DE102022114878A1 - Process for recycling drilling fluid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Bohrspülungen, wobei die Bohrspülungen aus Wasser, Bentonit in Pulverform, Polymeren und Additiven sowie aus aufgenommen Feststoffen bestehen und wobei eine Anlieferung der Bohrspülungen mittels eines geeigneten Transportmittels an einer Verwertungsanlage mit einem zugehörigen Verwertungssystem erfolgt, wobei- die Bohrspülung von dem Transportmittel in einen Sammelschacht entladen wird und- in einem ersten Schritt eine Trennung der Bohrspülung von großen und mittelgroßen Feststoffbestandteilen durch mechanisches Absieben erfolgt und- in einem zweiten Schritt die vorgetrennte Bohrspülung in einen Klärturm gepumpt und unter Zugabe von Prozesswasser verdünnt und auf einen festgelegten PH-Wert eingestellt und in einen Volumenstrom innerhalb des Klärturms eingebracht wird derart, dass feinste Feststoffpartikel von der Bohrspülung gelöst werden und- unter Zugabe eines Flockungsmittels die Poren der Bentonite verschlossen werden derart, dass das Flockungsmittel eine erneute Bindung der Bentonite mit Wasser verhindert und- die abgetrennten feinsten Feststoffpartikel innerhalb des Klärturms zum Absinken angeregt werden und in Folge der Schwerkraft einen hochkonzentrierten Schlamm an einem Bodenauslass des Klärturms bilden.The invention relates to a method for recycling drilling fluids, wherein the drilling fluids consist of water, bentonite in powder form, polymers and additives as well as absorbed solids and the drilling fluids are delivered to a recycling plant with an associated recycling system by means of a suitable means of transport, whereby - the Drilling fluid is unloaded from the means of transport into a collecting shaft and - in a first step, the drilling fluid is separated from large and medium-sized solid components by mechanical sieving and - in a second step, the pre-separated drilling fluid is pumped into a clarification tower and diluted with the addition of process water and to a A set pH value is set and introduced into a volume flow within the clarification tower in such a way that the finest solid particles are dissolved from the drilling fluid and - with the addition of a flocculant, the pores of the bentonites are closed in such a way that the flocculant prevents the bentonites from binding again with water and - the separated finest solid particles within the clarification tower are encouraged to sink and, as a result of gravity, form a highly concentrated sludge at a bottom outlet of the clarification tower.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Bohrspülung und findet insbesondere für die dauerhafte Trennung der Bestandteile von Bohrspülung bzw. auch nach dem Austritt aus dem Bohrloch mit Annahme der Abfalleigenschaften teilweise als Bohrschlamm bezeichnet Anwendung.The invention relates to a method for recycling drilling fluid and is used in particular for the permanent separation of the components of drilling fluid or even after it exits the borehole with the assumption of the waste properties, sometimes referred to as drilling mud.
Im Folgenden wird die funktionale Bezeichnung als Bohrspülung bis zur vollständigen Verwertung beibehalten.In the following, the functional designation as drilling fluid is retained until it is fully utilized.
Der Einsatz von modernen Bohrverfahren erfordert den Einsatz von Bohrsuspensionen zur fachgerechten Durchführung des Bohrverfahrens nach dem bekannten Stand der Technik. Die in einer Mischanlage hergestellte Bohrsuspension wird von dieser über ein Bohrgestängesystem von der Bohranlage zum Bohrwerkzeug transportiert. In der Regel wird für die Herstellung der Bohrsuspension Trinkwasser aus dem Leitungsnetz verwendet. Mit Austritt der Bohrsuspension aus dem Bohrgerät und Eintritt der Bohrsuspension in das Bohrloch erfolgt eine Vermischung der Bohrsuspension mit dem Erd- und Gesteinsmaterial aus dem Bohrloch, wobei die Bohrsuspension gemäß ihrer Funktion im Bohrloch mit den Erd- und Gesteinsmaterialien als Bohrspülung bezeichnet wird. Die Bohrspülung kühlt und schmiert die Bohrwerkzeuge im Bohrloch, reduziert zudem den Verschleiß desselbigen und stabilisiert den Bohrkanal. Eine weitere wesentliche Funktion der Bohrspülung ist der Austrag des abgebauten Erd- und Gesteinsmaterials aus dem Bohrloch.
Beim Austreten der Bohrsuspension aus dem Bohrwerkzeug werden „Erd- bzw. Gesteinsmassen“ abgebaut bzw. mechanisch abgebaute Erd- bzw. Gesteinsmassen mit der Bohrsuspension vermischt und als Bohrspülung auf dem Weg zurück zur Startbaugrube bzw. zur Zielbaugrube transportiert und dort ausgetragen.
Während dieses Vorgangs ist das Bohrloch vollständig mit Bohrspülung gefüllt. Nicht selbstständig tragfähige Bohrlochbereiche werden durch die Bohrspülung stabilisiert. Der vollständige Austrag des Bohrlochvolumens in Form des Bohrkleins aus dem Bohrloch erfolgt ausschließlich mit dem Austrag von Bohrspülung aus dem Bohrloch.The use of modern drilling processes requires the use of drilling suspensions for the professional implementation of the drilling process according to the known state of the art. The drilling suspension produced in a mixing system is transported from the drilling system to the drilling tool via a drill pipe system. As a rule, drinking water from the pipe network is used to produce the drilling suspension. When the drilling suspension exits the drilling device and enters the drilling suspension into the borehole, the drilling suspension is mixed with the earth and rock material from the borehole, with the drilling suspension being referred to as drilling fluid according to its function in the borehole with the earth and rock materials. The drilling fluid cools and lubricates the drilling tools in the borehole, also reduces wear on the drilling tools and stabilizes the drilling channel. Another essential function of the drilling fluid is the removal of the mined earth and rock material from the borehole.
When the drilling suspension emerges from the drilling tool, “earth or rock masses” are mined or mechanically mined earth or rock masses are mixed with the drilling suspension and transported as drilling fluid on the way back to the starting excavation or to the target excavation pit and discharged there.
During this process the borehole is completely filled with drilling fluid. Borehole areas that are not independently stable are stabilized by the drilling fluid. The complete discharge of the borehole volume in the form of drill cuttings from the borehole occurs exclusively with the discharge of drilling fluid from the borehole.
Die Bohrsuspension besteht aus Trinkwasser, Bentonit in Pulverform, Polymeren und Additiven und wird in einer mobilen Mischanlage unter Einhaltung einer vorgegebenen Rezeptur hergestellt. Im Vorfeld der Bohrarbeiten wird vom Baubereich eine Baugrundanalyse angefertigt. Diese liefert Informationen zum Baugrund bezüglich der erforderlichen Rezeptur der Bohrsuspension und ggf. vorhandener Belastungen in Bezug auf die erforderliche Entsorgung als Abfall bzw. die mögliche Verwertung der Bohrspülung in einer Verwertungsanlage. Nach dem Austrag der Bohrspülung aus dem Bohrloch wird das Gemisch aus Bohrsuspension und abgebautem Erd- oder Gesteinsmaterial in Baugruben (Start- und Zielgruben der Bohrung) zwischengelagert. Das in den Baugruben zwischengelagerte Gemisch der Bohrspülung wird mittels Vakuumabsaugung in Transportbehältern aufgenommen und abtransportiert. Es ist möglich, die Bohrspülung zeitweise zur erneuten Verwendung zu recyceln. Beim Recyceln werden die aus dem Bohrloch eingetragenen Feststoffe von der Bohrspülung teilweise abgetrennt. Eine dauerhafte und vollständige Methode zur Abtrennung sämtlicher Feststoffe mittels Recyclings besteht hingegen nach bisherigem Stand der Technik nicht. Der aktuelle Recyclingvorgang findet auf der Baustelle statt und dient dem Zweck der begrenzten erneuten Verwendung der teilweise gereinigten Bohrspülung als gereinigte Bohrsuspension zur Schonung verwendeter Ressourcen. Dabei wird die bereits verwendete Bohrspülung mithilfe von Recyclinganlagen aufbereitet. Das bei der Herstellung der Bohrsuspension zugemischte Bentonit bleibt beim Recyclingvorgang vollständig in der Bohrsuspension erhalten und kann nicht abgetrennt werden.
Die gereinigte Bohrspülung steht dem Bohrprozess dann als recycelte Bohrsuspension zur Verfügung und kann erneut eingesetzt werden. Dieses Verfahren kann nur bedingt zur Anwendung kommen und nur ein bis zwei Mal durchgeführt werden. Danach ist die Bohrsuspension „verbraucht bzw. verschlissen“ und muss vollständig als Abfall entsorgt werden.
Gemäß dem Stand der Technik wird die „verbrauchte“ Bohrspülung, einschließlich der aufgenommenen Erd- und Gesteinsmaterialien auf Deponien als Bohrschlamm entsorgt. Bei der Deponierung wird das in der Bohrspülung gebundene und als Grundmaterial bei der Herstellung zugeführte Trinkwasser ebenfalls als Abfall entsorgt, deponiert und damit dem Wasserkreislauf dauerhaft entzogen. Eine Rückgewinnung des im Bentonit eingeschlossenen Wassers kann nach derzeitigem Stand der Technik nicht erfolgen. Des Weiteren wird durch das gebundene Wasser die zu entsorgende Abfallmenge um ein Vielfaches erhöht, sodass dadurch wertvoller Deponieraum verschwendet wird und infolge der hohen Deponierungskosten die wirtschaftliche Umsetzung des Bohrverfahrens zunehmend leidet. Dies erschwert die Möglichkeiten für Unternehmen der Branche die verbrauchten Bohrspülungen wirtschaftlich und legal zu entsorgen.The drilling suspension consists of drinking water, bentonite in powder form, polymers and additives and is produced in a mobile mixing plant following a specified recipe. A subsoil analysis is carried out by the construction department in advance of the drilling work. This provides information on the subsoil regarding the required drilling suspension formulation and any existing contamination in relation to the required disposal as waste or the possible recycling of the drilling fluid in a recycling plant. After the drilling fluid has been discharged from the borehole, the mixture of drilling suspension and mined earth or rock material is temporarily stored in construction pits (starting and target pits of the borehole). The drilling fluid mixture stored in the excavation pits is picked up in transport containers using vacuum suction and transported away. It is possible to temporarily recycle the drilling fluid for reuse. During recycling, the solids introduced from the borehole are partially separated from the drilling fluid. However, according to the current state of the art, there is no permanent and complete method for separating all solids through recycling. The current recycling process takes place on the construction site and serves the purpose of limited reuse of the partially cleaned drilling fluid as cleaned drilling suspension to conserve used resources. The drilling fluid already used is processed using recycling plants. The bentonite mixed in during the production of the drilling suspension remains completely in the drilling suspension during the recycling process and cannot be separated.
The cleaned drilling fluid is then available to the drilling process as a recycled drilling suspension and can be used again. This procedure can only be used to a limited extent and can only be carried out once or twice. The drilling suspension is then “used or worn out” and must be completely disposed of as waste.
According to the state of the art, the “used” drilling fluid, including the collected earth and rock materials, is disposed of in landfills as drilling mud. During landfilling, the drinking water bound in the drilling fluid and used as a basic material during production is also disposed of as waste, landfilled and thus permanently removed from the water cycle. According to the current state of technology, the water trapped in the bentonite cannot be recovered. Furthermore, the bound water increases the amount of waste to be disposed of many times over, so that valuable landfill space is wasted and, as a result of the high landfill costs, the economic implementation of the drilling process increasingly suffers. This makes it difficult for companies in the industry to dispose of used drilling fluids economically and legally.
Aus der Druckschrift
Die aktuelle Situation der Verwertung von Bohrspülungen gemäß dem Stand der Technik stellt nicht nur eine ganze Branche vor bisher unlösbare Herausforderungen, sondern ist zudem mangels technischer Innovationen keines Weges mit den ökologischen Zielen der Zukunft vereinbar.The current situation of recycling drilling fluids according to the state of the art not only presents an entire industry with previously insoluble challenges, but is also in no way compatible with the ecological goals of the future due to a lack of technical innovations.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verwertung von Bohrspülungen zu entwickeln, welches eine dauerhafte und vollständige Trennung der Bestandteile einer Bohrspülung zur Verwertung und/oder gezielteren Entsorgung gewährleistet. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Schaffung wirtschaftlicher Alternativen zur ökologischen Verbesserung des bestehenden Verwertungsprozesses und Wiederverwertung vulnerabler Ressourcen im Sinne der Kreislaufwirtschaft.The object of the invention is to develop a method for recycling drilling fluids, which ensures a permanent and complete separation of the components of a drilling fluid for recycling and/or more targeted disposal. The main focus is on creating economic alternatives to ecologically improve the existing recycling process and recycle vulnerable resources in the spirit of the circular economy.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.This task is solved with the features of the first patent claim.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements result from the subclaims.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Bohrspülungen, wobei die Bohrspülung aus einer hergestellten Bohrsuspension mit den Bestandteilen Wasser, Bentonit in Pulverform, Polymeren und Additiven und aus dem Bohrloch eingetragenen Feststoffen besteht.
Die Anlieferung der Bohrspülung an der Verwertungsanlage mit einem zugehörigen Verwertungssystem erfolgt mittels eines geeigneten Transportmittels, wobei dieses Transportmittel beispielsweise ein Fahrzeug darstellt.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrspülung von dem Transportmittel in einen Sammelschacht entladen und abgelagert wird und dass in einem ersten Schritt eine Trennung der Bohrspülung von großen und mittelgroßen Feststoffbestandteilen durch mechanisches Absieben erfolgt.
In einem zweiten Schritt wird die mechanisch vorgetrennte und entsandete Bohrspülung über einen Vorlagebehälter in einen Klärturm gepumpt, unter Zugabe von Prozesswasser verdünnt, auf einen für die Abtrennung der feinsten Festbestandteile erforderlichen PH-Wert eingestellt und in einen sehr hohen Volumenstrom aus Prozesswasser innerhalb des Klärturms derart eingemischt, dass feinste Feststoffpartikel von der Bohrspülung restlos abgetrennt werden. Der, dem hohen Volumenstrom ausgesetzten Bohrspülung wird im Prozess ein Flockungsmittel zudosiert. Mittels Flockungsmittel wird die Bindung feiner Körner, der in den Aggregaten dispergierten Phase, gefördert. Dadurch fällt Schlamm aus den Kolloiden heraus und ein Porenverschluss der Bentonite im Strömungsprozess wird ausgelöst. Dies wiederum verhindert eine erneute Bindung der Bentonite mit Wasser.
Die abgetrennten feinsten Feststoffpartikel werden innerhalb des Klärturms zum Absinken angeregt und bilden in Folge der Schwerkraft einen hochkonzentrierten Schlamm an einem Bodenauslass des Klärturms.The invention relates to a method for recycling drilling fluids, wherein the drilling fluid consists of a prepared drilling suspension with the components water, bentonite in powder form, polymers and additives and solids introduced into the borehole.
The drilling fluid is delivered to the recycling plant with an associated recycling system using a suitable means of transport, this means of transport being, for example, a vehicle.
The method is characterized in that the drilling fluid is unloaded from the transport means into a collecting shaft and deposited and that, in a first step, the drilling fluid is separated from large and medium-sized solid components by mechanical screening.
In a second step, the mechanically pre-separated and desanded drilling fluid is pumped via a storage container into a clarification tower, diluted with the addition of process water, adjusted to a pH value required for the separation of the finest solid components and into a very high volume flow of process water within the clarification tower mixed in so that the finest solid particles are completely separated from the drilling fluid. During the process, a flocculant is added to the drilling fluid exposed to the high volume flow. Using flocculants, the binding of fine grains, the phase dispersed in the aggregates, is promoted. This causes sludge to fall out of the colloids and causes the pores of the bentonite to close in the flow process. This in turn prevents the bentonite from binding again with water.
The separated fine solid particles are encouraged to sink inside the clarification tower and, as a result of gravity, form a highly concentrated sludge at a bottom outlet of the clarification tower.
Der Volumenstrom im Klärturm ist materialabhängig variabel und beträgt zwischen ca. 700 und 1650 Liter/Minute. Die Strömungsgeschwindigkeit am Prozesspunkt beträgt technisch zwischen ca.1,48 - 3,50 m/s. Die feinsten Feststoffpartikel sind beispielsweise Tone, Schluffe und/oder Schwermetalle. Das abgetrennte Wasser steht nach diesem Prozess bereits in einem sehr hohen Reinheitsgrad zur Verfügung, bleibt teilweise Bestandteil des Prozesses und wird teilweise als Überschusswasser zur Neutralisierung separiert.The volume flow in the clarification tower is variable depending on the material and is between approx. 700 and 1650 liters/minute. The flow speed at the process point is technically between approx. 1.48 - 3.50 m/s. The finest solid particles are, for example, clays, silts and/or heavy metals. After this process, the separated water is already available in a very high degree of purity, some remains part of the process and some is separated as excess water for neutralization.
Der hochkonzentrierte Schlamm wird nach der Entnahme aus dem Klärturm in einen Homogenisierungstank überführt. Für eine restlose Abtrennung der flüssigen Phase wird das Schlammgemisch unter permanenter Druckbeaufschlagung einer Filterpresse derart zugeführt, dass die Restfeuchte auf einen minimalen Gehalt reduziert wird. Die Druckbeaufschlagung erfolgt bevorzugt mittels einer Hochdruckpumpe.After being removed from the clarification tower, the highly concentrated sludge is transferred to a homogenization tank. To ensure complete separation of the liquid phase, the sludge mixture is fed to a filter press under constant pressure in such a way that the residual moisture is reduced to a minimum content. The pressurization is preferably carried out using a high-pressure pump.
Die Reduzierung der Restfeuchte auf einen minimalen Gehalt zwischen 25 bis 20 Vol.% dient der möglichen, weiteren Verwertung von in der Filterpresse hergestellten Filterkuchen. Der Filterkuchen besteht aus Feststoffen kleiner 75 µm.
Im Zuge der Beaufschlagung der Filterpresse mit dem homogenisierten Schlammgemisch wird dieses unter Zugabe von hergestellter und speziell dosierter Kalkmilch eingedickt. Reducing the residual moisture to a minimum content of between 25 and 20% by volume serves the possible further use of filter cakes produced in the filter press. The filter cake consists of solids smaller than 75 µm.
When the homogenized sludge mixture is applied to the filter press, it is thickened with the addition of specially prepared and specially dosed lime milk.
Die Herstellung sowie die Zugabe der Kalkmilch wird hinsichtlich der Dosierung permanent überwacht und an das Schlammgemisch angepasst.The production and addition of the lime milk is constantly monitored in terms of dosage and adjusted to the sludge mixture.
Das Gemisch kann aus unterschiedlichen Flüssigkeitschargen hergestellt sein.
Der genannte erste Schritt ist bevorzugt in zwei Teilschritte unterteilt, wobei in einem ersten Teilschritt eine Trennung der Bohrsuspension von großen Feststoffbestandteilen durch mechanisches Absieben mittels eines Rüttelsiebes erfolgt. In einem zweiten Teilschritt erfolgt bevorzugt eine Abtrennung mittelgroßer Feststoffbestandteile aus der Bohrsuspension mittels geeigneter Rüttelsiebe und Hydrozyklonen.
Gemäß dem Verfahren werden vorteilhafter Weise in einer ersten Stufe, die dem ersten Teilschritt entspricht, Feststoffbestandteile mit einer Korngröße größer als 4 mm getrennt. Bevorzugt werden in einer zweiten Stufe, die dem zweiten Teilschritt entspricht, Feststoffbestandteile mit einer Korngröße von 4 mm - 72 µm abgetrennt.
In einer dritten Stufe, die dem zweiten Schritt und dem technologischen Hauptprozess entspricht, werden Korngrößen kleiner 72 µm aus der Bohrspülung herausgetrennt.The mixture can be made from different batches of liquid.
The first step mentioned is preferably divided into two sub-steps, with the drilling suspension being separated from large solid components in a first sub-step by mechanical screening using a vibrating sieve. In a second sub-step, separation is preferably carried out using means large solid components from the drilling suspension using suitable vibrating screens and hydrocyclones.
According to the method, solid components with a grain size larger than 4 mm are advantageously separated in a first stage, which corresponds to the first sub-step. In a second stage, which corresponds to the second sub-step, solid components with a grain size of 4 mm - 72 µm are preferably separated off.
In a third stage, which corresponds to the second step and the main technological process, grain sizes smaller than 72 µm are separated from the drilling fluid.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt nach der 2. Stufe des Abtrennungsprozesses, Abtrennung der Feststoffe bis 72 µm, eine Zwischenlagerung der gereinigten Bohrspülung in einem Lagerbecken.
Bevorzugt wird die angelieferte Bohrspülung verfahrensgemäß vor der Entladung in dem Sammelschacht gewogen und die zugehörigen Auftragsdaten und ein zugehöriges Baugrundgutachten in Bezug auf die Schadstoffklasse der Bohrsuspension erfasst. Nachfolgend werden die Daten ausgewertet und in dem Verwertungssystem registriert. Die Auftragsdaten umfassen Angaben wie den Auftraggeber/-in, den Herkunftsort sowie die zugehörigen materialspezifischen Daten der Bohrspülung.In an advantageous embodiment of the process, after the 2nd stage of the separation process, separation of the solids up to 72 µm, the cleaned drilling fluid is temporarily stored in a storage basin.
According to the procedure, the delivered drilling fluid is preferably weighed before unloading in the collecting shaft and the associated order data and an associated subsoil report are recorded in relation to the pollutant class of the drilling suspension. The data is then evaluated and registered in the recycling system. The order data includes information such as the client, the place of origin and the associated material-specific data of the drilling fluid.
Nach der Registrierung und Wiegung werden die Bohrspülungen in den Sammelschacht des Entladebauwerks entladen. Im Zuge der Entladung wird durch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit eine erste Einordnung und Überprüfung bezüglich ggf. vorhandener Schadstoffbelastungen durchgeführt. Je nach ggf. vorhandener Schadstoffbelastung müssen die verschiedenen Bohrspülungen getrennt gelagert werden. Um diese getrennte Lagerung zu gewährleisten, werden die einzelnen Anlieferungen bis zum Abschluss der Schnellanalyse separat zwischengelagert. Durch die separate Zwischenlagerung wird die Vermischung von Bohrspülungsabfällen unterschiedlicher Schadstoffklassen verhindert. Die Schnellanalyse dauert ca. 60 Sekunden.After registration and weighing, the drilling fluids are unloaded into the collection shaft of the unloading structure. In the course of the discharge, an initial classification and check of any existing pollutants is carried out by measuring the electrical conductivity. Depending on the level of pollutants that may be present, the various drilling fluids must be stored separately. In order to ensure this separate storage, the individual deliveries are stored separately until the quick analysis has been completed. The separate interim storage prevents the mixing of drilling fluid waste from different pollutant classes. The quick analysis takes approx. 60 seconds.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings.
Es zeigen:
-
1 ein Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
In der
Im nachfolgenden Schritt B wird die, von den Feststoffen größer 4 mm, getrennte Bohrspülung an einen Annahmebehälter 3 und anschließend in ein Lagerbecken 4 übergeben.In the
In the subsequent step B, the drilling fluid, separated from the solids larger than 4 mm, is transferred to a receiving container 3 and then into a storage basin 4.
Nach der Übergabe in das Lagerbecken 4 werden gemäß Schritt C mittelgroße Feststoffbestandteile mit einer Korngröße von 4 mm - 72 µm in einem Feinabscheider 5 herausgetrennt. Der Feinabscheider kann in Form einer Wascheinheit auf Hydrozyklonbasis ausgebildet sein. Die abgetrennten Feststoffbestandteile werden in einen Abraumzwischenspeicher 6 transportiert.After transfer to the storage basin 4, medium-sized solid components with a grain size of 4 mm - 72 µm are separated out in a
An die Abtrennung der mittelgroßen Feststoffbestandteile schließt sich im Schritt D der Transport der vorgetrennten Bohrspülung in einen Pumptank 7 an. Von dem Pumptank 7 wird unter Zugabe von Flockungsmittel aus einer Flockungsmittelstation 8 das Gemisch im Schritt E in einen Klärturm 9 gefördert.
Die, in dem Klärturm 9 abgetrennten feinsten Feststoffpartikel werden zum Absinken angeregt, wobei sich in Folge der Schwerkraft ein hochkonzentrierter Schlamm an einem Bodenauslass des Klärturms 9 bildet. Der abgesunkene hochkonzentrierte Schlamm wird in einen Homogenisierungstank 10 überführt und darin als homogenisiertes Gemisch unter Zugabe von Kalkmilch gemäß Schritt J eingedickt. Die Kalkmilch wird in einer Kalkmilchstation 11 mit zugehörigem Kalksilo hergestellt, wobei die Zugabe der Kalkmilch hinsichtlich der Dosierung permanent überwacht und an das Schlammgemisch angepasst wird.
In einem Schritt G wird folgend das Gemisch von dem Homogenisierungstank 10 in eine Filterpresse 12 gepumpt, wobei unter permanenter Druckbeaufschlagung die Restfeuchte auf einen minimalen Gehalt reduziert wird. In einem Schritt H werden die in der Filterpresse erzeugten Filterkuchen gelagert, wobei die Filterkuchen Feststoffe kleiner 75 µm aufweisen. Des Weiteren ist im Bereich der Filterpresse 12 eine Filterwaschanlage 13 angeordnet, wobei die Filterwaschanlage 13 mittels einer Wasserpumpe 14 mit angeschlossenem Frischwasserspeicherbehälter 15 gemäß Schritt K betrieben wird.The separation of the medium-sized solid components is followed by the transport of the pre-separated drilling fluid into a pump tank 7 in step D. In step E, the mixture is conveyed from the pump tank 7 into a
The finest solid particles separated in the
In a step G, the mixture is then pumped from the
Der abgetrennte flüssige Teil der Bohrspülung im Klärturm 9 wird in eine Reinigungseinrichtung 16 überführt und bedarfsweise in einem Schritt M zu dem Grobabscheider 1 oder in einem Schritt L zu dem Feinabscheider 5 transportiert. Der Reinigungseinrichtung 16 kann des Weiteren Prozesswasser gemäß Schritt F aus dem Klärturm 9 zugeführt werden.The separated liquid part of the drilling fluid in the
Der Transport und die Verwertung werden vor und während des Verwertungsverfahrens sowie durch die Analyse der Verwertungsergebnisse vollständig dokumentiert und sind somit transparent und gemäß des Verwertungsnachweisverfahrens nachweisbar.Transport and recycling are fully documented before and during the recycling process as well as through the analysis of the recycling results and are therefore transparent and verifiable in accordance with the recycling verification procedure.
Mit dem vorliegenden Verfahren wird die flüssige Phase der Bohrschlämme vollständig, zum nahezu gleichen Volumenanteil, zurückgewonnen und nicht gemäß dem Stand der Technik zum Nachteil der Umwelt und des Klimas unter hoher Energiezufuhr verdunstet. Der Abfall der Bohrspülung wird infolge der vollständigen Verwertung um ca. 100% reduziert. Durch die umweltschonende Rückgewinnung der Wasserressourcen wird der Anteil des Wassers nahezu vollständig zurückgewonnen. Dadurch werden die Deponieräume und folglich die Umwelt maßgeblich geschont und entlastet. Es werden Schlämme und abgetrennte Stoffe unterschiedlicher Schadstoffklassen strikt getrennt, verwertet und gelagert und es erfolgt keine Vermischung der Abfälle. Infolge der nichtthermischen Abtrennung der flüssigen Phase werden gegebenenfalls enthaltene leichtflüchtige Schadstoffbestandteile nicht in die Atmosphäre verdunstet.With the present process, the liquid phase of the drilling mud is completely recovered, in almost the same volume proportion, and is not evaporated under high energy input, according to the state of the art, to the detriment of the environment and the climate. The waste of the drilling fluid is reduced by approximately 100% as a result of its complete recycling. Through the environmentally friendly recovery of water resources, the proportion of water is almost completely recovered. This significantly protects and reduces the burden on the landfill spaces and consequently the environment. Sludge and separated substances from different pollutant classes are strictly separated, recycled and stored and the waste is not mixed. As a result of the non-thermal separation of the liquid phase, any volatile pollutant components present are not evaporated into the atmosphere.
Das Verfahren zur Verwertung von Bohrspülungen arbeitet stets unter geringstem Energiebedarf, nahezu emissionsfrei und benötigt entgegen anderer bekannter Verfahren insbesondere zur Abtrennung der Wässer aus den Feststoffen keinerlei thermische Energie. Somit wird der Umweltschutz und die Schonung von Ressourcen in den Vordergrund gestellt und ein wesentlicher und positiver Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels geleistet.The process for recycling drilling fluids always requires minimal energy, is almost emission-free and, unlike other known processes, does not require any thermal energy, particularly for separating the water from the solids. This puts environmental protection and the conservation of resources in the foreground and makes a significant and positive contribution to curbing climate change.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- GrobabscheiderCoarse separator
- 22
- ZwischenspeicherCache
- 33
- AnnahmebehälterAcceptance container
- 44
- LagerbeckenStorage pool
- 55
- Feinabscheiderfine separator
- 66
- AbraumzwischenspeicherOverburden buffer storage
- 77
- Pumptankpump tank
- 88th
- FlockungsmittelstationFlocculant station
- 99
- Klärturmclarification tower
- 1010
- HomogenisierungstankHomogenization tank
- 1111
- KalkmilchstationLime milk station
- 1212
- FilterpresseFilter press
- 1313
- FilterwaschanlageFilter washing system
- 1414
- Wasserpumpewater pump
- 1515
- FrischwasserspeicherbehälterFresh water storage tank
- 1616
- ReinigungseinrichtungCleaning facility
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3231983 B1 [0005]EP 3231983 B1 [0005]
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| DE102022114878.5A DE102022114878A1 (en) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | Process for recycling drilling fluid |
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Citations (3)
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| DE69722655T2 (en) | 1996-08-30 | 2004-04-29 | Hydrotech Dynamics Ltd., Calgary | DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING SOLIDS FROM A LIQUID |
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-
2022
- 2022-06-14 DE DE102022114878.5A patent/DE102022114878A1/en active Pending
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|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
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|
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