DE2953573C2 - Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung - Google Patents

Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung, bei dem eine erste in Drehung versetzte, gekrümmte und in sich geschlossene Mantelfläche teilweise in die Spülung eingetaucht und eine Adhäsionsschicht aus Spülungsbestand- «1 teilen auf die erste Mantelfläche aufgebracht wird sowie feste Partikel der auf der ersten Mantelfläche befindlichen Adhäsionsschicht durch Anlegen einer zweiten in Drehung versetzten, gekrümmten und in sich geschlossenen Mantelfläche gegen die Adhäsionsschicht der ersten f>5 Mantelfläche abgetrennt werden.
Aus der CS-PS 109992 ist ein Verfahren dieser Art zur Regenerierung einer stabilen Tonsuspension der Bohrspülung bekannt, bei dem die Bohrspülung, die die Bohrung verlassen hat und den Schlamm enthält, zuvor mit Wasser verdünnt und von größeren Teilchen getrennt wird. In der verdünnten und auf diese Weise gereinigten Bohrspülung verbleiben kleine ungeladene Teilchen losgebohrten Gesteins und negativ geladene kolloidale Tonteilchen. Danach werden die negativ geladenen Tonteilchen aus diener Bohrspülung herausgelöst, indem man sie an einer rotierenden tromiaelförmigen Anode abscheidet, worauf sie mit einem Schaber entfernt werden. Die abgeschiedenen negativ geladenen Tonteilchen reißen einen Teil ungeladener Teilchen mit, die sich an der ro tierenden Anode ebenfalls absetzen. Dabei wird nur ein Teil der Bohrspülung gereinigt, der andere, erheblich giößere Teil gelangt ungereinigt in die Bohrung. Die Reinigung zuerst von großen und dann von kleinen Teilen ist technologisch kompliziert und kostspielig.
Es ist auch schon beispielsweise aus der US-PS 3642605 bekannt, die feste Phase aus einer Dispersion durch elektrophoretische Abscheidung auf einer Trommel und durch Wärme abzuscheiden, wobei die zunächst wäßrige Schicht durch eine Satellitenwalze, die mit der rotierenden Trommel in Kontakt steht, entwässert wird, worauf ein Schaber die abgeschiedene feste Phase von der Trommel entfernt, bevor die Trommel wieder in die Dispersion eintaucht.
Schließlich ist es uus den US-PSen 2189698 und 2291447 bekannt, Mineralienmischungen dadurch mechanisch zu trennen, daß sie von einer auf einer Trommel angebrachten Kkbschichi unterschiedlich mitgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, das mit einfachen Mitteln eine Verbesserung des Abtrennens der Feststoffpartikel zu erzielen gestattet.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zweite Mantelfläche nur gegen einen bestimmten Tiefenbereich der auf der ersten MantelHirhe befindlichen Adhäsionsschicht angelegt und der diesem Tiefenbereich entsprechende Teil der Adhäsionsschicht von der ersten Mantelfläche abgetrennt wird, wobei die linearen Geschwindigkeiten der Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche und der zweiten Mantelfläche im Kontaktbereich im wesentlichen gleichgeschaltet werden. Dies ergibt mit einfachen Mitteln eine Verbesserung des Abtrennens der Feststoffpartikei mit hoher Trennleistung.
Vorteilhaft wird durch die zweite Mantelfläche jener Tiefenbereich der Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche abgetrennt, der mit groben Partikeln angereichert ist, was zum Beispiel bei der Abscheidung auf der Außenseite einer 1 rommel der Fall ist.
Andererseits ist es auch möglich, daß durch die zweite Mantelfläche jener Tiefenbereich der Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche abgetrennt wird, der von den groben Partikeln im wesentlichen frei ist, was beispielsweise bei der Trennung einer Adhäsionsschicht zur Anwendung kommt, die an der Innenseite einer rotierenden Trommel gebildet ist.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß während des Trennungsprozesses die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht verändert wird. Dies erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch ein elektrisches Gleichstromfeld verändert wird, wobei eine Änderung der Richtung des elektrischen Stromes entsprechend der mineralogischen Zusammensetzung der festen Partikel vorgesehen sein kann. Das Durchleiten elektri-
sehen Stromes durch die Trennungszone der Adhäsionsschicht führt zu einer Verringerung der Oberflächenspannung dank der Konzentration der elektrisch geladenen Teilchen in der Oberflächenschicht. Die Verringerung der Oberflächenspannung verbessert somit die Trennbedingungen noch mehr. Durch Änderung der Richtung des elektrischen Stromes in Abhängigkeit von der mineralogischen Zusammensetzung der festen Partikel wird die Intensität der selektiven Entnehme der festen Partikel erhöht.
Die Anlegung eines positiven Potentials an der zweiten Mantelfläche führt zu intensiverer Entnahme der negativ geladenen Tonteilchen aus der Adhäsionsschicht der Bohrspülung. Andererseits gewährleistet die Anlegung eines negativen Potentials a:i der zweiten Mantelfläche die Entnahme der neutralen (aber schweren, beispielsweise Barytteilchen) und positiv geladenen Mineralteilchen aus der Adhäsionsschicht.
Zur Erhöhung des Regelbereiches der Entnahme der festen Partikel wird vorteilhaft die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch Änderung der elektrischen Feldstärke entsprechend der Korngrößenzusammensetzung der festen Partikel verändert.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abtrennung eines Teils einer an der Außenseite einer rotierenden zylindrischen Oberfläche gebildeten Adhäsionsschicht und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Abtrennung eines Teils einer an der Innenfläche einer rotierenden zylindrischen Oberfläche gebildeten Adhäsionsschicht.
Aus der Bohrspülung 1 (Fig. 1) wird eine Adhäsionsschicht 2 auf einer in Drehung versetzten gekrümmten und in sich geschlossenen Mantelfläche 3 gebildet. Bei dem beschriebenen Beispiel ist dies die zylindrische Oberfläche einer Trommel 4, die einen (nicht abgebildeten) Drehantrk b besitzt.
Die Trommel 4 wird so angeordnet, daß sich ein Teil ihrer Mantelfläche 3 in der Bohrspülung 1 befindet. Während der Drehung wird ein Teil der Adhäsionsschicht 2 in einem bestimmten Tiefenbereich auf eine zweite gekrümmte und in sich geschlossene Mantelfläche übertragen, di-j im vorliegenden Beispiel von der Oberfläche einer Hilfstrommel 6 gebildet ist, die einen (nicht abgebildeten) Drehantrieb befitzt. Die Drehgeschwindigkeiten der Trommeln 4 und 6 werden so gewählt, daß die linearen Geschwindigkeiten :m Kontaktbereich der Adhäsionsschicht 2 unJ der zweiten Mantelfläche im wesentlichen gleich iind.
Diese Gleichheit der linearen Geschwindigkeiten gewährt eine stetige ' rennung der Adhäsionsschicht 2 in zwei Teile mit unterschiedlichem Gehalt an festen Partikeln.
Die Dicke der entstandenen Adhäsionsschicht 2 der Bohrspülung 1 ist Vlin der Viskosität der Bohrspülung 1 und der Drehgeschwindigkeit der Trommel 4 abhängig.
In der AdhäsiorAschicht 2 befinden sich Partikel in Phasen von festen Teilchen losgebohrten Gesteins, Beschwerungsmittel u'id feste Tonphase. Bei Drehung der Trommel 4 erfolgt Unter der Wirkung von Fliehkräften in der Adhäsionsschicht 2 die Umverteilung der festen Teilchen je nach deren Dicht«, und Volumen. Größere und schwerere Teilchen streben nach der Außenfläche der Adhäsionsschicht 2. Teilc!j~n feinerer Fraktionen und insbesondere KoHoidteilchen verbleiben näher an der Innenfläche der Adhäsionsschicht 2 .
Die Drehgeschwindigkeit der Hilfstrommel 6 wird auf eine Größe gebracht, die synchrone Drehung der Oberfläehe der Hilfstrommel 6 und der Außenfläche der Adhäsionsschicht gewährleistet.
Die Trommeln 4 und 6 werden mit einem Spalt eingestellt, der nicht geringer als die Dicke der Adhäsionsschicht 2 ist.
ίο Auf ein Teilchen, das sich in der Adhäsionsschicht 2 befindet, wirken einerseits die Fliehkräfte:
mV2
worin bedeuten:
/;; - Masse des Teilchens
R - Drehradius des Teilchens
ν lineare Drehgeschwindigkeit des Teilchens:
andererseits wirken folgende Kräfte:
Gewicht des Teilchens. Viskositätsreibungskräfte und Oberflächenspannungskräfte F1 der Adhiisionsschicht 2:
F1 =? nra
worin bedeuten:
r - Halbmesser des Teilchens
σ - Oberflächenspannungskoeffizieni der Bohrspülung 1.
Die Beurteilung der Wirkung der an der Verteilung der festen Teilchen in der Oberflächenschicht beteiligten Kräfte kann mit Hilfe der Froudeschen Zahl erfolgen, die angibt, um wieviele Male die Fliehkräfte die Schwerkraft übersteigen:
worin bedeuten:
W - Winkelgeschwindigkeit der Trommel 4
R- Drehradius des Teilchens
g - Schwerebeschleunigung.
Der maximale und minimale Wert der Froudeschen Zahl beträgt für die realen Konstruktionen 20 bis 2000.
5ii Daraus ergibt sich, daß bei der Berechnung der auf die festen Teilchen in der Adhäsionsschicht 2 wirkenden Kräfte die Berücksichtigung ihrer Schwerkräfte nicht unbedingt notwendig ist, weil die Fliehkräfte diese um das 20 bis 2000fache übersteigen. Da die Reibungskraft der Oberfläche der Teilchen an der Flüssigkeit, die sie in Drehung mitreißt, länqs einer Tangente an die Oberfläche der Trommel 4 und senkrecht zum Halbmesser derselben gerichtet ist, können die Besonderheiten der radialen Bewegung der Teilchen, d.h. die Hauptgesetzmäßigkei-
6(i ten des Trennungsprc -esses ohne Beachtung von Viskositätsreibungskn'iften betrachtet werden.
Somit läßt sich, indem die Kräfte F und F, als gleich angenommen werden, die Gleichgewichtsbcdintuna der Teilchen in der Adhäsionsschicht 2 an der zylindrischen
(.5 Oberfläche 3 der rotierenden Trommel 4 ableiten:
π,/1
»,) W'1 R-2'ra ^K(
oder in He/iigaufden Durchmesser des Teilchens (damals kugellorniig aiigenonimen isti:
,/■■ . , CM
\ (,j, -,j,) Il K-
worin bedeuten:
Ij1 und ι), jeweils Dichten der festen Partikel unt.\ der Flüssigkeit
ι/ Durchmesser des Teilchens ( - 2 /)
K Dieliradius des Teilchens
σ Oherflächcnspanmingskocfll/icnt der Flüssigkeil der Adhäsionsschicht.
Wie aus den Formeln (4) und (5) ersichtlich ist. hängt die Bewegung des Teilchens mit dem Durchmesser (/ in der Adhäsionsschicht 2 von der Dichte der Bohrspülung 1. dem Drehradius des Teilchens R. der Drehgeschwindigkeit desselben und der OherfUiehensnanniinp der Adhäsionsschicht 2 ab. Der Drehradius des Teilchens ist durch den Durchmesser der Trommel 4 bestimmt. Die Vergrößerung des Durchmessers der Trommel 4 ist durch konstruktive Schwierigkeiten bei deren Herstellung begrenzt. Somit sind Drehgeschwindigkeit der Trommel 4 und Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht 2 die Hauptparameter des Trennungsprozesses an der rotierenden zylindrischen Manteloberfläche 3.
Infolge der Berührung der Manteloberfläche 5 der Hilfstrommel 6 mit der Adhäsionsschicht 2 wird ein Teil dieser Schicht auf diese Manteloberfläche übertragen.
Je nach der gegenseitigen Lage der Trommeln 4. 6 enthält der abgetrennte Teil der Adhäsionsschicht 2 verschiedene Konzentrationen der festen Partikel.
Entsteht die Adhäsionsschicht 2 an der Außenfläche der Trommel 4 ( Fig. 1). so entnimmt die Hilfstrommel 6 einen Teil der Adhäsionsschicht 2. die mit großen schweren Teilchen aus der Bohrspülung 1 angereichert ist. Dieser Teil 7 der Adhäsionsschicht 2 wird mit einem Schaber 8 in eine Rinne 9 geleitet.
Beider Entstehung einer Adhäsionsschicht 10 ( Fig. 2) an der Innenfläche 11 einer Trommel 12 wird auf die Mantelfläche 13 einer Hilfstrommel 13« ein Teil 14 der Adhäsionsschicht 10 übertragen, der von großen und schweren Teilchen aus der Bohrspülung 1 gereinigt ist. Der entstandene Teil 14 der Adhäsionsschicht lOist somit von großen Teilchen aus der Bohrspülung 1 gereinigt. Von der Hilfstrommel 13a wird der Teil 14 mit einem Schaber 15 abgekratzt und in eine Rinne 16 geleitet.
Aus dem Teil 14 der Adhäsionsschicht 10 austretende Teilchen erreichen unter der Wirkung von Fliehkräften einen Schild 17 und rieseln an diesem in die Rinne 16 herab. Um die Intensität des Trennungsprozesses zu erhöhen, wird die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch Einwirkung eines elektrischen Gleichstromfeldes geändert. Der elektrische Strom fließt in einem Kreis: Stromquelle 18 (Fig. !. 2). Trommel 4/12. Adhäsionsschicht 2/10. Hilfstrommel 6/I3a. Die Anlegung eines positiven Potentials an die Hilfstrommel 6/13« intensiviert die Abtrennung von negativ geladenen Kolloidteilchen, und der Poiaritätswechsel führt zur Abtrennung von neutralen und positiv geladenen Teilchen an der Hilfsstromtrommel 6. 13a. Je nach der Kornarößenzusammensetzung der festen Partikel wird die Oberflächenspannung durch Änderung der elektrischen Feldstärke verändert.
Zur Herauslösung des Beschwerungsmittels wird die Bohrspülung 1. die das feste losgebohrte Gestein enthält.
vor der Trennung auf die Ci rolle der Besehwerungsniiltelteilchen dispergiert. Hierbei werden die Beschwerungsiiiittelteilchen. die eine nahezu zweimal so große Dichte wie die der Teilchen des losgebohrten Gesteins besitzen, schneller abgetrennt.
Die an der Trommel 4. 12 zurückgebliebene Adhäsionsschiiht 2. It) wird nach der Entnahme eines Teils 7. 14 derselben durch die Hilfstrommel 6. 13</ vom Schaber 19 ( Fig I) abgekratzt und gelangt in einen Aul'nahmebehalter 20.
Durch Änderung der Drehgeschwindigkeit der Trommel 4. 12 und der Oberflächenspannung der Adhäsionsschiclit 2. IO sowie der Polarität (Richtung) des elektrischen Stroms läßt sich die Trennung in weitem Bereich regeln, v/o bei überschüssige feste Partikel herausgelöst werden und Tonteilchen feinerer Fraktionen zurückbleiben, die die kolloidale Hauptkomponente der Tonbohrspülung darstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgender
Nach der Zuführung der Bohrspülung I zu einem Behälter 21 (Fig. 1 (wird der (nicht abgebildete) Drehantrieb der Trommel 4 eingeschaltet. Infolge der Berührung der Mantelfläche 3 der Trommel 4 mir. der Bohrspülung I entsteht auf ihr eine Adhäsionsschicht 2. Die Drehzahl der Trommel 4 wird je nach der Viskosität der Bohrspülung I und dem bezweckten Reinigungsgrad dieser Spülung eingestellt. Entsprechend der Dicke der auf der Trommel <i gebildeten Adhäsionsschicht 2 wird der Spalt ι zwischen den Trommeln 4 und 6 eingestellt. Die Drehgeschwindigkeit der Hilfstrommel 6 wird auf eine Größe gebracht, bei der die linearen Geschwindigkeiten der Oberfläche der Trommel 6 und der Außenfläche der Adhäsionsschicht 2 gleich werden. Eingestellt wird die Polarität des elektrischen Stroms, der den Trommeln 4 und 6 von der Gleichstromquelle 18 je nach der mineralogischen Zusammensetzung des Schlamms in der Bohrspülung 1 zugeführt wird.
Durch stetige Änderung der Stärke des elektrischen Stroms erreicht man den erforderlichen Reinigungsgrad der Bohrspülung 1. Auf diese Weise ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die Menge der festen Partikel und die Größe der abgetrennten Teilchen in weitem Bereich bis zur vollständigen Klärung der Flüssigkeit zu regeln, was keines der bisher bekannten Verfahren zu erreichen erlaubt.
Zur Ermittlung von optimalen Parametern des Reinigungsprozesses der Bohrspülung 1 vom Schlamm an der Oberfläche der Adhäsionsschicht 2. die an der Mantelfläche 3 der Trommel 4 gebildet war. wurden Untersuchungen durchgeführt, deren Ergebnisse sich in den folgenden Ausführungsbeispielen widerspiegeln.
Als Haupttrommel 4 wurden verschiedene Trommeln mit Durchmessern von 100 bis 500 mm und einer Drehzahl von 10 bis 10000 U/min erprobt. Die gleichen Parameter hatte auch die Hilfstrommel 5.
Es wurde festgestellt, daß bei einer Drehzahl der Haupttrommel 4 von 10 bis 150-200 U/min die Dicke der entstandenen Adhäsionsschicht 2 der Bohrspülung 1 mit einer Viskosität von !Obis 100 eP 1.5 bis 3 mm betrug. Die geringe Dicke der Adhäsionsschicht ist durch Ablaufen der Flüssigkeit von der Oberfläche der Trommel 4 bei geringer Drehzahl bedingt. Diese Dicke der Adhäsionsschicht 2 ist nicht imstande, eine erfolgreiche Arbeitsleistung der Trommel 4 sicherzustellen.
Im Drehgeschwindigkeitsbereich von 200-500 U/min schwankt die Dicke der Adhäsionsschicht 2 an der Oberfläche 3 der Trommel 4 bei einer Viskosität der
Bohrspülung von 10 bis lOOcP im Bereich von 3 8 mm. Hierbei erfolgt die Abtrennung fester Teilchen mit einem Durchmesser von 0,8-4 mm von der Oberfläche der Adhäsionsschicht 2.
Alle Teilchen, deren Durchmesser unterhalb der erwähnten Grenzen liegt, verbleiben im Innern der Adhäsionsschicht 2.
Untersuchungen haben ergeben, daß die Winkelgeschwinij'jkeit der mit der Luft in Berührung sichenden Adhäsionsschicht 2 um ein Vielfaches (um das 10- bis 30fache) geringer als die Winkelgeschwindigkeit der Oberfläche 3 der Trommel 4 ist. Dadurca kann bei Drehzahlen der Trommel 4 im Bereich von 1000 2000 U/min, die gemäß der theoretischen Berechnung, die aufgrund der Annahme einer gemeinsam mit der Trommel 4 starr rotierenden Adhäsionsschicht 2 vorgenommen wurde, optimal sind, die zur Entfernung aller festen Partikel mit minimaler Korngröße von bis zu 0,07 mm erforderliche Reinigungsfeinheit unmöglich erreicht werden. Wenn aber uic Oberflächenschicht dieser Flüssigkeit mit Hilfe der Trommel 6 eine Geschwindigkeit erteilt wird, die der Drehgeschwindigkeit der Trommel 4 gleich ist, so wird die theoretische Berechnung der Reinigungsfeinheit vollauf bestätigt. In den Fällen, in denen den Trommeln 4 und 6 alternierende Spannung von der Gleichstromquelle 8 zugeführt wurde, wurde die Reinigungsfeinheit dank verringerter Oberflächenspannung der Adhäsionsschichten verbessert. Hierbei betrug die minimale Größe der Teilchen, die aus der Adhäsionsschicht entfernt wurden, 20μΐη. Dabei wurde festgestellt, daß bei der Reinigung der Bohrspülungen der Trommel 4 vorteüLdft ein mit der Ladung der Schlammteilchen gleichnamiges Potential zu erteilen war, und zwar ein negatives, wenn der Schlamm in Form von negativ geladenen Teilchen auftritt, und ein positives, wenn der Schlamm in Form von positiv geladenen Teilchen, beispielsweise Kalzitteilchen, auftritt.
Bei den LJniersuchun°cn wurde fsst°este!it, daß für die qualitätsgerechte Reinigung der Bohrspülungen mit einer Viskosität von 10 bis 100 cP (bis zur minimalen Größe der zu entfernenden Teilchen von 20 μπι) die Trommel 4 eine Drehgeschwindigkeit von 1000 bis 2000 U/min erhalten und der Trommel eine Spannung im Bereich von 10 bis 20 V zugeführt werden sollte.
So wird beispielsweise für die Reinigung einer gering verschlämmten Bohrspülung (mit bis zu 30 bis 40% festen Partikeln) mit maximaler Größe der festen Teilchen von 200 bis 300 um der Durchmesser der Haupttrommel gleich 420 bis 500 mm gewählt, und deren Drehzahl beträgt dabei 1800 bis 2000 U/min. Der Durchmesser der Hilfstrommel 6 soll im Bereich von 140 bis 160 mm liegen, und die Drehzahl derselben soll 5000 bis 6000 U/min betragen. In diesem Fall werden aus der Adhäsionsschicht feste Teilchen mit einer Größe von 12 bis 16 μπι abgetrennt.
Bei der Reinigung einer Bohrspülung mit hohem Schlammgehalt und einer Größe der festen Teilchen von über 1 mm sollen der Durchmesser der Haupttrommel 10 bis 120 mm und die Drehzahl derselben 100 bis 1200 U/min betragen. In diesem Fall beträgt der Durchmesser der Hilfstrommel 30 bis 40 mm, die Drehzahl liegt bei 300 bis 3600 U/min. Aus der Adhäsionsschicht werden feste Teilchen mit einer Größe von 40 bis 50 um abgetrennt.
Die wirtschaftliche Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abtrennung fester Partikel aus einer Bohrspülung ist durch Herabsetzen des Aufwandes dank Vermeidung einer mehrstufigen Reinigungsprozedur, Verlängerung der Lebensdauer der Bohrspülung und Erhöhung der Bohrgeschwindigkeiten aufgrund verbesserter Reinigungsquulität der Bohrspülung gegeben. Besonders zweckmäßig läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei Niederbringung von Erdöl-, Gas- und Erkundungsbohrungen verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung, bei dem eine erste in Drehung versetzte, gekrümmte und in sich geschlossene Mantelfläche teilweise in die Spülung eingetaucht und eine Adhäsionsschicht aus Spülungsbestandteilen auf die erste Mantelfläche aufgebracht wird sowie feste Partikel der auf der ersten Mantelfläche befindlichen Adhäsionsschicht durch Anlegen einer zweiten in Drehung versetzten, gekrümmten und in sich geschlossenen Mantelfläche gegen die Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Mantelflä- is ehe nur gegen einen bestimmten Tiefenbereich der auf der ersten Mantelfläche befindlichen Adhäsionsschicht angelegt und der diesem Tiefenbereich entsprechende Teil der Adhäsionsschicht von der ersten Mantelfläche abgetrennt wird, wobei die linearen Geschwindigkeiten der Adhäsionsscbichi der ersten Mantelfläche und der zweiten Mantelfläche, im Kontaktbereich im wesentlichen gleichgehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Mantelfläche jener Tiefenbereich der Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche abgetrennt wird, der mit den groben Partikeln angereichert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Mantelfläche jener Tiefenbereich '.'si· Adhäsionsschicht der ersten Mantelfläche abgetrennt wird, der vnn den groben Partikeln im wesentlichen frei ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß während des Trennungsprozesses die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch ein elektrisches Gleichstromfeld verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch Änderung der Richtung des elektrischen Stroms entsprechend der mineralogischen Zusammensetzung der festen Partikel verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenspannung der Adhäsionsschicht durch Änderung der elektrischen Feldstärke entsprechend der Korngrößenzusammenset- so zung der festen Partikel verändert wird.
DE2953573T 1979-03-27 1979-11-27 Verfahren zum Abtrennen fester Partikel aus einer Bohrspülung Expired DE2953573C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219076A (en) * 1982-04-28 1993-06-15 Wisconsin Alumni Research Foundation Spray fractionation of particles in liquid suspension
WO1985004819A1 (en) * 1984-04-17 1985-11-07 Exxon Research And Engineering Company Separation of dispersed phase from continuous phase
US4627901A (en) * 1985-04-11 1986-12-09 Exxon Research And Engineering Company Separating wax from hydrocarbon mixture boiling in the lubricating oil range
US4622118A (en) * 1985-04-11 1986-11-11 Exxon Research And Engineering Company Method and apparatus for separating wax/water from hydrocarbon oil mixture boiling in the lubricating oil range
JP3076839B2 (ja) * 1999-01-20 2000-08-14 工業技術院長 分散液中の微粒子の分離方法、微粒子の分級方法及び微粒子の吸着力測定方法、並びにそれらの方法の実施のための装置
CN112023799A (zh) * 2020-08-19 2020-12-04 廊坊市金来源环保科技有限公司 一种小型移动式泥浆净化集成一体机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2189698A (en) * 1937-01-21 1940-02-06 Metallgesellschaft Ag Method of mechanically separating mineral mixtures
US2219312A (en) * 1938-10-24 1940-10-29 Nat Lead Co Method for controlling the properties of drilling fluids
US2291447A (en) * 1937-09-22 1942-07-28 American Lurgi Corp Apparatus for mechanically separating mineral mixtures
US3642605A (en) * 1967-01-24 1972-02-15 Ceramique Du Batiment Soc Gen Apparatus for the extraction and dehydration of a solid phase from a liquid dispersion
US3705099A (en) * 1969-06-16 1972-12-05 Environmental Purification Sys Separating means and method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB495794A (en) * 1937-05-20 1938-11-21 Johan Sigismund Fasting Improvements in and relating to the separation of raw slurry into fractions
SU69627A1 (ru) * 1946-08-12 1946-11-30 Г.Н. Зайченко Способ разделени смесей электропроводных и неэлектропроводных материалов, например, смесей металлов или их окислов с породой

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2189698A (en) * 1937-01-21 1940-02-06 Metallgesellschaft Ag Method of mechanically separating mineral mixtures
US2291447A (en) * 1937-09-22 1942-07-28 American Lurgi Corp Apparatus for mechanically separating mineral mixtures
US2219312A (en) * 1938-10-24 1940-10-29 Nat Lead Co Method for controlling the properties of drilling fluids
US3642605A (en) * 1967-01-24 1972-02-15 Ceramique Du Batiment Soc Gen Apparatus for the extraction and dehydration of a solid phase from a liquid dispersion
US3705099A (en) * 1969-06-16 1972-12-05 Environmental Purification Sys Separating means and method

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DE2953573T1 (de) 1981-02-26

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