Einrichtung zum Entgasen von Schlamm, z. B. bei Ölbohrbrunnen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Entgasen von Schlamm, z. B. bei Ölbohrbrunnen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekenn zeichnet durch einen Vakuumbehälter mit gegen die seitlichen Behälterwände geneigten Überlaufblechen für den Schlamm, einem mit dem Schlammeinlass ver bundenen Trog, der den Schlamm den überlauf- blechen zuführt, wobei eine Schlammeinlassleitung mit dem Schlammeinlass verbunden ist, welche Schlammeinlassleitung ein Drosselventil zur Steuerung des Vakuums innerhalb des Behälters aufweist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. <B>1</B> eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt, Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. <B>1,</B> Fig. <B>3</B> eine perspektivische Teilansicht, Fig. 4 einen Schnitt durch eine der Düsen, Fig. <B>5</B> eine Teilansicht mit teilweisem Schnitt einer Variante und Fig. <B>6</B> einen Grundriss des Schlammauslasses des Sumpfes der Variante gemäss Fig. <B>5.</B>
Die dargestellte Einrichtung weist einen horizon talen, länglichen Behälter<B>10</B> auf, der an mindestens einem seiner Enden einen abnehmbaren Deckel<B>11</B> besitzt. Durch diesen Deckel<B>11</B> erstreckt sich ein Zwischenstück 12 mit Flanschen, das zwischen der Scblamineinlassleitung <B>13</B> und dem offenen überlauf- trog 14 angeordnet ist. Dieser Trog 14 ist im obern Teil des Behälters<B>10</B> angeordnet. Um eine gleich mässige Verteilung des Schlammes längs des ganzen Troges 14 zu gewährleisten, verläuft sein offener Teil konisch (Fig. <B>3),</B> wobei dieser Teil enger seitens der Schlammzufuhr ist.
Im Behälter<B>10</B> sind zwei überlaufbleche <B>15</B> beid seitig des Troges 14 angeordnet (Fig. 2).
Der untere Teil des Behälters bildet einen läng lichen Sumpf<B>16,</B> dessen Boden<B>17</B> schief angeordnet ist, und zwar mit dem höchsten Punkt auf der Seite des Schlammeinlasses. Der Behälter kann somit in jeder Lage angeordnet werden, wobei stets eine schiefe Ebene für die Sedimente vorhanden ist, die aus dem durch den Behälter<B>10</B> fliessenden Schlamm fallen. Die Schlammauslässe können seitlich bei<B>18,</B> am Ende bei<B>19</B> oder unter dem Sumpf<B>16</B> bei 20 (s. Fig. <B>5</B> und<B>6)</B> angeordnet werden. Dank dem schief liegenden Boden<B>17</B> des Sumpfes<B>16</B> kann die Einrichtung mehrere Tage arbeiten, ohne gewaschen zu werden.
Die Auslässe<B>18, 19</B> sind mit einem siphonartigen, U-förinigen Ablauf 21 verbunden, der mit einer Düse 22 versehen ist, die einen keramischen überzug auf weist und mit der Druckleitung einer Schlammförder- pumpe verbunden ist. Der Ablauf 21 ist mit einem zweiten Behälter<B>23</B> verbunden, wobei sein Ende mit einem Wehr 24 versehen ist.
Der U-förmige Ablauf 21 und der zweite Schlamm behälter<B>23</B> sind mit Ablassventilen <B>25, 26</B> versehen, während die Zufuhr zur Düse 22 von einem Ventil <B>27</B> gesteuert wird.
Die vom Schlamm gelösten Gase gelangen in eine unter dem Trog 14 angeordnete Sammelleitung<B>28,</B> die ein Ventil<B>29</B> aufweist. Dieses Ventil<B>28</B> ist von einem Schwimmer<B>30</B> gesteuert, der auf dem Spiegel<B>31</B> des entgasten Schlammes im Behälter<B>10</B> schwimmt. Nachdem der Schlamm längs der Bleche<B>15</B> geflossen ist, fliesst er jeweilen bei<B>33</B> (Fig. 2) längs den Sei tenwänden des Behälters<B>10</B> und gelangt anschliessend in den Sumpf<B>16.</B> Nachdem die genannten Gase durch das Ventil<B>29</B> gelangt sind, werden sie über eine Leitung 34 einem schwimmergesteuerten Wasser- abschluss <B>35</B> zugeführt und mittels einer Vakuum pumpe<B>36</B> durch einen Auslass <B>37</B> freigegeben.
Die Pumpe<B>36,</B> ihr Antriebsmotor<B>38</B> und der Wasser- abschluss <B>35</B> sind auf einer Plattform<B>39</B> über dem Be hälter<B>10</B> angeordnet. Zweckmässigerweise werden noch ein S8hauglas 40, ein Vakuumregler 41 und ein Steuerventil 42 in der Leitung 54 vorgesehen.
Um das Innere des Behälters<B>10</B> waschen zu kön nen, sind Mittel vorgesehen, die aus einem ersten Paar, im obern Teil des Behälters<B>10</B> beidseitig des Troges 14 angeordneten, gelochten Rohre 43 und aus einem zweiten Paar, unter der untem Kante der Bleche<B>15</B> angeordneten, gelochten Rohre 44 bestehen. Die Rohre 43, 44 sind an einer Wasserzufuhrleitung 45 angeschlossen, die sie mit Wasser unter Druck speist. Die Leitung 45 weist einen Anschluss 46 auf, durch welchen chemische Substanzen eingeführt werden kön nen, die mit dem entgasten Schlamm vermischt wer den.
Ferner sind beiderends des Behälters<B>10</B> weitere Düsen 47, 48 vorgesehen. Die Düse 47 ist nah an dem Behälterboden angeordnet und schief in den Sumpf<B>16</B> gerichtet. Die Düse, 48 ist oben im Be hälter<B>10</B> angeordnet und axial in den Trog 14 ge richtet. Diese Düsen 47, 48 sind an einer Schlamm zufuhr angeschlossen. Sie werden periodisch während der Arbeit der Einrichtung in Betrieb gesetzt, so dass weniger Waschwasser benötigt wird, womit eine grosse Verdünnung des Schlammes vermieden werden kann. Die Düsen 47, 48 sind mittels Muffen 49 (Fig. 4) in der Behälterwand montiert. Sie können somit leicht entfernt und gereinigt werden.
Jede Düse ist über eine getrennte Verbindung<B>50'</B> mit ihrer Schlammzufuhr- leitung <B>50</B> verbunden, wobei noch ein Steuerventil<B>51</B> vorgesehen ist.
Die Schlammeinlassleitung <B>13</B> ist mit einem hand betätigten Drosselventil<B>52</B> versehen und an einem Schlammreservoir<B>53</B> angeschlossen, das den Schlamm über eine Leitung 54 von dem Bohrkopf erhält. Das Reservoir<B>53</B> besitzt ein Auslassventil <B>55</B> und zusätz lich zur beschriebenen Einrichtung einen an sich be kannten Gasabscheider <B>56.</B>
Wenn das Bohrloch plötzlich nachgibt (sogenannte kicking ), und wenn das Material durch die Leitun gen<B>100, 101,</B> 102 eines nicht dargestellten Ableiters fliesst, so wird oft so viel Gas entwickelt, dass übliche Einrichtungen ein Bespritzen und ein Verlust des Schlammes nicht verhindern können. Das Gas ist auch sehr feuergefährlich.
Der Abscheider <B>56</B> mit offenem Boden trennt Gas und Schlamm, und das Gas wird im sicheren Abstand des Bodenloches freigegeben, während der Schlamm in das Reservoir und von dort zwecks vollständiger Entgasung in die beschriebene Vorrichtung gelangL Der Behälter<B>10</B> ist auf Trägern<B>57</B> angeordnet und erstreckt sich längs und über dem Schlammtrog <B>58.</B> Wenn aus irgendeinem Grund die Einrichtung einen Teil des Schlammes oder den -anzen Schlamm nicht verarbeiten würde, so würde dieser Schlamm direkt von dem Sumpf in den Trog<B>58</B> gelangen, wie <B>C3</B> wenn die Einrichtung nicht vorhanden wäre.
Der Wasserabschluss <B>35</B> ist mit einem Ablassventil <B>59</B> ver sehen.
Wenn die Einrichtung funktioniert, so fliesst der Schlamm vom Bohrkopf über die Leitung 54 in das Reservoir<B>53,</B> wie bei<B>60</B> gezeigt. Der Schlamm ge langt von der Leitung<B>13</B> in den Trog 14 innerhalb des Behälters<B>10.</B> Der über die Ränder des Troges 14 überlaufende Schlamm fliesst bei<B>32</B> längs der Bleche <B>15,</B> wobei das im Behälter<B>10</B> herrschende Vakuum die Gase aus dem Schlamm saugt. Die Gase gelangen in die Leitung<B>28.</B> Der entgaste Schlamm fliesst längs der Wände des Behälters<B>10</B> in den Sumpf<B>16</B> und gelangt über den U-förmigen Ablauf 21 unter der Wirkung der Düse 22 in den Behälter<B>23,</B> der mit dem Trog<B>58</B> verbunden ist, von wo der Schlamm mittels einer nicht dargestellten Pumpe zum Bohrloch zurück geführt wird.
Das Drosselventil<B>52</B> ist von Hand eingestellt, und bedarf daher keines Reglers oder selbsttätigen Kon trollgerätes. Das Vakuum im Behälter<B>10</B> wird bis über den normalen Wert gesteigert, den man beim Fördern des Schlammes von seinem Stand bis zum Behälter<B>10</B> erhält. Je nach dem Gewicht des Schlam mes genügt ein Vakuum von<B>127</B> bis<B>177,8</B> mm Hg, um die ganze Schlammzirkulation im Behälter<B>10</B> zu bewerkstelligen. Wenn ein noch grösseres Vakuum notwendig ist, um alle Gase zu entfernen, wird das Ventil<B>52</B> noch mehr gedrosselt, so dass ein grösseres Vakuum notwendig wird, um den Schlamm zu be fördern.
Man kann somit bis<B>863,6</B> mm Hg gehen, ohne dass die Einrichtung ungebührlich über der Schlammquelle angeordnet werden muss. Wenn Luft mit dem Schlamm eingeführt wird, so verursacht dies keine Störung.
Der Behälter<B>10</B> ist vorzugsweise innen und aussen mit einem Überzug aus beständigem Kunststoff ver sehen, der dicht aufgetragen wird. Dadurch wird ein Angreifen oder eine Ansammlung des Schlammes verhindert. Die weiche Oberfläche eines solchen Kunststoffüberzuges erleichtert das Waschen mittels den Leitungen 43, 44. Der Überzug ausserhalb des Behälters macht ein wiederholtes Bemalen unnötig, denn die üblichen Farbstoffe würden von dem hoch alkalischen Schlamm angegriffen.
In Fig. <B>5, 6</B> ist eine Variante dargestellt, bei wel cher der Schlammauslass 20 im Boden<B>17</B> des Tankes <B>16</B> mit einem zweiten Schwimmer<B>61</B> versehen ist, der unter dem Schwimmer<B>30</B> angeordnet und an einem schwenkbaren, mit einem Handhebel<B>63</B> ver- sehenen Arm befestigt ist. Eine Anzahl Anschläge 64 verhindert, dass der Schwimmer<B>61</B> den Auslass 20 gänzlich schliesst.
In dieser Variante ist der U-förinige Ablauf 21 überflüssig, und der Auslass 20 ist über eine Leitung<B>65</B> mit dem Behälter<B>23</B> verbunden, welche Leitung<B>65</B> die Düse 22 mit dem keramischen Überzug aufweist.
Der Schwimmer<B>30</B> ist über das Gestänge<B>66</B> (s. Fig. <B>1)</B> mit dem Steuerventil<B>29</B> verbunden, so dass <B>-</B> wenn der Schlammspiegel im Behälter<B>10</B> steigt<B>-</B> das Ventil<B>29</B> geschlossen wird. Dadurch wird das Vakuum beim Gasauslass <B>28</B> gesenkt, und der Schlamm wird unter der Wirkung der Düse 22 abgeführt. Dadurch gelangt kein Schlamm in die Pumpe<B>36.</B> Wenn der Schlammspiegel steigt, so wird der Schwimmer<B>61</B> den Schwimmer<B>30</B> bereits früher heben, so dass ein noch besseres Regulieren des Schlammspiegels erreicht wird.
Wenn der Schwimmer<B>61</B> auf den Anschlägen 64 des Auslasses 20 liegt, ist die Masse Schlamm, die vor der Düse 22 bewegt wird, kleiner. Dadurch verkleinert sich auch die Masse des in den Behälter<B>10</B> zuge führten Schlammes, wodurch auch die Wirkung der Düse 22 der vom Behälter ausgelassenen Menge Schlamm angepasst wird.
Die Reduktion der Zuführung ist also nicht nur vom Schwimmer<B>61,</B> sondern auch noch von der Düse 22 verwirklicht. Umgekehrt, wenn der Schwimmer<B>61</B> gehobenwird,sowirddieWirkungderDüse22grösser.
Es ist klar, dass nur flüssiger Schlamm durch den Auslass 20 den Behälter verlassen darf, und zwar unabhängig von der Düse 22. Wenn der Schlammfluss so gering wäre, weil die Anschläge 64 verhindern, dass der Schwimmer<B>61</B> den Auslass gänzlich sperrt, würde das keine Rolle spielen, weil man mit so wenig Schlamm nicht bohren kann.
Die dargestellte Variante bietet den Vorteil, dass das U-förmige Rohr 21 vermieden wird, das teuer her zustellen und schwierig zu montieren ist. Die Einrich tung kann dort montiert werden, wo sonst dieses Rohr ein Montieren nicht zulassen würde. Der Schwimmer <B>61</B> erlaubt grössere Vakuumvariationen bei der Ein führung, der Förderung und dem Auslassen des Schlammes. Die maximale Vakuumvariation mit dem U-Rohr hängt von seiner Länge ab, die ihrerseits von dem vertikalen zur Verfügung stehenden Raum ab hängt. Ein übliches Rohr von<B>177,8</B> mm Durchmesser lässt mit einem Schlamm von etwa<B>1,9 kg</B> pro Liter eine Druckvariation von mir 254 mm Hg zu.
Wenn dann mehr Druck gegeben wird, kann das U-Rohr trocken werden, und das Gas wird mit dem Schlamm abgeführt, wodurch der Zweck der Einrichtung nicht erreicht wird. Die Steuerung durch den Schwimmer <B>61</B> ist unabhängig von dem Druck des eingeführten Schlammes.
Der Handhebel<B>63</B> dient der Betätigung des Schwimmers<B>61,</B> um ihn oder die Anschläge 64 vom Schmutz oder von Resten zu befreien.