DE2115363C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von BohrschlammInfo
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- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/067—Separating gases from drilling fluids
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entgasen von Bohrschlamm durch Unterteilen des
Bohrschlamms in dünne Schichten in einem Entgasungsbereich eines Behälters, in welchem ein Druckdifferential
mit einem Niederdruckbereich zur Abtrennung mitgenommenen Gases aus dem Bohrschlamm erzeugt
wird, wobei der Bohrschlamm in einem Bohrschlammaufnahmebereich im Behälter gesammelt und der
Bohrschlamm und das abgetrennte Gas gleichzeitig aus
dem Behälter abgezogen werden.
Ferner richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei den z. B. aus der DE-OS 18 15 492, der US-PS
35 17 487 und der US-PS 33 25 974 bekanntgev/ordenen
Verfahren zur Entgasung von Bohrschlamm wird das eingefangene Gas gesondert durch Verwendung einer
das Gas fördernden Pumpe aus dem Behälter entfernt. Diese Maßnahme bringt jedoch ernsthafte Probleme bei
der Handhabung des Bohrschlamms, insbesondere bei der Evakuierung des Bohrschlamms aus dem den
Schlamm aufnehmenden und unter Vakuum gesetzten Behälter mit sich, von wo der Bohrschlamm als
entgaster Bohrschlamm in den Schachtkopf wieder zurückgeführt wird. Die genaue Regelung der Geschwindigkeiten,
mit welchen der Bohrschlamm in den Unterdruckbehälter eintritt, entgaster Bohrschlamm
den Unterdruckbehälter verläßt und die Gase aus dem Unterdruckbehälter evakuiert werden, ist erforderlich,
um den Verfahrensablauf mit der erforderlichen Geschwindigkeit sicherzustellen.
Die nach dem Stande der Technik verwendete, getrennte Vakuumpumpe ist häufig der Möglichkeit des
Einsaugens von Bohrschlamm ausgesetzt, was sich verständlicherweise ungünstig auf die Pumpe auswirkt
und häufig dazu zwingt, das ganze System zur Reinigung stillzulegen. Bei den bekannten Einrichtungen entstehen
ferner Probleme hinsichtlich der Anpassung des am Unterdruckbehälter gezogenen Vakuums an die Strömungserfordernisse
des ganzen Systems, die sich kontinuierlich ändern können.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren so zu führen, daß die Gefahr einer Schädigung von
Vorrichtungen zur Abführung der Gase aus dem Behälter grundsätzlich vermieden und eine gute
Anpassung des aus dem Behälter gezogenen Vakuums an die Strömungsverhältnisse des Schlamms gewährleistet
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bohrschlamm und das Gas durch eine
gemeinsame Leitung aus dem Behälter abgezogen werden.
Das Grundprinzip, Gas und Schlamm über eine gemeinsame Leitung zu fördern, ist zwar aus der DE-PS
2 34 878 bereits bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit der Bohrschlammentgasung, wo die Anwendung dieses
Prinzips zu den oben aufgezeigten erheblichen Verbesserungen führt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Unterdruckbehälter mit
einem Entgasungsbereich im oberen Teil und einem Bohrschlammaufnahmebereich im unteren Teil, mit
einer Prallblechanordnung im Behälter zur Ausbreitung des Bohrschlamms über eine vergrößerte Oberfläche,
mit Einrichtungen zum Auftragen des gasbeladenen Bohrschlammes auf die Prallbleche, mit einem Ejektor
mit einem Bohrschlammeinlaß in Verbindung mit dem Bohrschlammaufnahmebereich zum Ausstoßen von
Bohrschlamm aus dem Behälter, mit einer Bohrschlammauslaßleitung in Verbindung mit dem Ejektor
zur Aufnahme des aus dem Behälter durch den Ejektor abgezogenen ßohrschlamms und mit Saugeinrichtungen
mit einer mit dem Entgasungsbereich in Verbindung stehenden Gasabsaugleitung zur Herstellung eines
Vakuums im Behälter zum Abtrennen eingefangenen Gases aus dem Bohrschlamm kennzeichnet sich gemäß
der Erfindung dadurch, daß der Ejektor die Saugvorrichtung bildet, wobei der Auslaß der Gasabsaugleitung
im Ejektor angeordnet ist und das Gas durch die Schlammauslaßleitung gleichzeitig mit dem .Schlammabführbar ist
Es wird also bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dafür Sorge getragen, daß das Gas gleichzeitig mit dem
Schlamm abgeführt wird und keine zusätzlichen Gasabführungseinrichtungen vorhanden sind, die beim
Absaugen des Schlammes gegebenenfalls schädlich beeinflußt werden können.
Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu seiner Durchführung vorgeschlagenen
Vorrichtung lassen sich den Ansprüchen 2 bis 4 bzw. 6 bis 14 entnehmen. Die Zeichnung zeigt in
Fig.l einen schematischen Vertikalschnitt durch ein
System zur Entgasung von Bohrschlamm;
F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Doppelejektorsystem;
F i g. 3 einen Schnitt durch ein Dichte-Bohrschlamm-Ventil; und in
Fig.4 einen senkrechten Schnitt durch eine andere
Ausführungsform eines solchen Ventils.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält nach F i g. 1 den allgemein mit 10 bezeichneten Unterdruckbehälter
mit einem Entgasungsbereich 11, in welchem der mit dem Gas beladene Bohrschlamm entgast wird,
und mit einem Bohrschlammaufnahmebereich 12, in welchen der entgaste Bohrschlamm fließt und in dem er
zum Pumpen und Umwälzen gesammelt wird. Der mit Gas beladene Bohrschlamm wird in den Unterdruckbehälter
10 über eine Einlaßleitung 14 eingeführt, in der ein Steuerventil 15 sitzen kann. Dann gelangt der
Bohrschlamm auf eine Reihe von Prallblechen 16, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 34 81 113
beschrieben sind. Diese Prallbleche teilen den Bohrschlamm in dünne Schichten auf, so daß große
Oberflächenbereiche dem Vakuum ausgesetzt sind und damit eine wirksame Entgasung erleichtert wird. Der
entgaste Bohrschlamm wird dann nach unten in den Bohrschlammaufnahmebereich 12 abgezogen. Im untersten
Teil des Unterdruckbehälters 10 befindet sich ein Bohrschlammtopf 17, in welchem vorteilhaft die
Vorrichtung untergebracht ist, die entgasten Bohrschlamm aus dem Behälter evakuiert. Dieses Evakuierungssystem
ist eine Doppelejektorstrahlpumpe 19 mit einem Venturibereich 20, einem Auslaßrohr 21 und einer
Düse 22, die dafür sorgen, daß das Medium in Achsrichtung durch die Venturianordnung 20 angetrieben
wird. Die konsequente Druckreduktion führt zur Einführung des entgasten Bohrschlammes in den ersten
Ejektoreinlaß 24. Unmittelbar neben dem ersten Ejektoreinlaß befindet sich ein zweiter Ejektoreinlaß
zum Ziehen eines Vakuums auf den Entgasungsbereich 11 der Unterdruckkammer 12. Diese Einlaßleitung steht
mit dem Entgasungsbereich 11 über eine Unterdruckleitung
26 in Verbindung. Die Strömung der Gase durch die Unterdruckleitung 26 kann durch ein Ventil 27
gesteuert werden, das auf eine strömungsempfindliche Vorrichtung mit einem Schwimmer 28 und einer
Betätigungsvorrichtung 29 anspricht, die wiederum auf einem vorbestimmten Spiel des entgasten Bohrschlammes
in der Unterdruckkammer 10 reagiert. Das Ventil 27 kann auch eine Stellung einnehmen, in welcher die
Leitung 26 voll oder teilweise in die Atmosphäre entlüftet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung steht die Auslaßleitung 21, die ein Gemisch
des entgasten Bohrschlammes und von aus dem Entgasungsbereich 11 der Unterdruckkammer 10
entfernten Gasen enthält, mit einer Gasentlüftungseinrichtung, beispielsweise einem Zyklonseparator, in
Verbindung, der allgemein bei 30 angedeutet ist und einen tangentialen Einlaß 31, einen Trichter 32 und
einen Gasauslaß 33 in die Atmosphäre aufweist.
Der entgaste Bohrschlamm und das aus dem Bohrschlamm in den Entgasungsbereich 11 entfernte
Gas kann durch eine gemeinsame Leitung 21 ausströmen und läßt sich dann leicht in Einrichtungen, wie
einem Zyklonseparator, trennen, weil nach der Extraktion des Gases hohe Drücke, Temperaturen und
Umwälzungen aufgewendet werden müssen, um das Gas wieder in den Bohrschlamm einzuspeisen, diese
physikalischen Zustände aber im Doppelejektor und in der Ausleitung nicht vorhanden sind, infolgedessen
drängt sich das Gas, nachdem es einmal einer Vorrichtung, wie einem Zyklonseparatc. ausgesetzt
worden ist, sehr leicht vom Bohrschlamm, wenn der Bohrschlamm durch den Trichter 32 spiralförmig
nach unten wandert.
Der Trichter 32 des Zyklonseparators mündet in einen Aufnahmebehälter 34 für entgasten Bohrschlamm
aus.
Von diesem Behälter 34 kommt der entgaste Bohrschlamm als Antriebsmedium für den Doppuejektor
durch die Leitung 35 mit Hilfe einer Pumpe 36 und wird der Leitung 37 und der Düse 22 zugeführt. Nicht
gezeichnete Umwälzeinrichtungen pumpen den größeren Teil des entgasten Bohrschlamms vom Behälter 34
zur Umwälzung innerhalb des Bohrloches und schlagen ihn dann in einem Aufnahmebehälter 45 für verschmutzten
Bohrschlamm nieder, der in der gleichen horizontalen Ebene wie der Behälter 34 aus später noch näher zu
erläuternden Gründt η angeordnet ist.
Mit dem Behälter 45 steht eine Leitung 14 in Verbindung, durch welche der verschmutzte Bohrlochbohrschlamm
in den Unterdruckbehälter 10 zur Entgasung abgezogen wird.
Der den entgasten Bohrschlamm enthaltende Behälter 34 und der den verschmutzten Bohrschlamm
aufnehmende Behälter 45 sitzen vorzugsweise in der gleichen Horizontalebene und sind miteinander in den
unteren Teilen durch eine Ausgleichsleitung 46 verbunden. Dadurch kann ein vorbestimmter Flüssigkeitsspiegel
im Behälter 45 ohne Rücksicht auf die Änderungen in der Geschwindigkeit aufrechterhalten werden, mit
der verschmutzter Bohrschlamm aus dem Bohrloch aufgenommen wird. Mit Hilfe der Ausgleichsleitung 46
kann entgaster Bohrschlamm in den Behälter 45 fließen, wenn der Spiegel im Behälter 45 unter annehmbare
Werte sinkt. Dieser entgaste Bohrschlamm, der eine höhere Dichte aufweist als der verschmutzte Bohrschlamm,
steht im Boden des Behälters und stellt sicher, daß ein ausreichend hoher Spiegel an verschmutztem
Bohrschlamm für die Leitung 14 zur Verfügung steht
F i g. 2 zeigt im einzelnen den neuartigen und verbesserten Doppelejektor 19, der einen Teil der
vorliegenden Erfindung darstellt Vorteilhaft wird dieser Ejektor im Bohrschlammbehälter 17 eingebaut so daß
er dort den dichtesten Teil des entgasten Bohrschlammes ausstößt Die Düse 22 liefert einen kontinuierlichen
Strom entgasten Bohrschlammes als Antriebsmedium für den Ejektor. Dieses Antriebsmittel wird durch den
Venturiteil 20 gepumpt und erzeugt einen Unterdruckbereich in der Mündung des Doppelejektors 19, so daß
entgaster Bohrschlamm durch den ersten Ejektoreinlaß 24 hindurchgesaugt und Gas durch die Gasleitung 26 in
den zweiten Ejektoreinlaß 51 gezogen werden kann.
Die Kraft zum Antrieb des durch die Düse 2. austretenden Mediums erzeugt nicht nur einen Unter
druck, der entgasten Bohrschlamm aus dem Bohr schlammbehälter 17 abzieht und Gase aus den
Entgasungsbereich 11, sondern stößt diese Mischuni aus Gasen und entgasten Bohrschlamm auch durch dii
Auslaßleitung 21. Der zweite Ejektoreinlaß 51, der dei Unterdruck auf die Kammer 10 zieht, ist vorzugsweisi
so angeordnet, daß er dem Bereich des höchstei Unterdrucks ausgesetzt ist. Die zur Bewegung de
Bohrschlammes und des Gases erforderliche Energii steht in dem erfindungsgemäß entwickelten Doppel
ejektor leicht zur Verfügung. Die Geschwindigkeit de
durch den Doppelejektor gepumpten Gases un< Bohrschlammes läßt sich leicht auf den gewünschtei
Wert einstellen, indem man die Strömungsgeschwindig keit durch die Düse 22 ändert und gleichzeitig di<
Strömung des Gases durch den zweiten Ejektoieinlal mit Hilfe des Ventils 27 steuert Bei Versuchen mit eine
Strömungsgeschwindigkeit von 2220 l/Min, unter einen Druck von 2,8 Atmosphären durch die Düse 22 konntet
4440 l/Min, an Bohrschlamm aus dem Entgaser ausge stoßen werden, während ein Unterdruck von 250 mn
(10") Quecksilbersäule im Entgasungsbereich 11 auf rechterhalten wurde. Durch Steigerung der antreiben
den Flüssigkeitsströmung durch die Düse 22 au 2960 l/Min, wurden annähernd 5920 l/Min, entgaste:
Bohrschlammes aus dem Behälter ausgestoßen, wäh rend noch 250 mm (10") Quecksilbersäule unter Drucl
im Entgasungsbereich 11 aufrechterhalten blieben. Be einer Ausstoßgeschwindigkeit von 4440 l/Min, wurdei
annähernd 1,5 mVMin. Gas durch den zweiten Ejektor Einlaß gezogen.
Es ist vorteilhaft, eine weitere Steuereinrichtung au dem Einlaßrohr 14 vorzusehen, da die Dichte de
verschmutzten Bohrschlamms sehr stark schwankei kann.
Wenn die Dichte des verschmutzten Bohrschlamme abnimmt, ergibt sich eine größere Strömungsgeschwin
digkeit in dem Behälter, was sich in einem vergrößerte!
Volumen niederschlägt. Ein solcher Zustand wir« schließlich durch einen Schwimmer 28 festgestelll
welcher das Unterdrucksteuerventil 27 etwas schließl um das Ausmaß des Unterdrucks im Behalte
herabzusetzen, so daß die einlaufende' Bohrschlamm strömung verlangsamt wird. Dies kann den Unterdrucl
im Behälter veranlassen, unter denjenigen zu sinken, de notwendig ist, den Bohrschlamm auf das gewünschti
Ausmaß zu entgasen.
Nach Fig.3 enthält das Ventil 15 einen Einlaß 56
einen Ventükörper 55 und einen Auslaß 57. In Ventilkörper 55 ist in Flucht mit der Strömungsachse eil
hohler Ventilschwimmer 62 montiert der gewöhnlicl teilweise mit Flüssigkeit gefüllt und an einem Regelroh
63 befestigt ist das in Achsrichtung in Trägern 6-bewegt
werden kann. Das Regelrohr 63 steht mit einen Flüssigkeitsbehälter 66 über einen biegsamen Schlaucl
67 in Verbindung, der in einem Rohr 68 ausläuft, da unter dem Spiegel der Flüssigkeit 69 ausmündet In
Behälter 66 läßt sich mit Hilfe eines Rohres 70, das mi einer nicht gezeichneten Unterdruckquelle in Verbin
dung steht Unterdruck erzeugen. Das Raumgewicht de Ventilschwimmers 62 hängt von der Menge de
Flüssigkeit in dem kugelförmigen Schwimmer ab um wird vorzugsweise vor Inbetriebnahme des System
eingestellt, indem man einen Unterdruck an der Behälter 66 anlegt Die Quelle für diesen Unterdruc!
kann eine getrennte Pumpe sein oder aber auch ein<
Leitung 70, die an dem Behälter 10 oder an die Leitung 26 unter Zwischenschaltung geeigneter Ventile angeschlossen
ist.
Das Ausmaß des im Behälter 10 notwendigen Unterdrucks wird durch bestimmte Faktoren festgelegt,
die in der jeweiligen Betriebssituation vorliegen, in welcher das Entgasungssystem zum Einsatz kommt. Die
Hauptfaktoren sind die Zusammensetzung des Bohrschlammes, der vertikale Abstand, über den der
Bohrschlamm zwischen dem den verschmutzten Bohrschlamm aufnehmenden Behälter 45 und dem Vakuum
oder Unterdruckbehälter 10 angehoben werden muß, und die Geschwindigkeit, mit der das System arbeiten
soll. Das Ventil 15 muß derart arbeiten, daß der Unterdruck im Behälter 10 in annehmbaren Grenzen
ohne Rücksicht auf Änderungen in der Dichte des einlaufenden Bohrschlammes stehenbleibt.
Bei dem in Fig.4 wiedergebenen Ventil ist ein
Schwimmer oder Kugelkörper 72 vorbestimmten spezifischen Gewichtes in der axialen Strömungsbahn
durch einen Traghebel 73 gelagert, der sich aus dem Ventilkörper 55 über eine Gelenkdichtung 74 heraus
erstreckt. Ein Regelgewicht 75 sitzt verschiebbar auf dem Hebel 73 und ermöglicht es, das wirksame Gewicht
der Kugel 72 zu ändern. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, anstelle des von Hand einstellbaren Regelgewichtes
75 eine auf einen Unterdruck ansprechende Vorrichtung, beispielsweise eine Hohlkugel zu verwenden,
die einen Flüssigkeitsbehälter und unterdruckempfindliche Einrichtungen ähnlich der Ventilkugel 62 in
F i g. 3 enthält
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, in dem auf die Dichte des Bohrschlammes ansprechenden Ventil 15
eine Ventilkugel mit festem spezifischen Gewicht zu verwenden, die die gewünschte Relation zur Dichte des
Bohrschlammes für die besondere Installation aufweist, wobei keine Einrichtungen zur Änderung des spezifischen
Gewichtes der Ventilkugel außer der Ersatz der Kugel selbst vorgesehen sind. Eine solche Einrichtung
eignet sich zur Dauerinstallation, wenn sich die Dichte *o
des Bohrschlammes nur in verhältnismäßig engen Grenzen ändert
Es kann ferner wünschenswert sein, in dem den Bohrschlamm aufnehmenden Bereich 12 einen Wirbelbrecher
anzuordnen, um die vertikale Strömung und die «5 Möglichkeit zu beseitigen, daß sich im Bereich des
ersten Ejektoreinlasses unter bestimmten Bedingungen eine Schüttelwirkung einstellt Ein solches Element ist in
den Zeichnungen nicht wiedergegeben. Es ist aber beispielsweise aus der US-FS 34 81 113 zu entnehmen. —
Im Betrieb wird der entgaste Bohrschlamm vom Behälter 34 über das Bohrloch und den Bohrlochkopf
umgewälzt, wo der Schlamm dem Gas ausgesetzt wird und dieses daher mitnimmt Dann wird dieser
Bohrschlamm aus dem Bohrloch herausgepumpt und in den den verschmutzten Bohrschlamm aufnehmenden
Behälter 45 verbracht Nunmehr wird eine Strömung entgasten Bohrschlamms durch die Düse 22 mit Hilfe
einer Pumpe 36 erzeugt, so daß der Doppelejektor 19 wirksam wird. Infolge des Doppelejektors 19 wird
Bohrschlamm aus dem Bohrschlammtopf 17 durch die Venturidüse 20 und die Auslaßleitung 21 gezwungen.
Gleichzeitig wird ein Unterdruck fan Entgasungsbereich 11 mit Hilfe eines zweiten Ejektoreinlasses 51 erzeugt,
der mit dem Behälter 10 über die Leitung 26 in Verbindung steht Dieser im Entgasungsbereich 11
erzeugte Unterdruck führt dazu, daß der verschmutzte Bohrschlamm durch das Einlaßrohr 14 in den Behälter
10 fließt und über die Prallblechanordnung 16 verteilt wird Auf der Prallblechanordnung 16 breitet sich der
Bohrschlamm in dünnen Schichten aus, aus denen das Gas sehr leicht entfernt werden kann, und zwar mit
Hilfe des in diesem Behälter vorhandenen geringen Drucks. In der Einlaßleitung 14 ist ein Ventil 15
vorgesehen, um Änderungen in der Dichte des verschmutzten Bohrschlamms auszugleichen. Die Geschwindigkeit,
mit der der Bohrschlamm in die Unterdruckkammer 10 strömt, hängt von dem Unterdruck
ab, der in dieser Kammer aufgebaut ist. Alle anderen Faktoren bleiben konstant und innerhalb der
Konstruktionsgrenzen des Doppelejektors 19 gilt, daß, je mehr antreibende Flüssigkeit durch den Doppelejektor
gepumpt wird, um so größer das Vakuum wird, das im Behälter 10 entsteht Dies zeigt deutlich einen der
wesentlichen Vorteile des Erfindungsgegenstandes. Durch einfaches Ändern der Geschwindigkeit der zum
Doppelejektor gelieferten antreibenden Flüssigkeit ändern sich die Bohrschlammausstoßgeschwindigkeit,
die Gasausstoßgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des in den Unterdruckbehälter eingeführten
verschmutzten Bohrschlamms gemeinsam in einem bekannten Verhältnis. Dies führt zu einer sauberen
Kontrolle, welche den Zwang für komplizierte Steuereinrichtungen überflüssig macht, die bei anderen
Systemen nach dem Stande der Technik erforderlich sind. Eine weitere Steuerung erfolgt durch das
Einstellventil 27 in Reaktion auf einen vorbestimmten Zustand, beispielsweise den Spiegel des Bohrschlamms,
der von dem Schwimmer 28 abgetastet wird. Hält man die Geschwindigkeit der antreibenden Flüssigkeit
konstant, dann schließt das Ventil 27, wenn der Spiegel des entgasten Bohrschlamms einen vorbestimmten
Wert überschreitet, etwas, wodurch der Unterdruck in der Kammer 10 herabgesetzt und damit die Strömung
des Bohrschlamms in diese Kammer vermindert wird. In ähnlicher Weise wird, wenn der Spiegel des entgasten
Bohrschlamms unter den gewünschten Wert fällt, das Ventil 27 geöffnet, wodurch sich der Unterdruck
verstärkt und damit die Strömung des Bohrschlamms in die Kammer zunimmt.
Es ist ohne Schwierigkeiten erkennbar, daß das Zusammenwirken des ersten Ejektoreinlasses und des
zweiten Ejektoreinlasses, das dafür sorgt, daß die Geschwindigkeiten des von der Kammer gepumpten
Bohrschlamms und des in der Kammer hergestellten Vakuums sich zusammen ändern, zusammen mit
zusätzlichen Kontrollen durch Abtasten des Spiegels des entgasten Bohrschlammes im Behälter und der
Dichte des verschmutzten Bohrschlammes, ein sehr einfaches, aber genaues Mittel ergeben, um die
Strömung durch die gesamte Vorrichtung zu steuern.
Das Gemisch aus entgastem Bohrschlamm und aus dem Unterdruckbehälter abgezogenen Gasen strömt
durch die Auslaßleitung 21 in eine einfache Gastrennvorrichtung, beispielsweise einen Zyklonseparator 30,
durch den das mit dem entgasten Bohrschlamm mitgeführte Gas aus dem Gemisch abgetrennt wird und
durch den Auslaß 33 abströmen kann. Der entgaste Bohrschlamm stellt dann über den Trichter 32 in den
Behälter 34 für den entgasten Bohrschlamm, von welchem ein Teil wiederum zur Verwendung als
Antriebsmittel für den Doppelejektor abgezogen wird, während der größere TeU über den Bohrlochkopf
umgewälzt wird.
Vorteilhaft ist ein zusätzliches Steuersystem infolge des auf die Dichte des Bohrschlammes wirkenden
Ventils 15 nach F i g. 3 vorgesehen. Wenn die Dichte des ankommenden verschmutzten Bohrschlamms abnimmt,
nimmt bei konstantem Unterdruck die Bohrschlammgeschwindigkeit zu, so daß ein größeres Volumen an
Bohrschlamm angesaugt wird. Dieser Anstieg wird durch die Strömungsregelung 29 festgestellt und die
Unterdruckleitung 27 gedrosselt. Dies kann jedoch dazu führen, daß der Unterdruck unter einen annehmbaren
Spiegel fällt. Der auf die Dichte des Bohrschlammes ansprechende Ventilschwimmer 62 wird mit einer
Flüssigkeit 69 gefüllt, bis sein Gewicht derart ist, daß zwischen dem spezifischen Gewicht des Schwimmers
und der Dichte des Bohrschlammes ein vorbestimmtes Verhältnis eingestellt ist, das die gewünschte Strömung
10
durch den Ventileinlaß 56 ermöglicht, wenn das System normal arbeitet. Der Schwimmer 62 spricht auf eine
Abnahme der Dichte des verschmutzten Bohrschlammes durch Absinken in dem Flüssigkeitsstrom an,
wodurch die Strömung etwas gedrosselt wird und damit Strömungsvolumen und Unterdruck im Behälter konstant
gehalten werden. Nimmt die Dichte des Bohrschlammes zu, dann hat sich das dichte Verhältnis
geändert und der Schwimmer 62 steigt, wodurch die Strömung zunimmt.
Das in Fig.4 wiedergegebene auf die Dichte des
Bohrschlammes ansprechende Ventil arbeitet ähnlich, außer daß es durch eine Bewegung des Gewichtes 75
eingestellt werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zum Entgasen von Bohrschlamm durch Unterteilen des Bohrschlamms in dünne
Schichten in einem Entgasungsbereich eines Behälters, in welchem ein Druckdifferential mit einem
Niederdruckbereich zur Abtrennung mitgenommenen Gases aus dem Bohrschlamm erzeugt wird,
wobei der Bohrschlamm in einem Bohrschlammaufnahmebereich im Behälter gesammelt und der
Bohrschlamm und das abgetrennte Gas gleichzeitig aus dem Behälter abgezogen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bohrschlamm und das Gas durch eine gemeinsame Leitung aus dem
Behälter abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Leitung zur Entfernung
des Gases in die Atmosphäre entlüftet wird.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorher entgaster Bohrschlamm
als Antriebsmittel zum Abziehen des Bohrschlamms verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorher entgaster Bohrschlamm zum
aufeinanderfolgenden Einsaugen von Bohrschlamm und Gas in die gemeinsame Leitung verwendet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, mit einem Unterdruckbehälter mit einem Entgasungsbereich im oberen Teil und einem
Bohrschlammaufnahmebereich im unteren Teil, mit einer Prallblechanordnung im Behälter zur Ausbreitung
des Bohrschlamms über eine vergrößerte Oberfläche, mit Einrichtungen zum Aultragen des
gasbeladenen Bohrschlamms auf die Prallbleche, mit einem Ejektor mit einem Bohrschlammeinlaß in
Verbindung mit dem Bohrschlammaufnahmebereich zum Ausstoßen von Bohrschlamm aus dem Behälter,
mit einer Bohrschlammauslaßleitun^ in Verbindung mit dem Ejektor zur Aufnahme des aus dem Behälter
durch den Ejektor abgezogenen Bohrschlamms und mit Saugeinrichtungen mit einer mit dem Entgasungsbereich
in Verbindung stehenden Gasabsaugleitung zur Herstellung eines Vakuums im Behälter
zum Abtrennen eingefangenen Gases aus dem Bohrschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ejektor (19) die Saugvorrichtung bildet, wobei der Auslaß der Gasabsaugleitung (26) im Ejektor (19)
angeordnet ist und das Gas durch die Schlammauslaßleitung (21) gleichzeitig mit dem Schlamm
abführbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ejektor (19) eine Ventunanordnung
(20) aufweist, die einen Strömungskanal in Verbindung mit dem Schlammeinlaß (24) und dem
Auslaß der Gasabsaugleitung (26) bildet, wobei mittels der Ventilanordnung (20) zugeordneter
Einrichtungen (22; eine Strömung antreibenden Mediums durch diesen Slrömungskanal geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Schlamm- und Gasauslaßleitung
(21) in die Atmosphäre entlüftende Einrichtungen stromabwärts von der Einmündung der Gasabsaugleitung
(26) in den Ejektor (19) zur Entfernung des
Gases aus der Leitung (21).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein entgasten Bohrschlamm aufnehmender
Behälter (34) an der Auslaßleitung (21) stromabwärts von der Entlüftungseinrichtung angeordnet
ist, in welcher das Antriebsmittel entgast wird, und daß die Einrichtungen zur Erzeugung einer
Strömung des Antriebsmittels aus einer Pumpe (36) bestehen, die entgasten Bohrschlamm aus dem
Aufnahmebehälter (34) abzieht und diesen Bohrschlamm unter Druck in die Venturianordnung (20)
einführt
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Unterdruckbehälter (10) einen Ejektortopf (17) aufweist, der aus dem Bohrschlammaufnahmebereich
(12) nach unten vorsteht, und daß die Venturianordnung (20) und der erste Ejektoreinlaß
(24) für den Bohrschlamm in dem Ejektortopf (17) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, mit der Gasabsaugleitung
(26) verbundene Ejektoreinlaß in der Nähe der Venturianordnung (20) im Ejektortopf (17)
angeordnet ist und mit dem Entgasungsbereich (11) über die Leitung (26) in Verbindung steht.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen
zur Regelung der Strömung des gasbeladenen Bohrschlamms stromaufwärts von den Prallblechen
(16) in Abhängigkeit von der Dichte des zu entgasenden Bohrschlamms.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Regelung
der Strömung des gasbeladenen Bohrschlamms einen senkrecht angeordneten Ventilkörper (55) mit
einem Einlaß (56) im unteren Teil und mit einem Auslaß (57) im oberen Teil aufweist, durch den eine
vertikale Strömung geführt ist, wobei ein Ventilschwimmer (62) mit einem solchen spezifischen
Gewicht axial beweglich in der Aufwärtsströmung in der Nähe des Einlasses (56) angeordnet ist, daß der
Schwimmer (62) eine Anfangsstellung in der Strömung hält, welche eine bestimmte Strömungsmenge
durch den Einlaß (56) zuläßt, und daß sich der Schwimmer (62) gegen die Strömung in Richtung
des Einlasses (56) bewegt, wenn die Dichte des gasbeladenen Bohrschlamms abnimmt, und sich
nach oben bewegt, wenn die Dichte des gasbeladenen Bohrschlamms zunimmt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet
durch Einrichtungen zur Änderung der Dichte des Venlilschwimmers (62).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Änderung
der Dichte des Ventilschwimmers (62) aus einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer und aus Einrichtungen
zur Änderung der Flüssigkeitsmenge im Schwimmer (62) bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712115363 DE2115363C3 (de) | 1971-03-30 | 1971-03-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712115363 DE2115363C3 (de) | 1971-03-30 | 1971-03-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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