital. The average age of the patients was 50.8 ± 5.85, the median of HD treatment duration constituted 5.58±1.32 years. The examined patients included 47 (53.4%) men and 41 (46.65%) women. Patients were divided into two groups. The I group consisted of patients on dialysis with no signs of chronic heart failure (CHF). The II group included patients who needed RRT with defined FC III CHF IIA. A specific questionnaire Kidney Disease Quality of Life Short Form (KDQL - SFТМ) was used to assess QOL of patients with lost renal function.Results of the research. Direct correlation between total QOL index and albumin levels (r=+0.32), total protein (r=+0.54) was observed. C-reactive protein negatively correlated with QOL (r=−0.51). The presence of CHF in patients on HD was found to limit the full life much stronger than in patients with isolated terminal CKD. Higher level of perception of QOL was marked in patients with HD compared with patients on HD with concomitant CHF.Conclusions. The results make possible not only to ascertain differences in QOL, but also provide an opportunity to improve QOL adjusting CHF therapy and achieve control over the chronic inflammation syndrome

Development of Mathematical Models of Gas Leakage and Its Propagation in Atmospheric Air at an Emergency Gas Well Gushing

The study tackles the development of new mathematical means for determining distribution in space and time of technogenic load on atmospheric air as a result of non-burning gas well gushing. To date, modeling is the only tool for studying and solving pressing problems of environmental safety in operation of gas condensate fields. This is especially true for those issues that cannot be solved in practice, such as studying causes and predicting occurrence of emergencies with a low probability of occurrence but with heavy devastating consequences. Drawbacks of the existing mathematical models and methods which make impractical their use in modeling atmospheric pollution in the case of non-burning gas well gush were pointed out. The problem of forecasting the level and distribution of atmospheric air pollution in open gash of a gas well involves two steps: determining amount of gas releases, their parameters and composition; calculation of harmful substance scatter in the near-surface atmosphere. Physical peculiarities of the gas mixture movement through the well and distribution of pollutants in atmospheric air during non-burning well gushing were studied. Mathematical models of stationary and burst release of a mixture of gases from a well were constructed as differential equations with corresponding initial and boundary conditions. These models take into account all major factors affecting intensity of the gas mixture flow during an emergency gushing and adequately describe the process. A new mathematical model of pollutant spread in atmospheric air during release from a well has been constructed. This model, unlike the existing ones, is a set of three analytical dependences describing distribution of contaminants in space and time in the case of burst, short-term and continuous releases, respectively. The results of mathematical calculations were compared with the data of field measurements of concentration of pollutants that were part of the gas flow during emergency release at a gas condensate field in Poltava region. It was established that the modeling error did not exceed 15% for all substances under study. This comparison has confirmed high adequacy of the developed models and the possibility of their application to solving a wider (compared to existing models) class of problems related to monitoring the atmospheric air in the territories of gas wells under various release conditions, meteorological characteristics, and the drilling rig operation condition