DE102021000568A1

DE102021000568A1 - Method and apparatus for treating and reusing drilling mud

Info

Publication number: DE102021000568A1
Application number: DE102021000568.6A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Wiederverwendung von bei im Spülbohrverfahren erzeugten Erdbohrungen anfallendem Bohrschlamm, wobei der Bohrschlamm einer Feststoffe (30) mit einer Korngröße oberhalb einer ersten, größeren Grenzgröße aus dem Bohrschlamm abtrennenden Siebung unterworfen wird, wobei anschließend von dem verbleibenden Bohrschlamm mittels eines weiteren Trennschritts Feststoffe (50) mit einer Korngröße oberhalb einer zweiten, kleineren Grenzgröße abgetrennt werden und wobei der dann verbleibende Bohrschlamm erneut als Spülflüssigkeit verwendet wird.Das Verfahren gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Trennschritt der Bohrschlamm durch wenigstens einen Zyklon (4) gepumpt wird, dass die darin vom Bohrschlamm abgetrennten Feststoffe (50) mit einem Teilstrom des dem wenigstens einen Zyklon (4) zugeführten Bohrschlamms abgeführt werden und dass der dann verbleibende Bohrschlamm als Spülflüssigkeit einem Spülflüssigkeitsvorlagetank (2) zugeführt wird.Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Aufbereitung und Wiederverwendung von Bohrschlamm.The invention relates to a method for the processing and reuse of drilling mud produced in earth drillings produced using the directional drilling method, the drilling mud being subjected to a sieving which separates solids (30) with a grain size above a first, larger limit size from the drilling mud, the remaining drilling mud then being removed by means of in a further separation step, solids (50) with a grain size above a second, smaller limit size are separated and the drilling mud then remaining is used again as flushing liquid.The method according to the invention is characterized in that in the second separation step the drilling mud is passed through at least one cyclone (4th ) is pumped, that the solids (50) separated from the drilling mud therein are discharged with a partial flow of the drilling mud fed to the at least one cyclone (4) and that the drilling mud then remaining is conveyed as flushing liquid to a flushing liquid storage tank ( 2) is supplied. The invention also relates to a device (1) for processing and reusing drilling mud.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Wiederverwendung von bei im Spülbohrverfahren erzeugten Erdbohrungen anfallendem, eine Mischung aus Spülflüssigkeit und Bohrgut bildendem Bohrschlamm, wobei der aus einem oberen Bohrlochende einer Erdbohrung austretende Bohrschlamm einer Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb einer ersten, größeren Grenzgröße aus dem Bohrschlamm abtrennenden Siebung unterworfen wird, wobei anschließend von dem verbleibenden Bohrschlamm mittels eines weiteren Trennschritts Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb einer zweiten, kleineren Grenzgröße abgetrennt werden und wobei der von Feststoffen befreite Bohrschlamm erneut als Spülflüssigkeit verwendet wird.The present invention relates to a method for the treatment and reuse of drilling mud, which is a mixture of drilling fluid and drill cuttings and is produced in earth drillings produced using the flush drilling method Drilling mud is subjected to separating screening, solids with a grain size above a second, smaller limit size then being separated from the remaining drilling mud by means of a further separation step and the drilling mud freed from solids being used again as flushing liquid.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Aufbereitung und Wiederverwendung von bei im Spülbohrverfahren erzeugten Erdbohrungen anfallendem, eine Mischung aus Spülflüssigkeit und Bohrgut bildendem Bohrschlamm, mit einem Sieb als erste Trennstufe, mittels welchem aus dem aus einem oberen Bohrlochende der Erdbohrung zur Vorrichtung geführten Bohrschlamm Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb einer ersten, größeren Grenzgröße abtrennbar sind, mit einer weiteren Trennstufe, mittels welcher anschließend aus dem verbleibenden Bohrschlamm Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb einer zweiten, kleineren Grenzgröße abtrennbar sind, und mit einem Auslass, über welchen der von Feststoffen befreite Bohrschlamm erneut einer Verwendung als Spülflüssigkeit zuführbar ist. The invention also relates to a device for the processing and reuse of drilling mud, which is a mixture of mud and drill cuttings and is produced in earth drillings produced using the flush drilling method, with a sieve as the first separation stage, by means of which solids are removed from the drilling mud fed from an upper end of the drilling hole to the device a grain size above a first, larger limit size can be separated, with a further separation stage, by means of which solids with a grain size above a second, smaller limit size can then be separated from the remaining drilling mud, and with an outlet via which the drilling mud freed from solids again Use as a rinsing liquid can be supplied.

Die Druckschrift DE 10 2015 103 583 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art. Das bekannte Verfahren dient zur Aufbereitung und mindestens teilweisen Wiederverwertung von bei einer Erdbohrung anfallendem Bohrschlamm. In einer Bohrspülungsvorlage wird die Bohrspülung vorgehalten, welche zu dem Ort der Erdbohrung transportiert wird. Dort wird die Bohrspülung insbesondere als Schmier- und Spülmittel bei den Bohrarbeiten verwendet und durch Boden- bzw. Gesteinsbestandteile zu Bohrschlamm verunreinigt und gesammelt. Der Bohrschlamm wird zu einer Aufbereitungsanlage transportiert, wo eine zumindest teilweise Trennung der Boden- bzw. Gesteinsbestandteile von dem Bohrschlamm erfolgt. Die dadurch aufbereitete Bohrspülung wird in die Bohrspülungsvorlage geleitet und in dieser vorgehalten. Die davon getrennten Boden- bzw. Gesteinsbestandteile werden gelagert. Dabei ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass in die Aufbereitungsanlage angelieferter Bohrschlamm analysiert wird und dass in Abhängigkeit des Analyseergebnisses entweder eine Trennung der Boden- bzw. Gesteinsbestandteile von dem Bohrschlamm, eine Trennung der Boden- bzw. Gesteinsbestandteile vom Bohrschlamm und eine anschließende Konditionierung der Boden- bzw. Gesteinsbestandteile oder eine Konditionierung des Bohrschlammes und eine anschließende Deponierung erfolgt.The pamphlet DE 10 2015 103 583 A1 describes a method and a device of the type mentioned at the outset. The known method is used for the processing and at least partial recycling of drilling mud produced during an earth bore. The drilling fluid, which is transported to the site of the earth drilling, is kept in a drilling fluid reservoir. There, the drilling mud is used in particular as a lubricant and flushing agent during drilling work and is contaminated and collected as drilling mud by soil or rock components. The drilling mud is transported to a processing plant, where the soil or rock components are at least partially separated from the drilling mud. The drilling fluid prepared in this way is fed into the drilling fluid reservoir and stored there. The separated soil and rock components are stored. It is preferably further provided that drilling mud delivered to the processing plant is analyzed and that, depending on the analysis result, either a separation of the soil or rock components from the drilling mud, a separation of the soil or rock components from the drilling mud and a subsequent conditioning of the soil or rock components or a conditioning of the drilling mud and a subsequent dumping takes place.

Die Analyse des in die Aufbereitungsanlage angelieferten Bohrschlamms macht das Verfahren aufwändig. Zudem muss hier die zugehörige Vorrichtung mehrere verschiedene Aufbereitungsmöglichkeiten bieten, von denen je nach Ergebnis der Analyse eine ausgewählt wird, wodurch die Vorrichtung technisch komplex und dadurch auch teuer wird.The analysis of the drilling mud delivered to the processing plant makes the process complex. In addition, the associated device must offer several different processing options, one of which is selected depending on the result of the analysis, which makes the device technically complex and therefore also expensive.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches weniger aufwändig und dadurch einfacher und kostengünstiger in der Praxis umsetzbar ist. Außerdem soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit welcher das Verfahren technisch vergleichsweise einfach und kostengünstig ausführbar ist.The object of the present invention is therefore to create a method of the type mentioned at the outset which is less complex and can therefore be implemented more easily and cost-effectively in practice. In addition, a device is to be specified with which the method can be carried out technically in a comparatively simple and cost-effective manner.

Die Lösung des ersten, das Verfahren betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,

- dass im zweiten Trennschritt der nach der Siebung vorliegende Bohrschlamm durch wenigstens einen Zyklon gepumpt wird,
- dass die darin vom Bohrschlamm abgetrennten Feststoffe mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße mit einem Teilstrom des dem wenigstens einen Zyklon zugeführten Bohrschlamms abgeführt werden und
- dass der von Feststoffen mit einer Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße befreite Bohrschlamm als Spülflüssigkeit einem Spülflüssigkeitsvorlagetank zugeführt wird.

The solution to the first part of the task relating to the method is achieved according to the invention with a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that

- that in the second separation step the drilling mud present after screening is pumped through at least one cyclone,
- that the solids separated from the drilling mud therein with the grain size above the second, smaller limit size are removed with a partial flow of the drilling mud fed to the at least one cyclone and
- That the freed from solids with a particle size above the second, smaller limit size drilling mud is fed as a flushing liquid to a flushing liquid storage tank.

Erfindungsgemäß werden im zweiten Trennschritt, der nach dem an sich bekannten ersten, durch Siebung erfolgenden Trennschritt mittels des wenigstens einen Zyklons erfolgt, nach gröberen Feststoffen auch feinere Feststoffe aus dem Bohrschlamm abgetrennt, wonach dieser nur noch Feststoffteilchen von so geringer Größe enthält, die einer Wiederverwendung des gereinigten Bohrschlamms als Spülflüssigkeit nicht entgegenstehen. Eine aufwändige Analyse und eine einem Analyseergebnis entsprechende Auswahl einer weiteren Behandlung von mehreren möglichen Behandlungen des Bohrschlamms sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft nicht erforderlich, was die Umsetzung des Verfahrens in die Praxis erleichtert.According to the invention, in the second separation step, which takes place after the first separation step, which is known per se and takes place by screening, by means of the at least one cyclone, after coarser solids, finer solids are also separated from the drilling mud, after which it only contains solid particles of such a small size that they can be reused of the cleaned drilling mud as a flushing fluid. A complex analysis and a selection of a further treatment from several possible treatments of the drilling mud corresponding to an analysis result are advantageously not required in the method according to the invention, which facilitates the implementation of the method in practice.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der aus dem wenigstens einen Zyklon abgeführte, die Feststoffe mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße enthaltende Teilstrom einer Siebung mit einer Siebfeinheit unterhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße unterworfen wird, dass die dabei abgesiebten Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb der Siebfeinheit abgeführt werden und dass der verbleibende Teilstrom des Bohrschlamms als Spülflüssigkeit dem Spülflüssigkeitsvorlagetank zugeführt wird. Hiermit wird auch der Flüssigkeitsanteil des aus dem wenigstens einen Zyklon abgeführten, die Feststoffe mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße enthaltenden Bohrschlammteilstroms zurückgewonnen und kann ebenfalls wieder als Spülflüssigkeit genutzt werden. Der Frischflüssigkeitsbedarf für die Spülflüssigkeit, die in der Regel Wasser ist, wird somit kostenseitig und ökologisch günstig vorteilhaft gering gehalten.In a further embodiment of the method it is provided that from the at least one cyclone discharged, the partial flow containing solids with a particle size above the second, smaller limit size is subjected to screening with a sieve fineness below the second, smaller limit size, that the solids thereby screened with a particle size above the sieve fineness are discharged and that the remaining partial flow of drilling mud is supplied as rinsing liquid to the rinsing liquid storage tank. In this way, the liquid portion of the drilling mud partial flow discharged from the at least one cyclone and containing the solids with a grain size above the second, smaller limit size is recovered and can also be used again as flushing liquid. The fresh liquid requirement for the rinsing liquid, which is usually water, is thus advantageously kept low in terms of costs and ecologically.

Die Lösung des zweiten, die Vorrichtung betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist,

- dass die zweite Trennstufe durch wenigstens einen Zyklon gebildet ist, durch welchen der nach der Siebung vorliegende Bohrschlamm hindurch förderbar ist,
- dass die in dem wenigstens einen Zyklon vom Bohrschlamm abgetrennten Feststoffe mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße mit einem Teilstrom des dem wenigstens einen Zyklon zugeführten Bohrschlamms aus dem wenigstens einen Zyklon abführbar sind und
- dass der von Feststoffen mit einer Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße befreite Bohrschlamm als Spülflüssigkeit einem Spülflüssigkeitsvorlagetank zuführbar ist.

The solution to the second part of the task relating to the device is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the outset, which is characterized in that

- that the second separation stage is formed by at least one cyclone through which the drilling mud present after screening can be conveyed,
that the solids separated from the drilling mud in the at least one cyclone with a grain size above the second, smaller limit size can be discharged from the at least one cyclone with a partial flow of the drilling mud fed to the at least one cyclone and
- That the freed from solids with a particle size above the second, smaller limit size drilling mud can be fed as a flushing liquid to a flushing liquid storage tank.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig praktisch umsetzbar, wobei auch mit der Vorrichtung die vorstehend schon genannten Vorteile erreicht werden.With the device according to the invention, the method according to the invention can be reliably implemented in practice, the advantages already mentioned above also being achieved with the device.

Für die Vorrichtung wird weiter vorgeschlagen, dass als weitere Trennstufe ein weiteres Sieb vorgesehen ist, mittels welchem der aus dem wenigstens einen Zyklon abgeführte, die Feststoffe mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße enthaltende Teilstrom einer Siebung mit einer Siebfeinheit unterhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße unterwerfbar ist, dass die dabei abgesiebten Feststoffe mit einer Korngröße oberhalb der Siebfeinheit abführbar sind und dass der verbleibende Teilstrom des Bohrschlamms als Spülflüssigkeit dem Spülflüssigkeitsvorlagetank zuführbar ist. Hiermit wird die Rückgewinnung von Spülflüssigkeit aus dem Bohrschlamm weiter gesteigert.For the device, it is further proposed that a further screen is provided as a further separation stage, by means of which the partial flow discharged from the at least one cyclone and containing the solids with a grain size above the second, smaller limit size is screened with a sieve fineness below the second, smaller Limit size is subjectable that the thereby screened solids are discharged with a particle size above the sieve fineness and that the remaining partial flow of the drilling mud as flushing liquid to the flushing liquid storage tank can be fed. This further increases the recovery of flushing fluid from the drilling mud.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Spülflüssigkeitsvorlagetank in zwei Räume unterteilt ist, wobei ein erster Raum einen Aufnahmeraum für den nach der ersten Trennstufe anfallenden Bohrschlamm bildet und ein zweiter Raum einen Vorrats- und Aufnahmeraum für Spülflüssigkeit bildet, und dass wenigstens eine Schmutzwasserpumpe in dem ersten Raum angeordnet oder an den ersten Raum angeschlossen ist, mittels welcher Bohrschlamm aus dem ersten Raum durch den wenigstens einen Zyklon förderbar ist. In dieser Ausgestaltung wird in kompakter Bauweise innerhalb des Spülflüssigkeitsvorlagetanks zusätzlich ein Raum zur Aufnahme des nach der ersten Trennstufe anfallenden Bohrschlamms zur Verfügung gestellt. Der zweite Raum dient zur Vorhaltung von Spülflüssigkeit. Der Spülflüssigkeitsvorlagetank ist mit einem Auslass oder Anschluss versehen, von dem aus Spülflüssigkeit, z. B. mittels einer Schlauch- oder Rohrleitung, zum Bohrgestänge des zugehörigen Bohrgeräts führbar ist.It is preferably provided that the flushing liquid storage tank is divided into two spaces, with a first space forming a receiving space for the drilling mud produced after the first separation stage and a second space forming a storage and receiving space for flushing liquid, and that at least one waste water pump is in the first space is arranged or connected to the first space, by means of which drilling mud can be conveyed from the first space through the at least one cyclone. In this embodiment, in a compact design, space is additionally made available within the flushing fluid storage tank for receiving the drilling mud that accumulates after the first separation stage. The second room is used to store rinsing liquid. The flushing liquid storage tank is provided with an outlet or connection from which flushing liquid, e.g. B. by means of a hose or pipe, to the drill string of the associated drill can be performed.

Weiterhin ist vorgesehen, dass in dem Spülflüssigkeitsvorlagetank eine schräg zur Vertikalen verlaufende, diagonale Trennwand zur Bildung der zwei Räume angeordnet ist und dass in der Trennwand in einem unteren Bereich wenigstens eine die beiden Räume verbindende Öffnung angebracht ist. Durch diese Öffnung oder Öffnungen hindurch entsteht bei in Betrieb befindlicher Schmutzwasserpumpe eine kleine Teilströmung von Spülflüssigkeit aus dem zweiten, sauberen Raum in den ersten, schmutzigen Raum, um dort befindliche feine Feststoffe aufzuwirbeln und so wirksam dem wenigstens einen Zyklon zuzuführen.Furthermore, it is provided that a diagonal partition wall running obliquely to the vertical is arranged in the rinsing liquid storage tank to form the two spaces and that at least one opening connecting the two spaces is made in the partition wall in a lower area. When the dirty water pump is in operation, this orifice or orifices create a small partial flow of rinsing liquid from the second, clean space into the first, dirty space in order to stir up fine solids located there and thus effectively feed them to the at least one cyclone.

Der Auslass oder Anschluss für eine Spülflüssigkeit zum Bohrgestänge des zugehörigen Bohrgeräts führende Leitung ist vorzugsweise an dem ersten Raum des Spülflüssigkeitsvorlagetanks vorgesehen.The outlet or connection for a line carrying flushing liquid to the drill rods of the associated drilling device is preferably provided in the first space of the flushing liquid storage tank.

In dem zweiten Raum des Spülflüssigkeitsvorlagetanks ist zweckmäßig eine Flüssigkeitsführung montiert, mittels welcher eine ein Verbleiben von feinen Feststoffen aus der Spülflüssigkeit an einem Boden des zweiten Raums des Spülflüssigkeitsvorlagetanks verhindernde Flüssigkeitsströmung in dem zweiten Raum und aus diesem in den ersten Raum erzeugbar ist. In der Praxis kann es vorkommen, dass der Zyklon oder die Zyklone überlastet werden und dass dann Feststoffe durch den Flüssigkeitsauslass mitgeführt und dem zweiten, sauberen Raum des Flüssigkeitsvorlagetanks zugeführt werden. Insbesondere in einem solchen Überlastungsfall vermeidet die Flüssigkeitsführung das Verbleiben von feinen Feststoffen an einem Boden des zweiten Raums des Spülflüssigkeitsvorlagetanks.A liquid guide is expediently installed in the second space of the rinsing liquid storage tank, by means of which a liquid flow can be generated in the second space and from this into the first space, preventing fine solids from the rinsing liquid from remaining on a bottom of the second space of the rinsing liquid storage tank. In practice it can happen that the cyclone or cyclones are overloaded and that solids are then entrained through the liquid outlet and fed to the second, clean space of the liquid storage tank. In particular in such an overload situation, the liquid flow prevents fine solids from remaining on a floor of the second space of the washing liquid storage tank.

Um die Vorrichtung schnell und einfach an Einsatzorte bringen zu können, ist die Vorrichtung zweckmäßig als verfahrbare Anlage auf einem Fahrgestell in Form eines Kraftfahrzeugs oder Anhängers, vorzugsweise eines PKW-Anhängers, aufgebaut.In order to be able to bring the device to the place of use quickly and easily, the device is expediently constructed as a movable system on a chassis in the form of a motor vehicle or trailer, preferably a car trailer.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 eine Vorrichtung gemäß Erfindung zusammen mit einem zugeordneten Spülbohrgerät, in schematischer Darstellung, und
2 die Vorrichtung in geänderter Ausführung, mit einem Spülflüssigkeitsvorlagetank, mit Sieben und mit Zyklonen, in einer Ansicht schräg von oben.

Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to a drawing. The figures of the drawing show:

1 a device according to the invention together with an associated flush drilling device, in a schematic representation, and
2 the device in a modified design, with a rinsing liquid storage tank, with screens and with cyclones, in a view diagonally from above.

In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.In the following description of the figures, the same parts in the various figures are always provided with the same reference numbers, so that not all reference numbers have to be explained again for each figure.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß Erfindung zusammen mit einem zugeordneten Spülbohrgerät 7, in schematischer Darstellung. Die Vorrichtung 1 dient zur Aufbereitung und Wiederverwendung von bei im Spülbohrverfahren erzeugten Erdbohrungen anfallendem, eine Mischung aus Spülflüssigkeit und Bohrgut bildendem Bohrschlamm. 1 shows a device 1 according to the invention together with an associated flush drilling device 7, in a schematic representation. The device 1 is used for the processing and reuse of drilling mud, which forms a mixture of flushing liquid and drill cuttings, which occurs during earth drillings produced using the directional drilling method.

Links in 1 ist ein nicht Teil der Erfindung bildendes, an sich bekanntes Spülbohrgerät 7 mit einem rohrförmigen, drehantreibbaren und axial verschiebbaren Bohrgestänge 70 und einem an dessen unterem Ende angeordneten Bohrkopf 71 dargestellt. Mit dem Spülbohrgerät 7 wird von der Erdoberfläche 80 ausgehend ein Bohrloch 8, beispielsweise für eine Geothermie- oder Brunnenbohrung, im Spülbohrverfahren, vorzugsweise mit Wasser als Spülflüssigkeit, erzeugt.left in 1 a per se known mud-drilling device 7, not forming part of the invention, is shown with a tubular, rotatably drivable and axially displaceable drill rod assembly 70 and a drill head 71 arranged at its lower end. Starting from the earth's surface 80, a borehole 8, for example for geothermal energy or well drilling, is produced with the flush-drilling device 7 using the flush-drilling method, preferably with water as the flushing liquid.

Die Spülflüssigkeit wird in einem hier einen Teil der Vorrichtung 1 bildenden Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 vorgehalten und von dort mittels einer in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Pumpe des Bohrgeräts 7 durch eine einen Zulauf 10 bildende Leitung zum Bohrgerät 7 und dort in das hohle Innere des Bohrgestänges 70 eingeleitet. Die Pumpe am Bohrgerät 7 drückt die Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge 70 und an dessen vorderstem Punkt, dem Bohrkopf 71, tritt die Spülflüssigkeit wieder aus dem Bohrgestänge 70 aus.The rinsing liquid is kept in a rinsing liquid reservoir tank 2, which forms part of the device 1 here, and from there it is introduced by means of a pump of the drilling device 7, not shown in the drawing, through a line forming an inlet 10 to the drilling device 7 and from there into the hollow interior of the drill rod 70 . The pump on the drill 7 pushes the flushing fluid through the drill pipe 70 and at its foremost point, the drill head 71, the flushing fluid exits the drill pipe 70 again.

Die Spülflüssigkeit spült das Bohrgut, welches durch einen Meißel am Bohrkopf 71 freigebohrt wurde, durch das Bohrloch 8 außerhalb des Bohrgestänges 70 nach oben. Oben am Ende des Bohrlochs 8 sitzt ein sogenannter Preventer 72. Dieser Preventer 72 schließt das Bohrloch 8 ab. An den Preventer 72 ist eine einen Ablauf 11 bildende weitere Leitung angeschlossen, durch welche die Spülflüssigkeit mit dem Bohrgut als Bohrschlamm zurück zur Vorrichtung 1 gelangt.The flushing liquid flushes the drill cuttings, which were drilled free by a chisel on the drill head 71, through the borehole 8 outside the drill rod 70 upwards. A so-called preventer 72 sits at the top end of the borehole 8 . This preventer 72 closes the borehole 8 . A further line forming an outlet 11 is connected to the preventer 72, through which the flushing liquid with the drill cuttings returns to the device 1 as drilling mud.

Die Vorrichtung 1 besitzt ein über dem hier oben offenen Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 angeordnetes Sieb 3 als erste Trennstufe, mittels welchem aus dem durch den Ablauf 11 zugeführten Bohrschlamm Feststoffe 30 des Bohrguts mit einer Korngröße oberhalb einer ersten, größeren Grenzgröße, entsprechend der Siebfeinheit des Siebes 3, abgetrennt werden. Der Bohrschlamm fällt auf das Sieb 3, das z. B. eine Siebfeinheit von 0,5 mm hat. Das Sieb 3 ist hier ein Vibrationssieb und wird durch einen in 1 nicht gezeigten Vibrationsantrieb mit einem oder mehreren Vibrationsmotoren in Vibration versetzt, wodurch die Feststoffe 30 aus dem Bohrschlamm mit einer Korngröße oberhalb der Siebfeinheit zum in 1 rechts liegenden Ende des Siebes 3 gerüttelt werden und dort z. B. in einen Feststoffsammelraum 24 herunterfallen. Von dort kann der gesammelte, von Spülflüssigkeit weitestgehend freie Feststoff 30 z. B. auf einem Feststoffhaufen abgelagert oder in einen dafür vorgesehenen Container gebracht werden.The device 1 has a screen 3 arranged above the flushing liquid storage tank 2, which is open here at the top, as the first separation stage, by means of which solids 30 of the drill cuttings with a grain size above a first, larger limit size, corresponding to the mesh size of the screen 3, are separated from the drilling mud fed through the outlet 11. be separated. The drilling mud falls onto the screen 3, z. B. has a mesh size of 0.5 mm. The screen 3 is a vibrating screen here and is replaced by an in 1 Not shown vibrating drive with one or more vibrating motors in vibration, whereby the solids 30 from the drilling mud with a grain size above the fineness of the sieve in 1 right end of the screen 3 are shaken and z. B. in a solids collection space 24 fall down. From there, the collected, largely free of rinsing liquid solid 30 z. B. deposited on a pile of solids or placed in a designated container.

Im Siebvorgang auf dem Sieb 3 läuft die einen Teil des Bohrschlamms bildende Spülflüssigkeit zusammen mit feinen Feststoffen einer Korngröße unterhalb der Siebfeinheit des Siebes 3 durch das Sieb 3 hindurch und fällt in den Spülflüssigkeitsvorlagetank 2, genauer in einen ersten Raum 21 des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2, wie anhand der 2 weiter unten noch näher erläutert wird.In the screening process on the screen 3, the flushing liquid forming part of the drilling mud runs through the screen 3 together with fine solids of a grain size below the mesh size of the screen 3 and falls into the flushing liquid storage tank 2, more precisely into a first space 21 of the flushing liquid storage tank 2, as shown in FIG the 2 is explained in more detail below.

Die Vorrichtung 1 besitzt eine weitere Trennstufe, mittels welcher anschließend aus dem verbleibenden, im ersten Raum 21 gesammelten Bohrschlamm Feststoffe 50 mit einer Korngröße oberhalb einer zweiten, kleineren Grenzgröße abtrennbar sind. Die zweite Trennstufe ist durch wenigstens einen Zyklon 4 gebildet, durch welchen der nach der Siebung vorliegende Bohrschlamm mittels einer Schmutzwasserpumpe 41 und einer Leitung 42 hindurch förderbar ist.The device 1 has a further separating stage, by means of which solids 50 with a grain size above a second, smaller limit size can then be separated from the remaining drilling mud collected in the first space 21 . The second separating stage is formed by at least one cyclone 4 through which the drilling mud present after screening can be conveyed by means of a waste water pump 41 and a line 42 .

Die in dem Zyklon 4 gereinigte Flüssigkeit wird durch einen Flüssigkeitsauslass 43 in den Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 geführt und die im Zyklon 4 abgetrennten Feststoffe 50 mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße werden mit einem Teilstrom des dem Zyklon 4 zugeführten Bohrschlamms durch einen Feststoffauslass 44 aus dem Zyklon 4 abgeführt.The liquid cleaned in the cyclone 4 is fed through a liquid outlet 43 into the flushing liquid storage tank 2 and the solids 50 separated in the cyclone 4 with the grain size above the second, smaller limit size are removed with a partial flow of the drilling mud fed to the cyclone 4 through a solids outlet 44 from the Cyclone 4 discharged.

Als weitere Trennstufe ist in der Vorrichtung 1 ein weiteres Sieb 5 vorgesehen, welches hier parallel zum ersten Sieb 3 hinter diesem ebenfalls oberhalb des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 auf diesem angeordnet ist. Mittels dieses weiteren Siebes 5 wird der aus dem wenigstens einen Zyklon 4 abgeführte, die Feststoffe 50 mit der Korngröße oberhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße enthaltende Teilstrom einer Siebung mit einer Siebfeinheit unterhalb der zweiten, kleineren Grenzgröße unterworfen. Die dabei abgesiebten feineren Feststoffe 50 mit einer Korngröße oberhalb der Siebfeinheit des zweiten Siebes 5 werden, wie beim ersten Sieb 3, mittels Vibration entlang des Siebes 5 nach rechts gerüttelt und dann in den Feststoffsammelraum 24 oder einen separaten zweiten Feststoffsammelraum abgeworfen.Another screen 5 is provided in the device 1 as a further separating stage, which is arranged here parallel to the first screen 3 behind it, also above the washing liquid storage tank 2 on the latter. By means of this additional screen 5, the partial flow removed from the at least one cyclone 4 and containing the solids 50 with a grain size above the second, smaller limit size is subjected to screening with a mesh size below the second, smaller limit size. The screened finer solids 50 with a grain size above the sieve fineness of the second sieve 5 are, as in the first sieve 3, vibrated along the sieve 5 to the right and then thrown into the solids collection chamber 24 or a separate second solids collection chamber.

Der dabei durch das Sieb 5 hindurchtretende verbleibende Teilstrom des Bohrschlamms fließt als Spülflüssigkeit dem Spülflüssigkeitsvorlagetank 2, konkret dessen zweitem, sauberen Raum 22, von oben her zu.The remaining partial flow of the drilling mud passing through the sieve 5 flows as flushing liquid to the flushing liquid storage tank 2, specifically its second, clean space 22, from above.

Schließlich zeigt die 1, dass hier die Vorrichtung 1 als verfahrbare Anlage auf einem Fahrgestell 6 in Form eines PKW-Anhängers aufgebaut ist.Finally shows the 1 that here the device 1 is constructed as a movable system on a chassis 6 in the form of a car trailer.

Durch die mehrstufige Reinigung des Bohrschlamms wird eine Spülflüssigkeit zurückgewonnen, die in der Praxis beispielsweise nur noch Feststoffe mit einer Partikelgröße kleiner als 0,1 mm enthält, die nicht störend für die Verwendung der Spülflüssigkeit sind.Through the multi-stage cleaning of the drilling mud, a flushing fluid is recovered which in practice, for example, only contains solids with a particle size of less than 0.1 mm, which do not interfere with the use of the flushing fluid.

2 zeigt die Vorrichtung 1 in geänderter Ausführung, in einer Ansicht schräg von oben, mit dem Spülflüssigkeitsvorlagetank 2, mit den darauf angeordneten Sieben 3 und 5 und mit hier drei parallel geschalteten Zyklonen 4. 2 shows the device 1 in a modified version, in a view diagonally from above, with the washing liquid storage tank 2, with the sieves 3 and 5 arranged on it and with three cyclones 4 connected in parallel here.

Mittels des hier nur abschnittsweise dargestellten Zulaufs 11 wird Bohrschlamm auf das Sieb 3 gefördert und, wie zuvor beschrieben, behandelt. In Blickrichtung der 2 hinter dem ersten Sieb 3 liegt das zweite Sieb 5, auf das im Betrieb aus den Feststoffauslässen 44 der Zyklone 4 ein Bohrschlammteilstrom mit kleineren Feststoffen aufgebracht wird.Drilling mud is conveyed to the screen 3 by means of the inlet 11, which is only partially shown here, and treated as described above. In the direction of the 2 behind the first screen 3 is the second screen 5, onto which a drilling mud partial flow with smaller solids is applied during operation from the solids outlets 44 of the cyclones 4.

Rechts oben an der Vorrichtung 1 ist der Vibrationsantrieb 35 für die Siebe 3 und 5 angeordnet.The vibration drive 35 for the screens 3 and 5 is arranged at the top right of the device 1 .

Eine in 2 nach links weisende Seitenwand des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 ist hier durchsichtig dargestellt, um die im Inneren des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 angeordnete Trennwand 20 sichtbar zu machen.one inside 2 The side wall of the rinsing liquid storage tank 2 pointing to the left is shown transparent here in order to make the partition wall 20 arranged in the interior of the rinsing liquid storage tank 2 visible.

Durch die Trennwand 20 ist der Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 in die zwei Räume 21, 22 unterteilt, wobei der erste Raum 21 einen Aufnahmeraum für den nach der ersten Trennstufe anfallenden Bohrschlamm bildet und der zweite Raum 22 einen Vorrats- und Aufnahmeraum für Spülflüssigkeit bildet. Die Schmutzwasserpumpe 41 in dem zweiten Raum 22 ist hier nicht dargestellt, ist in der Praxis aber vorhanden. Damit kann mittels der Schmutzwasserpumpe 41 Bohrschlamm aus dem ersten Raum 21 den Zyklonen 4 über in 2 nicht eigens gezeichnete Verbindungsleitungen (vgl. Bezugsziffer 42 in 1) zugefördert werden.The separating wall 20 divides the flushing fluid storage tank 2 into two spaces 21, 22, with the first space 21 forming a receiving space for the drilling mud produced after the first separation stage and the second space 22 forming a storage and receiving space for flushing fluid. The dirty water pump 41 in the second space 22 is not shown here, but is present in practice. Thus, by means of the dirty water pump 41, drilling mud can be removed from the first space 21 via the cyclones 4 in 2 connecting lines not specifically drawn up (cf. reference number 42 in 1 ) are funded.

In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist die Trennwand 20 zur Bildung der zwei Räume 21, 22 in dem Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 eine schräg zur Vertikalen verlaufende, diagonale Trennwand 20. Dabei verläuft die Oberkante der Trennwand 20 im Wesentlichen parallel zu und vertikal unterhalb der Grenze zwischen dem ersten Sieb 3 und dem zweiten Sieb 5, sodass durch die Siebe 3 und 5 hindurchtretende Flüssigkeiten jeweils ohne weitere Leitelemente in den dafür vorgesehenen Raum 21 oder 22 gelangen.in the in 2 In the exemplary embodiment of the device 1 shown, the dividing wall 20 for forming the two spaces 21, 22 in the rinsing liquid storage tank 2 is a diagonal dividing wall 20 running obliquely to the vertical. The upper edge of the dividing wall 20 runs essentially parallel to and vertically below the boundary between the first Sieve 3 and the second sieve 5, so that liquids passing through the sieves 3 and 5 reach the space 21 or 22 provided for this purpose without further guide elements.

Schließlich ist in der Trennwand 20 in einem unteren Bereich wenigstens eine die beiden Räume 21, 22 verbindende Öffnung 23 angebracht. Durch diese Öffnung 23 hindurch fließt bei in Betrieb befindlicher Schmutzwasserpumpe 41 eine kleine Teilströmung von Spülflüssigkeit aus dem zweiten, sauberen Raum 22 in den ersten, schmutzigen Raum 21, um dort befindliche feine Feststoffe aufzuwirbeln und diese wirksam der Pumpe 41 und dem wenigstens einen Zyklon 4 zuzuführen.Finally, at least one opening 23 connecting the two spaces 21, 22 is provided in the partition wall 20 in a lower region. When the dirty water pump 41 is in operation, a small partial flow of rinsing liquid flows through this opening 23 from the second, clean space 22 into the first, dirty space 21 in order to whirl up fine solids located there and these effectively to the pump 41 and the at least one cyclone 4 to supply

Die den Zulauf 10 bildende, vom Spülflüssigkeitsvorlagetank 2 zum Bohrgerät 7 führende, in 2 nicht eigens dargestellte Leitung ist hier an den ersten Raum 21 des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 mittels eines Anschlusses 10' in der dem Betrachter zugewandten Stirnwand des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 anschließbar.The in 2 line that is not specifically shown can be connected here to the first space 21 of the rinsing liquid storage tank 2 by means of a connection 10' in the end wall of the rinsing liquid storage tank 2 facing the viewer.

Zur Reinigung des Spülflüssigkeitsvorlagetanks 2 lässt man nur noch die Schmutzwasserpumpe 41 laufen und der Tank 2 wird automatisch feststofffrei gespült. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, kann man mit einem Hochdruckreiniger o.ä. den feinen, sandartigen Feststoff schneller zur Pumpe 41 spülen.To clean the rinsing liquid storage tank 2, only the dirty water pump 41 is allowed to run and the tank 2 is automatically rinsed free of solids. In order to speed up this process, the fine, sand-like solid can be flushed to the pump 41 more quickly with a high-pressure cleaner or similar.

BezugszeichenlisteReference List

11: Vorrichtungcontraption
1010: Zulauf von 1 zu 7Inflow from 1 to 7
10'10': Anschlussconnection
1111: Ablauf von 7 zu 1Flow of 7 to 1
22: Spülflüssigkeitsvorlagetankflushing fluid storage tank
2020: Trennwand in 2partition wall in 2
2121: erster Raum in 2first room in 2
2222: zweiter Raum in 2second room in 2
2323: Öffnung in 20opening in 20
2424: Feststoffauffangraumsolids collection space
33: erstes Siebfirst sieve
3030: an 3 abgesiebte Feststoffe (grob)on 3 sieved solids (coarse)
3535: Vibrationsantrieb für 3 und 5Vibration drive for 3 and 5
44: Zyklon(e)cyclone(s)
4141: Schmutzwasserpumpedirty water pump
41'41': Anschluss für 41 an 20Connection for 41 to 20
4242: Leitung(en) von 41 zu 4Line(s) from 41 to 4
4343: Flüssigkeitsauslass von 4Liquid outlet from 4
4444: Feststoffauslass von 4Solids outlet from 4
55: zweites Siebsecond sieve
5050: an 5 abgesiebte Feststoffe (fein)5 sieved solids (fine)
66: PKW-Anhängerfahrgestell unter 1Car trailer chassis under 1
77: Spülbohrgerätflush drilling rig
7070: Bohrgestängedrill pipe
7171: Bohrkopfdrill head
7272: Preventerpreventers
88th: Bohrlochborehole
8080: Erdoberflächesurface of the earth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015103583 A1 [0003]

Claims

A method for the processing and reuse of drilling mud, which is a mixture of drilling fluid and drill cuttings and forms a mixture of drilling fluid and drill cuttings, the drilling mud emerging from an upper borehole end of a ground drilling separating a solids (30) with a grain size above a first, larger limit size from the drilling mud is subjected to screening, in which case solids (50) with a grain size above a second, smaller limit size are then separated from the remaining drilling mud by means of a further separating step and the drilling mud freed from solids is used again as flushing liquid, characterized in that - in the second separating step the drilling mud present after screening is pumped through at least one cyclone (4), - that the solids (50) separated from the drilling mud therein with the grain size above the second, smaller limit size with a partial flow of the at least drilling mud supplied to a cyclone (4) and - that the drilling mud then remaining, freed from solids (50) with a grain size above the second, smaller limit size, is fed as flushing liquid to a flushing liquid storage tank (2).

procedure after claim 1 , characterized in that the partial flow discharged from the at least one cyclone (4) and containing the solids (50) with a grain size above the second, smaller limit size is subjected to screening with a sieve fineness below the second, smaller limit size, that the screened off Solids (50) are discharged with a grain size above the sieve fineness and that the remaining partial flow of the drilling mud is fed to the rinsing liquid storage tank (2) as rinsing liquid.

Device (1) for the treatment and reuse of drilling mud, which is a mixture of drilling fluid and drill cuttings and is produced in earth drillings produced using the flush drilling method, with a sieve (3) as the first separation stage, by means of which the from an upper bore hole end of the earth drilling to the device (1) guided drilling mud solids (30) with a grain size above a first, larger limit size can be separated, with a further separation stage, by means of which solids (50) with a grain size above a second, smaller limit size can then be separated from the remaining drilling mud, and with an outlet via which the drilling mud freed from solids (30, 50) can be supplied again for use as flushing liquid, characterized in that the second separation stage is formed by at least one cyclone (4) through which the drilling mud present after screening can be conveyed , - that in which at least one cyclone (4) solids (50) separated from the drilling mud with a grain size above the second, smaller limit size can be discharged from the at least one cyclone (4) with a partial flow of the drilling mud fed to the at least one cyclone (4) and - that the solids (50 ) With a particle size above the second, smaller limit size, freed drilling mud can be supplied as flushing liquid to a flushing liquid storage tank (2).

Device (1) after claim 3 , characterized in that a further screen (5) is provided as a further separating stage, by means of which the partial flow discharged from the at least one cyclone (4) and containing the solids (50) with a grain size above the second, smaller limit size is screened with a sieve fineness below the second, smaller limit size can be subjected, that the solids (50) screened off with a grain size above the sieve fineness can be discharged and that the remaining partial flow of the drilling mud can be fed as flushing liquid to the flushing liquid storage tank (2).

Device (1) after claim 3 or 4 , characterized in that the flushing liquid storage tank (2) is divided into two spaces (21, 22), with a first space (21) forming a receiving space for the drilling mud occurring after the first separation stage and a second space (22) forming a storage and receiving space for flushing liquid, and that at least one waste water pump (41) is arranged in the first space (21) or connected to the first space (21), by means of which drilling mud from the first space (21) through the at least one cyclone (4) is fundable.

Device (1) after claim 5 , characterized in that in the washing liquid storage tank (2) there is arranged a diagonal partition (20) running obliquely to the vertical to form the two spaces (21, 22) and in that in the partition (20) in a lower region at least one of the two Spaces (21, 22) connecting opening (23) is attached.

Device (1) after claim 5 or 6 , characterized in that a connection (10') for a line (10) leading to the drill rod (70) of the associated mud-drilling device (7) is provided in the first space (21) of the mud-liquid storage tank (2).

Device (1) after claim 5 , 6 or 7 , characterized in that in the second space (22) of the rinsing liquid storage tank (2) a water duct is mounted, by means of which a liquid flow preventing fine solids from the rinsing liquid from remaining on a bottom of the second space (22) of the rinsing liquid storage tank (2). the second space (22) and from this into the first space (21) can be generated.

Device (1) according to one of claims 3 until 8th , characterized in that it is constructed as a movable system on a chassis (6) in the form of a motor vehicle or trailer, preferably a car trailer.