DE3216105A1

DE3216105A1 - Schlammkonzentrator und seine verwendung

Info

Publication number: DE3216105A1
Application number: DE19823216105
Authority: DE
Inventors: Larry Dale 77084 County of Houston Tex. Welch; Warren Maurice 74104 County of Tulsa Okla. Zingg
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1983-11-03
Also published as: FR2525495A1; DE3216105C2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein neuer Schlammkonzentrator mit Druckverringerunseinrichtungen und seine Verwendung· Der Konzentrator ist insbesondere geeignet zur Konzentrierung wässriger beschwerter Schlämme zum,hydraulichen Abbau von unterirdischen Lagerstätten.

Eine Vielzahl von Verfahren wurde beschrieben zur Erhöhung der Ausbeute an flüssigen Kohlenwasserstoffen (z*B. Rohöl und Erdgas) aus Bohrlöchern, die in Lagerstätten mit geringer Permeabilität eingebracht wurden· Ansäuerung der Matrix und hydraulisches Brechen derartiger Formationen sind die bestbekannten und meistverwendeten Verfahren· Beim hydraulischen Brechen wird eine Brechflüssigkeit durch ein perforiertes Bohrrohr in die kohlenwasserstoffführende Zone unter einem Druck gepumpt, der ausreichend hoch ist, um die Gesteinsformation zu zersplittern oder zu brechen. Die BrechflUssigkeit enthält normalerweise ein Beschwerungsmittel, das in die Bruchstelle eingebracht wird und das Zusammenbrechen der Bruchstelle verhindert, wenn der Einpumpdruck zurückgeführt wird auf Normaldruck. Als Beschwerungsmittel dienen Sand, gesinterter Bauxit, Glaskugeln usw. Diese erzeugen einen durchlässigen Kanal innerhalb der Lagerstätte, durch die die Flüssigkeit zum Bohrloch fließt und abgezogen wird.

Beim üblichen hydraulischen Brechverfahren werden verschiedene Flüssigkeiten als Brechflüssigkeiten verwendet, beispielsweise Rohöl, Dieselöl, Kerosin, Wasser, Messer mit Verdickungsmittel, Säuren (wässrige HCl), verdickte Säuren usw. (mit oder ohne Beschwerungsmittel)· Als Verdickungsmittel für Wasser dienen Polysaccharide oder Polysaccharidderivate (wie GuarmeiL, Hydroxypropyl - Guarmehle usw.). Diese haben sich in Brechflüssigkeiten als besonders wirksam und geeignet erwiesen und werden deshalb in großem Umfang verwendet. Jedoch ergaben sich bei der Verwendung der wässrigei Gele und anderer Brechflüssigkeiten Probleme. Beispiels-

weise tritt ein großer Druck-abfall ein, wen der Brechdruck erreicht ist und das Brechen der Lagerstätte beginnt. Die Pumpen müssen dann in der Lage sein, große Volumina zusätzlicher Brechflüssigkeit schnell in die Brechzone einzuspritzen, um die Bruchzone aufrechtzuerhalten. Die Zufuhr von zusätzlichem Pumpdruck erfordert zahlreiche große Pumpaggregate, die in Reserve gehalten werden müssen, die jedoch anderweitig nicht notwendig sind, Weiterhin benötigen die Brechflüssigkeiten oft eine zusätzliche Behandlung oder die Zugabe chemischer Zusätze zur Erhöhung ihrer Viskosität, der Gelfestigkeit und/oder zur Verbesserung des Fließverhaltens während der Verwendung· Weiterhin sind Behandlungsmöglichkeiten der Flüssigkeiten erwünscht zur Verbesserung der Aufnahme von Beschwerungsmitteln· ^Λ Zahlreiche Probleme beim Brechen mittels Flüssigkeiten wurden gelöst durch hydraulisches Brechen mit Schaum· Das Schaumbrechverfahren ist in USrTS3 937 283 beschrieben. Eine Veröffentlichung über Schaumbrechen erfolgte von Blauer, et al in der Ausgabe vom 22. Juli 1974 von "OllweeK" unter der Bezeichnung "Formationsbrechen mit Schaum" SPE 5oo3. Bezuggenommen wird ferner auf die US-Patentschrift 3 9Bo 136.

In der US-Patent3chrift 3 937 283 sind die Vorteile des Schaumbrechens und Verfahren* zum Herstellen derartiger Schäume beschrieben. Einer der Vorteile des Schaumbrechens ist der geringere Flüssigkeitsverlust innerhalb der Gesteinsformation· Geringere Flüssigkeitsverluste innerhalb der Gesteinsfraktion beinhalten jedoch ein effizienteres Brechen und ein minimales Zusammenbrechen der Formation· Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Schäume üblicherweise eine relativ hohe Kapazität für Beschwerungsmittel aufweisen, so daß mehr Beschwerungsmittel in die Lagerstatte eingeführt werden kann und dies hilft sogenannte

"screen-outs" während ungeplanten Zusammenbrechens beim Behandeln zu vermeiden. Als "screen-outs" wird in der öltechnologie ein»Phänomen bezeichnet, bei dem das Beschwerungsmittel aus der BrechflUssigkeit ausfällt ader ausflopktund Stopfen innerhalb des Bohrloches bildet. Schäume sind ferner leichter zu pumpen und erfordern geringere hydraulische Kräfte und Reservepumpkapazität am Bohrloch.

Schaumbrechverfahren können in ihrer Effektivität weiter verbessert werden durch Konzentrierung des beschwerten Schlammes vor der Schaumbildung. Der Schwerschlamm enthält eine schäumbare Flüssigkeit und teilchenförrniges festes Beschwerungsmittel· Die gegenwärtig bekannten Ubliehen Schwerschlämme enthalten 1,6 Kg pro Liter bis 2,1 Kg pro Liter Beschwerungsmittel (z.B. Sand), wobei nach dem Schäumen der Feststoffgehalt des Schlammes auf o,3 bis o,5 Kg Beschwerungsmittel pro Liter Flüssigkeit zurückgeht. Weil es zumindestens theoretisch möglich ist, daß der Schaum mehr Beschwerungsmittel trägt, besteht ein Bedürfnis, die Dichte des Schlammes vor dem Aufschäumen zu vergrößern.

. In US-Patentschriften 4 176 o64 und 4 126 181 sind Uorrichtungen für diesen Zweck beschrieben. Der Schlammkonzentrator ist eine mechanische Trennvorrichtung mit einem ro., .tie rend en Flügel, der dem zugeführten Schlamm eine Zentrifugalkraft aufdrückt, so daß die schwereren Materialien an die Außenwand gelangen. Die leichtere Trägerflüssigkeit trennt sich vom Schlamm ab und fließt durch ein Überlaufssieb aus dem Konzentrator ineinenReservetank ab. In der Praxis hat sich diese Konstruktion jedoch nicht durchsetzen können, weil die mechanischen Teile erhebliche Dichtungsprobleme und Andere erzeugten. Im Schlammkonzentrator wurden Arbeitsdrücke von maximal 35o bar erreicht, bei begrenztem

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Völurnenaustrag, Anderson et al haben auf dem 3o. Annual technical meeting of the Petroleum Society of CIPI vom θ· bis 11· Mai 1979 weitere Informationen über dieses System gegeben·
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Aus den Firmenprospekten der ölbohrfirmen ergibt sich, daß auch weitere Schlammkonzentratoren entwickelt wurden für die Verwendung beim Schaumbrechen·

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktive Gestaltung für einen Schaumkonzentrator zu schaffen, der keine mechanisch bewegten Teile aufweist und große Mengen Schlamm konzentrieren und gleichzeitig auf einen hohen Druck fördern kann·

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Schlammkonzentrator gemäß den Patentansprüchen und seine Verwendung innerhalb einer Anlage zum Herstellen von Schlämmen hoher Dichte·

In den Unteransprüchen sind bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung beschrieben.

Der erfindungsgemäße Schlammkonzentrator ist besonders geeignet zum Aufkonzentrieren von beschwerten Schlämmen oder Schwerschlämmen für die anschließende Verwendung beim hydraulischen Schaumbrechen von unterirdischen Lagerstätten. Der neue Schlammkonzentrator kann verwendet werden bei erhöhten Drücken, die größer als B9o bar sind, falls dies erforderlich ist, undxein Volumenausstoß ist ausreichend für die Bedürfnisse des Schaumbrechens.

Der erfindungsgemäße Schlammkonzentrator ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Ende mit einer Innenbohrung, die einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und deren Hauptachse sich vom

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ersten zum zuleiten Gehäuseende erstreckt« Im Gehäuse ist in der Nähe des ersten Gehäuseendes eine tangential zur Gehäuseinnenbohrung angeordnete Einlaßöffnung in der Gehäuseuiand vorhanden· In der Nähe des ersten Gehäuseendes ist.nicht drehbaren der Gehäuseinnenbohrung ein hohlzylindrisches RohrstUck angeordnet, dessen Außendurchmesser annähernd so groß ist, uie der Durchmesser der Gehäuseinnenbohrung, Dieses RohrstUck meist eine Einlaßöffnung auf, die mit der Einlaßöffnung im Gehäuse fluchtet. In der Gehäuseinnenbohrung ist ferner ein kegelstumpfförmiges RohrstUck angeordnet, dessen Ende mit größerem Durchmesser, der annähernd so groß ist, ωie der Durchmesser der Gehäuseinnenbohrung , sich in der Nähe des ersten Gehäuseendes befindet und dessen Ende mit kleinerem Durchmesser vom ersten Gehäuseende abgeuiandt ist· Die Gehäuseenden sind mit Stirnverschlüssen versehen· Ein ersten Stirnverschluß am Gehäuse weist eine durch ihn koaxial zur Gehäuseinnenbohrung verlaufende und vom Verschluß getragene erste' Abzugsleitung auf, die sich bis in das hohlzylindrische Rohrstück erstreckt; innerhalb des Rohrstückes über die Einlaßöffnung hinausreicht, jedoch nicht bis zum kegelstumpfförmigen RohrstUck reicht. An der anderen Seite ist im Stirnverschluß ebenfalls eine koaxial zur Gehäuseinnenbohrung angeordnete zweite Abzugsleitung vorhanden, die sich an das Ende mit kleinerem Durchmesser des kegelstumpfförmigen Rohrstückes im Inneren der Gehäusebohrung anschließt· Zwischen der Außenseite des kegelstumpfförmigen Rohrstückes und der Gehäuseinnenwand entsteht ein Ringraum, der über Flüssigkeitsverbindungseinrichtungen mit dem Innenraum des kegelstumpfförmigen Rohrstückes in Verbindung steht·

Die Erfindung schließt auch eine neue konstruktive Gestaltung eines Drosselrohres ein, die ungewöhnlich wirksam für die Druckentspannung von durchlaufenden Flüssigkeiten ist· Die Drosselrohrkonstruktion ist auch geeignet zur Verwendung

- 12 bei Flüssigkeiten, die Feststoffe enthalten.

Der Schlammkonzentrator mit der speziellen Entspannungsvorrichtung für Flüssigkeiten ist eine besonders geeig-S nete Vorrichtung zur Verwendung in der Ölindustrie, insbesondere bei der Felderschließung· Der erfindungsgemäße Gegenstand kann aber auch für andere Anu/endungsfälle verwendet werden, bei denen es notwendig oder wünschenswert ist, Schlämme zu konzentrieren oder Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte zu trennen oder Gase von Flüssigkeiten zu trennen, während diese unter hohem Druck stehen·

Die in Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsformen des Schlarnmkonzentrators sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung·

Figur 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch den erfind ungsgemäßeη Konzentrator·

Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt durch den Konzentrator entlang der Linie 2-2 von Figur 1·

Figur 3 ist ein Fließdiagramm des Systems zum Einspeisen von Schaum in einen Schacht·
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Figuren A und 5 zeigen detailliert bevorzugte Ausführungsformen der FlUssigkeitsverbindungsteile.

Figuren 6 und 7 zeigen schematisch den Schlammkonzentrator mit der Drosseleinrichtung·

Figur 8 zeigt einen schematischen Längsschnitt des Durchganges durch die Drossel·

Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch den Drosselanschlußstutzen mit den Adapterteilen und dem Drosseldurchgang·

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Aus Figur 1 ist zu entnehmen, daß das Außengehäuse (1) des Konzentrator eine hohlzylindrische Bohrung mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweist und eine sich von einem Ende zum anderen erstreckende Ausscheidungsachse (axis of generation)· Die Wände des Außengehäuses sind so dick ausgebildet, daß sie hohem Druck widerstehen und bestehen normalerweise aus Metall (z.B. Stahl) können jedoch auch aus anderen Werkstoffen gefertigt sein· In der Innenbohrung des Gehäuses (1) ist ein hohlzylindrisches Rohrteil (12) angeordnet· Dieses Rohrteil hat eine Eingangsöffnung, die übereinstimmt mit dem Schlammeinlaß (17) der tangential zum hohlzylindrischen Rohrteil (12) angeordnet ist· Der Schlammeinlaß (I7)ist in Figur 2 detaillierter wiedergegeben·

Figur 1 zeigt ebenso das hohlzylindrische kegelstumpfförmige Teil (11), dessen eines Ende einen kleinen Durchmesser aufweist und dessen Ende mit dem großen Durchmesser in der hohlzylindrischen Bohrung des Gehäuses angeordnet ist. Das Ende mit dem großen Durchmesser des konischen Teils ist allgemein in Nachbarschaft des ersten Gehäuseendes angeordnet und der Durchmesser entspricht annähernd dem Durchmesser der Innenbohrung des Gehäuses· Das enge Ende des Konus ist im allgemeinen auf der dem ersten Ende abgewandten Seite des Gehäuses angeordnet.

Die Ausführungsform von Figur 1 zeigt das kegelstumpfförmige Teil (11) und das hohlzylindrische Rohrteil (12) als getrennte Teile, die innerhalb der Gehäusebohrung dicht aneinandergefügt sind. Die beiden Teile können auch fest miteinander verbunden sein, es ist jedoch ein wesentlicher Vorteil, wenn die Teile (11 und 12) als getrennte Teile ausgebildet sind.

Der erste Stirnverschluß (14) ist am Gehäuseende auf einer Seite angebracht und so ausgebildet, daß er die ersten Abzugs·

leitungsrohrteile (13 und 13 A) aufnehmen und tragen kann. Diese Ableitungsrohre sind im allgemeinen koaxial innerhalb der Innenbohrung angeordnet.und erstrecken sich in die Innenbohrung bis in das hohlzylindrische Teil (12) und bis über den Schlammeinlaß (17) hinaus, jedoch erstrecken sie sich nicht bis zum kegelstumpfförmigen Teil (11 )· Die Rohrteile (13 und 13 A) bilden zusammen eine Auslaßleitung· Unabhängig davon wird das Rohrteil (13) auch als liiirbelsucher (vortex finder) bezeichnet·

Ein zweiter Stirnverschluß ist am anderen Ende des Außengehäuses angebracht zur Aufnahme einer zweiten Auslaßleitung (13 B), die ebenfalls koaxial zur Innenbohrung des Gehäuses angeordnet ist und in flUssigkeitsdurchlässigem Kontakt mit dem engeren Ende des kegelstumpfförmigen Teils (ii)steht· In Figur 1 ist auch gezeigt, daß der Stirnverschluß (7) ein Aufnahmeteil (io) für das engere Ende des kegelstumpffÖrmigen Teiles (11) aufweist.

Zwischen der Außenseite des kegelstumpfförmigen Teils und der inneren Gehäusewand ergibt sich ein Ringraum (3&). Die Verbindung des Ringraumes (35) mit dem Inneren des kegelstumpff Örmigen Teils (11) erfolgt über Flüssigkeitsverbindungseinrichtungen (34). Die Flüssigkeitsverbindungseinrichtungen, die in dieser Figur wiedergegeben sind, bestehen aus einer Vielzahl von längsgerichteten Nuten im Endstück des kegelstumpfförmigen Teils und ergeben eine Reihe von öffnungen um den Außenumfang an der Anschlußstelle des konischen Teils an das hohlzylindrische Rohrteil (12).

Bei Betrieb der Anlage ermöglichen die Flüssigkeitsverbindungseinrichtungen des Schlammkonzentrators das Betreiben bei erhöhtem Druck, um pumpfähige Schlämme zu konzentrieren ohne übermäßige Berücksichtigung der Druckbeständigkeit des hohlzylindrischen Rohrteils (12) und/oder des kegelstumpfförmigen Teils (11). (Als pumpfähige Schlämme werden Mi-

schungen aus Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen unterschiedlicher Dichte bezeichnet). Die Flüssigkeitsverbindungseinrichtungen ergeben einen Druckausgleich zwischen dem Ringraum (35) und dem Rauminneren des <stTumpff örmigen Teils (11). Dies ist ein wesentliches Merkmal des Schlammkonzentrators, weil es dadurch möglich ist, das kegelstumpfförmige Teil (insbesondere) aus üblichen Werkstoffen auszubilden oder solche Werkstoffe zu wählen, die speziell besonders abriebfest oder korrosionsbeständig sind.

Die Werkstoffauswahl für den Schlammkonzentrator und seine Teile bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten und kann an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden. Ebenso ist es möglich, die Größenausbildung des Schlammkonzentrators und seiner Teile zu verändern, um speziellen Anforderungen zu genügen, beispielsweise die Wandstärke des Außengehäuses an die betreffenden Drucke anzupassen.

Der Schlammkonzentrator arbeitet durch Umwandlung von Druckenergie in Zentrifugalkräfte durch tangentielles Einführen eines pumpfähigen Schlammes in den Schlammkonzentrator durch den Schlammeinlaß (17). Die Zentrifugalkräfte bewirken, daß schwerere Teilchen des zugeführten Schlammes sich nach außen bewegen, an die Innenseite des hohlzylindrischen Rohrteils (12) und dann gleichmäßig weitergeleitet werden vom ersten Gehäuseende hin zum zweiten Gehäuseende ' in das Innere des kegelstumpfförmigen Teils (11), entlang seiner sich verengenden inneren Oberfläche in einer zentrifugal sich verengenden Spirale zum Ende mit dem kleinen Durchmesser hin und dann durch die AuslaQleitung(13B) austreten.Der leichtere Teil oder die leichteren Teile des Schlammes bewegen sich als Spiralwirbel zur Auslaßleitung (13) und werden durch die Auslaßleitungen (13 und 13 A) abgezogen.

Die FlUssigkeitsv/erbindungseinrichtungen (34) des Schlammkonzentrators ermöglichen den Durchtritt von Flüssigkeit (anfangs eingespeist oder aus dem zugeführten Schlamm) in den Ringraum (35), der sich auf diese Weise mit Flüssig« keit füllt· Nach dem dieser Raum ausgefüllt ist, ist der Druck im Ringraum der Gleiche wie im Inneren des kegelstumpf förmigen Teils (1'1) und dem hohlzylindrischen Rohrteil (12)· Diese konstruktive Gestaltung bewirkt, daß zwischen den inneren Oberflächen und den äußeren Oberflächen des zylindrischen Rohrteiles (12) und des kegelstumpfförmigen Teiles (11). wenn überhaupt, nur eine sehr geringe Druckdifferenz besteht.

Der Schlammkonzentrator kann verwendet werden in allen Fällen, in denen die Isolierung von Bestandteilen aufgrund unterschiedlicher Dichte notwendig ist. Er kann beispielsweise genutzt werden zum Trennen nicht miteinander mischbarer FlUssigkeiteη unterschiedlicher Dichte (z.B. öl und Wasser), ist jedoch ebenso brauchbar zur Aufkonzentrierung von Schlämmen, die in einer Trägerflüssigkeit Feststoffe enthalten. Die letztere Möglichkeit macht den Schlammkonzentrator insbesondere geeignet in der Ölbohrtechnik um,Bohrlochschlämme (proppant slurries) aufzukonzentrieren. Bei einer solchen Verwendung in einem Erdölfeld ist der Schlamnvkonzentrator üblicherweise horizontal angeordnet und ein mechanisches Teil eines Vielkomponenten-Systeme aus mechanischen Mischern, Pumpeinrichtungen usw·, die im folgenden als ein "System" bezeichnet werden. Diese Ausführungsform ist in den nachfolgenden Beispielen beschrieben·

lim den Schlammkonzentrator besonders effektiv betreiben zu können, wird eine Druckdifferenz hergestellt zwischen dem Materialfluß durch die Auslaßleitung (13) und den anschließenden Rohren und dem Auslaßende des Treiw-Zyklons. Diese Druckdifferenz wird auf üblichem Wege durch DruckverringeriJngseinrichtungen (beispielsweise einer Blende, einer Drossel oder

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einem Durchlaßbegrenzer) im FlUssigkeitsdurchlaßbereich zwischen der AuslaQleitung (13) und den angeschlossenen Rohren hergestellt· Die Druckreduziereinrichtungen erlauben nur einem Teilstrom der Flüssigkeit, die durch den Schlammkonzentrator geführt wird, den Austritt durch die Ablaßleitung (13), während der verbleibende Teil desiSchlammes durch das andere Ende des Konzentrators austritt. Eine Vielzahl von Druckverringerungsvorrichtuhgen sind bekannt und im Handel erhältlich· Eine bevorzugte Ausführungsform einer Drossel ist in der US-Patentanmeldung 185 o87 beschrieben· An dieser Vorrichtung wird der leichtere Teil der TrägerflUssigkeit, die aus dem Prozeßschlamm abgezogen wird, in zwei Teilströme zerlegt· Jeder der Teilströme wird dann durch eine Anpassungsdrossel geleitet, die ausgerüstet ist mit einer Drosselstrombohne (choke flow bean) oder einer Düse und wird anschließend derart abgezogen, daß die Kräfte jedes Teilstromes sich gegeneinander richten und die kinetische Energie des Stromes auf Null gebracht wird, bzw. Null angenähert wird· Bei einer Ausführungsform der Drosselvorrichtung werden die Abzugsströme aus dem Drosselteil so geführt, daß sie gegeneinander geführt sind und sich die Teilströme gegenseitig mischen. Weil die abgezogenen Teilströme im allgpmeinen gleiche Geschwindigkeit und gleiches Volumen haben, heben sich die Energien gegenseitig auf und der vereinigte Strom kann unter normalem atmosphärischen Druck abgezogen werden· Die Figuren 6 und 7, die nachfolgend noch erläutert werden, zeigen die Drosselvorrichtung gemäß der genannten US-Patentanmeldung·

Figur 2 zeigt ein anderes Detail der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die hohlzylindrische Bohrung ι innerhalb des Gehäuses (1) außerhalb der zentralen Mittelachse angeordnet ist. Dies ermöglichtes, die Ausbildung des Schiami einlasses (17) mit einem üblichen Anschluß für ein Druckrohr innerhalb der Gehäusewand auszubilden· Der Druck der

Verbindungsstelle wirkt dann innerhalb der Außenwand des Gehäuses und gestaltet die Verbindung fester und sicherer· Bei Anlagen, die unter extremen Drucken wie der vorliegende Schlammkonzentrator normalerweise betrieben uierden, sind die Sicherheitsgesichtspunkte nicht nur wesentlich und selbstverständlich, sondern notwendig und wichtig für die Sicherheit des Bedienungspersonals· In gleicher Weise ist aus Figur 1 zu sehen, daß die Verbindungen der Abzugsleitungen und der üblichen Rohranschlußstutzen innerhalb der Wände des Außengehäuses angeordnet sind· Die Wände des Außengehäuses sind so ausgebildet, daß sie auch stark erhöhten Drucken standhalten und die Ausgangsanschlüsse sind ebenso druckfest ausgebildet.

Entsprechend der aus der Mittelachse seitlich versetzten Innenbohrung im Gehäuse (1) ist auch das hohlzylindrische Rohrteil versetzt angeordnet· In der Mitte des hohlzylindrischen Rohrteiles (12) ist die Auslaßleitung (13) angeordnet, Schematisch angedeutet ist der Übergang vom hohlzylindrischen Rohrteil (12) in den Kegelstumpf (11).Der Schlammeinlaß (17) führt nach außen. In die Gehäusewand ist in Verlängerung der Bohrung des Schlammanschlusses (17) ein Gewinde eingeschnitten, in das der Anschlußrohrstutzen eingeschraubt ist und durch die Flügelmutter (19) gesichert wird, Stützringe (24) undO-Ringdichtungen (21) dienen zur Abdichtung· Ebenso ist am Anschlußstutzen (2o) ein Dichtungsring (28) vorgesehen.

Figur 3 zeigt,ein schematisches Fließdiagramm des Systems zum Herstellen und Einbringen von Schaum in ein Bohrloch (uid.1). Mit den Bezugsziffern 1o2, 1o3, 1 o4, 1 o5 und 1 o7 sind Ventile bezeichnet. Die Ziffern 108 und 1o9 geben die Blenden der Drosseleinrichtung wieder.

Figuren 4 und 5 zeigen die Details der bevorzugten Ausführungsform der FlUssigkeitsverbindungseinrichtungen,
wobei Figur 5 ein Schnitt entlang der Linie 5-5 von Figur 4 ist und Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie 4-4 von Figur 5. Aus Figur 4, die ein vergrößerter Längsschnitt ist, uiird deutlich, ω ie das Ende des kegelstumpfförmigen Teils (11) und das Ende des hohlzylindrischen
Rohrteiles (12) ausgebildet und zueinander angeordnet sind, um einen FlUssigkeitsdurchtritt zu ermöglichen· Auf der Außenseite des hohlzylindrischen Teiles (11) sind Nuten (34) eingefräst, deren Lage aus Figur 5 zu ersehen ist, während in Figur 4 die Längsausdehnung deutlich gemacht wird.

Figuren 6 und 7 zeigen die konstruktive Ausbildung des
Drosselsystems gemäß US-Patentanmeldung 185 o87, die mit dem Schlammkonzentrator verbunden ist. Die Figuren zeigen die Drosselvorrichtung als Schleife ausgebildet mit einem Anschluß an eine unter hohem Druck stehende Flüssigkeit (11') über das in der Leitung angeordnete Ventil (12¹)· Das Ventil ist vorzugsweise ein hydraulisch gesteuertes Ventil, mit dem sich der Durchfluß regeln läßt· Unter
Hochdruck stehende Flüssigkeit gelangt durch das Ventil (12^!) in den Strömungsteiler (13') zur Aufspaltung der

unter Druck stehenden Flüssigkeit in zwei gleiche Teilströme· Durch diese Teilung gelangt die Flüssigkeit in
zuiei getrennte Rohrleitungen (14') durch die jeder Teilstrom mit gleichem Volumen in eine der beiden Drucksteuervorrichtungen (Figuren 8 und 9) gelangen· Diese haben üffnungen, die in Strömungsrichtung, z.B. koaxial angeordnet sind und einander direkt gegenüberliegen. Die Öffnungen sind so ausgebildet, daß sie einen Düsenstrom der Flüssigkeit im wesentlichen gleicher Kraft ausbilden. Die Öffnungen sind in Verlängerung der Zuleitungsrohre so angeordnet und ausgebildet, daß die verlängerten Zentrallinien der Rohre sich in einem Punkt des Behälters (16¹) schneiden,

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so daß die Teilströme in diesem Punkt aufeinandertreffen. Aus dem Behälter wird die Flüssigkeit abgezogen unter Normaldruck« Die FlUssigkeitssteuereinrichtungen sind üblicherweise innerhalbe eines Drosselstutzens (15*) angeordnet unter Verwendung eines Drosseladapters (113). Derartige Drucksteuereinrichtungen sind unter dem Namen "choke flow beans" bekannt.

Figur 8 zeigt eine neue Ausbildungsform einer derartigen Drossel in einem zylindrischen Gehäuse mit einer durchgehenden Längsbohrung· Die Bohrung hat einen kreisförmigen Querschnitt und die Längsachse erstreckt sich von einem Ende bis zum anderen Ende des Zylinders. Der Durchmesser der Bohrung verändert sich entlang der Achse mit Stellen größeren Durchmessers in der Nähe der Enden des Zylinders. Der engste Teil der Bohrung hat die Form eines Trompeten- _: rohres (11o) zwischen dem einen Ende und dem Bereich mit dem geringsten Durchmesser (111). Dieser engste Durchmesser ist mit d bezeichnet. Der Teil (112) der Bohrung ist konisch von anderen Ende her ausgebildet bis zur engsten Stelle, wobei der Gesamtkonuswinkel etwa 4° bis 8°, vorzugsweise 5 bis 7 , ganz besonders bevorzugt 5° beträgt. Die Länge L zwischen der engsten Stelle und dem einen Ende entlang der Längsachse beträgt bis zu etwa 9 d.

Wenn L kleiner ist als 9 d, ist die Druckverringerung ungenügend. Wenn L größer ist als 9 d, bildet sich eine turbulente Strömung aus, die die Wirkungsweise der Venturidüse ebenfalls beeinträchtigt.

Die DrosseldUse kann hergestellt werden aus im wesentlichen allen geeigneten Werkstoffen, aber wegen der im allgemeinen erforderlichen Hochdruckbeständigkeit beim Gebrauch, wird normalerweise Stahl verwendet. In vielen Fällen wird auch wegen der Abrasionsfestigkeit und der Härte als Material Wolframcarbid oder gekohlter Stahl verwendet. Der Eintritts-

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teil (11 ο) unterliegt stärkerem Abrieb als der konische Teil (112). Deshalb wird vorzugsweise dieser Teil aus anderen Werkstoffen hergestellt, die in das Gesamtelement eingefügt werden. Eine solche Ausführungsform ist in Figur g wiedergegeben. Die Verwendung von Einsatzstücken erlaubt eine materialgerechtere Konstruktion der kritischen Teile und die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe, z.B. von Metallen. Beispielsweise kann der dem Abrieb ausgesetzte Eintrittsteil aus Wolframcarbid gefertigt sein, während die anderen Teile aus gekohltem Stahl bestehen und so billiger und leichter herstellbar sind. Der Krümmungsradius des Eintrittsteils (Ho) kann variieren, beträgt jedoch mindestens etwa o,5 d (vorzugsweise von o,5 d bis 1,o d) und hat einen kreisförmigen oder eliptischen Querschnitt. Die gut abgerundete öffnung am Ende des Eintrittsteils ermöglicht einen maximalen Flüssigkeitsdurchgang und beseitigt die Bildung von Widerstandsstellen· Dies ist wichtig, weil dadurch ein gleichmäßiger Flüssigkeitsdurchlauf erreicht wird und der Aufbau einer pulsierenden Strömung vermieden wird. Der .Eintrittsteil (11 o) reicht bis zur Stelle des geringsten Durchmessers (111 )· Danach öffnet sich der Konus langsam zum konischen Teil (112)· Der Gesamtwinkel des Konus beträgt, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise 5° und hat eine Länge von etwa 9 d.

Die Außenform des Drosselteils kann unterschiedlich ausgebildet sein, ist im allgemeinen jedoch zylindrisch mit Gewinden (117) am Ende B. Diese Außengewinde sind so angebracht, daß sie in entsprechende Gewinde des Drosseladapters (113) eingreifen, der das Drosselteil bei Verwendung in der Leitung fixiert. Das Eingangsende A der Drossel hat überlicherweise eine hexagonale Form (116) und ist ausgebildet zum Einbau in den Drosseladapter (113) unter Verwendung üblicher Schraubschlüssel.

Der Drosseladapter hat üblicherweise eine zylindrische

Form, kann jedoch auch anders ausgebildet sein· Er weist Innengewinde (118) zur Aufnahme des eigentlichen Drosselteils auf und Außengewinde (119) zum Anschluß an den Drosselstutzen (15¹). Der Drosseladapter ist ein bekanntes übliches Teil zur Fixierung des eigentlichen Drosselröhres innerhalb des Anschlußstutzens. Das Adapterteil hat übliche Ausbildung zum Anbringen von Armaturen andern Eingangsende (12o) und am Ende der zylindrischen Bohrung (121) zum Abführen der entspannten Flüssigkeit. Das Adapterteil kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, üblicherweise wird jedoch ein Metall, im allgemeinen Stahl, verwendet«

Der Drosselanschlußstutzen (15') ist mit Innengewinden versehen zum Einschrauben des Drosseladapters (113)· Die Innenbohrung nimmt die aus der Drossel austretende Flüssigkeit auf und weist auch Vorrichtungen auf, im Anschluß an eine Flüssigkeitshochdruckquelle über die Leitung (14·). Der Drosselanschlußstutzen wird üblicherweise aus Materialien hergestellt, die hohen Druck widerstehen, beispielsweise Stahl.

Flüssigkeitsdichtungen (12o), beispielsweise O-Ringe aus Elastomeren, sind an passenden Stellen angeordnet·

Das Drosselrohr gemäß Figur 8 ist eingebaut in den Drosselstutzen wie es in Figur 9 wiedergegeben ist und schließt sich an den Konzentrator an, während des Druckabbaus eines Bohrloches (of a well)· Der Eingangsteil des Drosselröhres besteht aus einem liüLf ramcarbideinsatz, während das andere Teilstück aus gekohltem Stahl besteht· Das Drosselrohr zeigt geringen oder gar keinen sichtbaren Abrieb nach 8-stündiger Verwendung während der Flüssigkeit durchgeleitet wird mit einem Druck von mehr als 687 bar (I0.000 psi). Wenn das erfindungsgemäße Drosselteil ersetzt wurde durch ein handelsübliches Teil aus Keramik war dies nach weniger

- 23 als 2o Minuten Betriebszeit zerstört.

In einem anderen Falle wurde eine Bohrung hydraulisch gebrochen unter Verwendung einer aufgeschäumten brechenden Flüssigkeit, die aufgedrückt wurde auf einen hohen Druck mit gasförmigem Stickstoff und anderen Gasen innerhalb des Bohrloches. Das Bohrloch wurde mittels eines Ventils verschlossen, der den Drosseladapter und das Drosselrohr enthaltende Drosselanschlußstutzen angebracht und das Ventil zum Bohhloch erneut geöffnet. Die aus dem Bohrloch unter einem Druck von mehreren Tausend bar austretenden Gase würden normalerweise keramische Drosseleinrichtungen innerhalb von Minuten zerstören. Überraschend zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung keinerlei Verschleißerscheinung beim Druckabbau von Bohrlöchern. Gase und Flüssigkeiten, die aus dem Loch austreten, werden sicher in übliche Rohre abgeführt ohne den unerwünschten Abrieb.

Das Drosselrohr kann in der Größe variabel gestaltet werden und wird normalerweise so ausgebildet, daß es ein fester Bestandteil eines transportablen Schlammkonzentrators ist· Als Werkstoffe können alle geeigneten Materialien verwendet werden, solange sie die erforderliche Druckbeständigkeit aufüieisen, die für die Vorrichtungerforderlich sind, umi die Vorrichtung bei den erwünschten hohen Drucken zu betreiben. In den meisten Fällen wird deshalb Stahl als übliches und geeignetes Material verwendet.

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels noch näher erläutert. Der Schlammkonzentrator, der in den Figuren 1 und 2 wiedergegeben ist, wurde verwendet in einem Bohr- und Brechsystem, wie es in Figur 3 wiedergegeben ist, zum Einführen einer aufgeschäumten Brechflüssigkeit in ein Bohrloch, das sich im Branyonfeld in Guadalupe Bezirk von Texas kr"'' U: i

befindet» Das Bohrloch mar annähernd Bio Meter tief und am Boden betrug der statische Druck 48 bar· Die Permeabilität der Gesteinsschichten betrug o,21 Millidarcies (Mittelwert) (o,2o7 m )·
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Bei dieser Behandlung wurden 18.925 Liter Trägerflüssigkeit (2 %ige KCl-SoIe) enthaltend ein handelsübliches polymeres Verdickungsmittel in einer Menge von 2,4 Gramm pro Liter gemischt mit 18.925 Liter Sand, Siebgröße o,149 Millimeter (1oo mesh) und dann wurden 9.462 Liter der TrägerflUssigkeit schrittweise durch den Schlammkonzentrator mit dem angeschlossenen Drosselteil durchgepumpt mit einer Geschwindigkeit von 3,18 m pro Minute. Eine Mischung handelsüblicher oberflächenaktiv/er Mittel^ Gewichtsteile einer Type und 2 Gewichtsteile einer anderen Type wurden mit einer Geschwindigkeit von 0,08 m pro Minute in den Flüssigkeitsstrom eindosiert und die Flüssigkeiten dann mit Stickstoff aufgeschäumt (2,o7 m pro Minute Flüssigbasis), so daß ein Schaum mit einem Mittelwert von 65 Mitchell in das Bohrloch injiziert wurde. Das Ventil an der Drossel wurde dann geöffnet und eine Aufschlämmung von Trägerflüssigkeit mit ansteigenden Anteilen von o,84 bis o,35 mm Kornfraktion eines Sandes durch das Konzentrierungssystem gepumpt, aufgeschäumt unter Verwendung der gleichen oberflächenaktiven Mittel und von Stickstoff mit der gleichen Menge. Der Schlamm wurde auf die gewünschte Konzentration von 119,8"Kg Sand pro m Flüssigkeit des Schaums eingestellt und dann langsam erhöht auf die Endkonzentration von Boo bis 72o Kg Sand pro m Flüssigkeit im Schaum, während einer Zeit von 3 bis 4 Minuten. Diese Zeitfolge war leicht zu erreichen· Der dem Schlammkonzentrator zugefügte Massenstrom wies eine absolute Dichte von etwa 1.128 Kg pro m bis etwa 1.57o Kg pro m und der Schlamm wurde abgezogen aus dem Konzentrator mit einer absoluten Dichte zwischen etwa

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1.19o Kg pro m bis etwa 1.75o Kg pro m' in Tabelle I nochmals zusammengestellt.

1,19o Kg pro m bis etwa 1.75o Kg pro m · Diese Daten sind

Tabelle I

Konzentration an Beschwerungsmittel Kg/m

Einqanqsschlamm	Ausqanqsschlamm	Schaum
1128	1188	1
1249	1332	2
132o	1464	3
1992	156o	4
1464	1644	5
1572	1752	6 +

In der Feldpraxis wurden Konzentrationen an Beschwerungsmittel (Sand) v/on 1.o57 Kg/m³ Flüssigkeit und 1.72ο Kg Sand pro m Flüssigkeit eingestellt, das entspricht absoluten Dichten von 1.464 Kg/m bzw. 1.644 Kg/m . Ohne V/er-' Wendung des Schlammkonzentrators und des Drosselsystems war es überhaupt unmöglich, in der Trägerflüssigkeit 1.715 Kg Sand pro m zu halten. Dies ist erheblich weniger als die bei der febbaubehandlung erreichten 2.219 Kg/m . Insgesamt wurden 1o7.ooo Kg Beschuerüngsmittel eingebracht unter Werwendung von 337.ooo Liter Trägerflüssigkeit und 18.126 Norm-m Stickstoff. Das Bohrloch wurde viermal verschlossen und im Rahmen der üblichen Behandlung jeweils langsam wieder zurückgeführt. Die Brechbehandlung war außerordentlich erfolgreich nach den Eingangsdaten bei der

Produktion.

Der zuvor beschriebene Schlammkonzentrator wurde in gleicher Weise benutzt bei anderen Brechbehandlungen, bei denen der Schlamm aufgedrückt wurde auf über 686 bar Druck. Die Behandlungen waren außerordentlich erfolgreich und der Schlammkonzentrator arbeitete sehr zufriedenstellend.

Bezuqszeichenliste

1 2

4,5,6 15,18

1o 11 12 13

A B

14 16,2o 17 19 ,22

23

24,25 26 27 28 29,3o

31,32 33

34

Außengehäuse Adapterteil Flügelmutter Abstandsbuchsen Distanzbuchsen

Stirnverschluß, Kopfauslaß Befestigungsmuttern Hülse für den Kopfauslaß Aufnahmeteil, Stützteil kegelstumpfförmiges Teil hohlzylindrisches Rohrteil Auslaßleitung

Teile der Auslaßleitung

Stirnverschluß, Kopfauslaß Adapterstücke Schlammeinlaß Flügelmutter am Auslaß

O-Ring, Dichtungen

Stützringe

Sprengring, Sicherungsring Dichtungsring Anschlußmutter

Aufnahmehülsen

Nuten, Flüssigkeitsverbindungsteile

11' Hochdruckseite

12' hydraulisches Ventil

13' Stromteiler

14' Teilstromleitungen

15' Drosselstutzen

16' Behälter

110 Einlaßseite

111 Engstelle

112 konischer Teil

113 Drosseladapter

Ventile

1o2, 1o3, 1o4 1o5, 1o7

1o8, 1 o9 Drosselrohr

Ringraum

Dimensionsangaben zu den Bauteilen:

Das Außengehäuse des Schlammkonzentrators besteht aus Stahl mit einer Wandstärke, die einem Druck von 1.552 bar standhält.

Das Adapterteil (2) meist eine Innenbohrung von 6,35 cm auf.

Die Abstandsbuchsen haben einen Innendurchmesser von 6,35 cm. Das kegelstumpfförmige Teil (11) hat einen Innendurchmesser auf der engen Seite von 7,78 cm und der größere Durchmesser an dem anderen Ende beträgt 26,67 cm. Die Gesamtlänge ist 55,34 cm.

Das hohlzylindrische Rohrteil (12) hat eine Länge von 3d,5 cm und einen Innendurchmesser von 25,4 cm, Das Auslaßrohr (13) ist 22,9 cm lang und hat einen Innendurchmesser von 7,62 cm.

Claims

Patentanwälte Dr. M. Hann (147o) St/l Dr. H.-G. Sternagel Marburger Str. 38 63oo Gießen 1 The Dow Chemical Company, Midland, Michigan 486Ao, U.S.A, Schlammkonzentrator und seine Verwendung Patentansprüche

1.) Schlammkonzentrator
gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), dessen Innenbohrung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und deren Achse in Richtung der Längsachse des Gehäuses (1) verläuft,

eine in der Nähe des 1. Gehäusesendes angeordnete tangential zur Gehäuseinnenbohrung verlaufende Einlaßöffnung in der Gehäusewand,

ein in der Nähe des 1. Gehäuseendes nicht drehbar in der Gehäuseinnenbohrung angeoronetes hohlzylindrisches Rohrstück (12), dessen Außendurchmesser annähernd so groß ist, wie der Durchmesser der Gehäuseinnenbohrung und das eine Einlaßöffnung aufweist, die mit der Einlaßöffnung im Gehäuse (1) fluchtet,

eine kegelstumpfförmiges Rohrstück (11) innerhalb der Gehäuseinnenbohrung, dessen Ende mit größerem Durchmesser, der annähernd so groß ist, wie der Durchmesser der Gehäuseinnenbohrung, das sich in der Nähe des 1. Gehäuseendes befindet und dessen Ende mit kleinerem Durchmesser yom 1. Gehäuseende abgewand ist,

einen ersten Stirnverschluß (14) am Gehäuse (1) durch den eine koaxial zur Gehäuseinnenbohrung angeordnete erste Ab-

_ 2 —

zugsleitung (13, 13 A) in das hohlzylindrische Rohrstück (12) bis über dessen Einlaßöffnung, jedoch nicht bis zum kegelstumpfförmigen Rohrstück (11) reichend, verläuft, einen zweiten Stirnverschluß (7) am Gehäuse (1) durch den S eine koaxial zur Gehäuseinnenbohrung angeordnete 2. Abzugsleitung (13 B) verläuft, die an das Ende mit kleinem Durchmesser des kegelstumpfförmigen Rohrstückes (11) anschließt,

wobei zwischen der Außenseite des kegelstumpfförmigen Rohr-Stückes (11) und der Gehäuseinnenwand ein Ringraum (35) ausgebildet ist, der über FlUssigkeitsverbindungseinrichtungen (34) mit dem Innenraum des kegelstumpfförmigen Rohrstückes (11) in Verbindung steht.

2.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse so ausgebildet ist, daß es einem'Innendruck von mindestens 69o bar innerhalb seiner Innenbohrung standhält.

3.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die FlUssigkeitsverbindungseinrichtungen (34) zwischen dem Ringraum (35) und dem Inneren des kegelstumpfförmigen Rohrteils (11) an der Verbindungsstelle des hohlzylindrischen Rohrteils (12) mit dem Ende mit großem Durchmesser des kegelstumpfförmigen Rohrteils (11) befinden.

4.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitsverbindungseinrichtung (34) aus einer Vielzahl auf der Außenseite des Rohrstückes (11) in Längsrichtung bis zu dessen Ende mit großem Durchmesser erstreckende Nuten bestehen, so daß am Außenumfang des Rohrstückes (11) eine Reihe von Öffnungen entsteht.

5.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß am zweiten Stirnverschluß (7) ein Aufnahmeteil (1o) für das Ende mit kleinem Durchmesser des kegelstumpfförmigen Rohrstückes (11) vorhanden ist.

6.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß die erste Abzugsleitung (14) in direkter,einen Flüssigkeitsstrom ermöglichenden»Verbindung mit einer Druckverringerungseinrichtung steht, die aufweist,

a) Einrichtungen (13·) zum Aufnehmen und Aufteilen des Flüssigkeitsstromes in zwei gleichgroße Teilströme,

b) je eine Rohrleitung (14¹) zum Weiterführen der Flüssigkeitsströme zu je einem von zwei Drosselrohren, wobei

c) die Drosselrohre koaxial fluchtend gegeneinander ausgerichtet angeordnet sind, so daß die durchlaufenden Düsenströme der Flüssigkeit im wesentlichen gleich sind und an einem Fokussierungspunkt aufeinandertreffen.

7.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Drosselrohre aufweisen, ein Gehäuse mit einer in Längsachse durchgehenden Bohrung mit kreisförmigem Querschnitt, die einen sich längs der Aohee verändernden Durchmesser besitzt, mit Teilstücken größeren Durchmessers an den Gehäuseenden und einem dazwischenliegenden Teilstück mit dem kleinsten Durchmesser (d), wobei die Bohrung zwischen dem ersten Ende und dem Teilstück mit . kleinstem Durchmesser annähernd die Form eines Trompetentrichters aufweist und das Teilstück der Bohrung zwischen dem kleinsten Durchmesser (d) und dem zweiten Gehäuseende konisch ausgebildet ist» mit einem Gesamtsteigungswinkel von 4 bis 8 und eine Länge bis zu etwa dem Neunfachen des kleinsten Durchmessers (d) hat.

-A-

θ.) Schlammkonzentrator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest die Wände des trompetentrichterförmigen Teils der Bohrung zwischen dem TeilstUck mit kleinstem Durchmesser und dem ersten Gehäuseende aus einem abriebbeständigen Material bestehen·

9,) Schlammkonzentrator nach Anspruch 8, dad u r ch gekennzeichnet , daß die Wände des trompetentrichterförmigen Teils aus Wolframcarbid oder gekohltem Stahl bestehen und als ein Einsatzstück aus diesen Werkstoffen ausgebildet sind, das in das Gehäuse eingefügt ist φ

1o.) Anlage zum Herstellen eines Schlammes hoher Dichte, gekennzeichnet durch Mischeinrichtungen zum Mischen einer Trägerflüssigkeit mit einem Beschwerungsmittel unter Bilden einer ersten Aufschlämmung und eine Hochdruckpumpe zum Einbringen der Aufschlämmung in einen Schlammkonzentrator gemäß den Ansprüchen 1 bis 9.

11.) Anlage zum Herstellen eines Schlammes nach Anspruch 1o, dadurch geke η η zeichnet , daß Einrichtungen zur Rückführung der aus der ersten Abzugsleitung abgezogenen Trägerflüssigkeit in einen Vorratsbehälter oder zu den Mischeinrichtungen vorhanden sind·

12·) Anlage zum Behandeln unterirdischer Lagerstätten mit unter Druck stehendem Schaum durch ein Bohrloch, ge kennzeichnet durch. a) Einrichtungen zum Mischen einer Trägerflüssigkeit mit einem Beschwerungsmittel unter Bilden einer ersten Aufschlämmung,

b) eine Hochdruckpumpe zum Einbringen der ersten Aufschlämmung in einen horizontal angeordneten Schlammkonzentrator gemäß den Patentansprüchen 1 bis 9 durch seinen Sehlammeinlaß mit einem solchen Druck und einer solchen Geschwindig-

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keit, daß sich ein Teil der TrägerflUssigkeit darin abtrennt und abgeführt wird und eine zweite Aufschlämmung mit höherer Dichte unter Matrix- oder Brechdruck abgeführt uird.

c) Einrichtungen zum Bilden eines Druckschaumes mit einer Mitchell-Zahl von o,6 bis o,9 durch Einmischen eines oberflächenaktiven Mittels und eines Gases in die zweite Aufschlämmung,

d) Einrichtungen zum Einspritzen des Druckschaumes in ein Bohrloch.

13.) Anlage zum Behandeln unterirdischer Lagerstätten nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß als Beschuierungsmittel Sand, gesinterter Bauxit, mit Harz überzogener Sand und/oder Glaskugeln verwendet wird.

14.) Anlage zum Herstellen eines Schlammes nach Anspruch 1o, dad.urch gekennzeichnet , daß als Gas Stickstoff verwendet wird und der Abzugsdruck der zweiten Aufschlämmung mindestens 69o bar beträgt.

15.) Anlage zum Herstellen eines Schlammes hoher Dichte, gekennzeichnet durch, Mischeinrichtungen zum Mischen einer TrägerflUssigkeit mit einem Beschwerungsmittel unter Bilden einer ersten Aufschlämmung, eine Hochdruckpumpe zum Einbringen der ersten Aufschlämmung in einen Schlammkonzentrator nach Anspruch 1 mit einer Drosseleinrichtung zum Entspannen ι der unter hohem Druck aus der ersten Abzugsleitung des Schlammkonzentrators austretenden Flüssigkeit, die an diese Abzugsleitung angeschlossen ist und zwei Druckstreuereinrichtungen mit gegeneinander koaxial fluchtend ausgerichteten Düsenöffnungen, die so ausgebildet sind, daß Düsenströme gleicher Kraft austreten und in einem Fokussierungspunkt aufeinandertreffen.

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-B-

16·) Anlage nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen vorhanden sind zum Aufteilen der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit in zwei gleiche Teilströme, die direkt an die sich gegenüberstehenden Drucksteuereinrichtungen angeschlossen sind·

17.) Drosseleinrichtung zum Entspannen von unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten auf Atmosphärendruck, gekennzeichnet durch

a) eine Quelle mit unter hohem Druck stehender Flüssigkeit angeschlossen an

b) eine Rohrleitung mit einem ferngesteuerten hydraulisch betätigten Regelventil zur Durchflußregelung der Flüssigkeitsmenge in der Leitung, die an

c) Teilungseinrichtungen angeschlossen ist, zur Aufteilung der unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit in zuei im wesentlichen gleiche Teilströme, die,

d) durch getrennte Leitungen zu je

e) einer von zuiei Drucksteuereinrichtungen führen, deren Öffnungen in einer Linie direkt gegenüberliegend angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie Düsenströme der Flüssigkeit mit gleicher Kraft auf einen Fokussierungspunkt richten, f) in einem Behälter angeordnet ist zur Aufnahme der Flüssigkeit und Abgabe unter Atmosphärendruck·