DE3514850A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING OIL-BASED DRILLING SLUDGE - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING OIL-BASED DRILLING SLUDGEInfo
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Description
35H85035H850
Dr.-^. Hens Leyh Vfeer Si-. .£3 - D Ρ"00 ."'■:--«-.cn CODr .- ^. Hens Leyh Vfeer Si-. . £ 3 - D Ρ "00." '■: - «-. Cn CO
Unser Zeichen: A 14 963 Lh/fiOur reference: A 14 963 Lh / fi
EKATO Industrieanlagen Verwaltungsgesellschaft mbH & Co. Käppelemattweg 2 7860 SchopfheimEKATO Industrieanlagen Verwaltungsgesellschaft mbH & Co. Käppelemattweg 2 7860 Schopfheim
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von öl basiertem BohrschlammMethod and device for the production of oil-based drilling mud
A 14 963 ΕΚΑΤΟ ..A 14 963 ΕΚΑΤΟ ..
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von öl basiertem Bohrschlamm, wobei Ul5 Wasser, Emulgatoren, Bentonit und ggf. Bariumsulfat gemischt werden.The invention relates to a process for the production of oil-based drilling mud, where U1 5 water, emulsifiers, bentonite and optionally barium sulfate are mixed.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device for performing the Procedure.
Während bei konventionellen Erdölbohrungen üblicherweise wasserbasierter Bohrschlamm benutzt wird, wird insbesondere im Gebiet der Nordsee hauptsächlich aufgrund der dort vorliegenden geologischen Formationen sogenannter ölbasierter Bohrschlamm eingesetzt.While conventional oil wells are usually water-based Drilling mud is used, especially in the area of the North Sea, mainly because of the geological formations there so-called oil-based drilling mud is used.
öl basierter Bohrschlamm besteht im wesentlichen aus den Komponenten öl und Wasser im Verhältnis im Bereich von etwa 80:20. Um ein Koaleszieren der dispergieren Wasserphase zu verhindern, werden Emulgatoren verwendet, die im wesentlichen auf Seifenbasis beruhen . Ferner wird, um die Dichte des fertigen ölschlammes der jeweiligen Bohrtiefe anzupassen, hauptsächlich Bariumsulfat zugegeben, das ein hohes spezifisches Gewicht hat. Um zu verhindern, daß das im ölschlamm gleichmäßig verteilte Bariumsulfat sich absetzt, wird dem ölschlamm ein viskositätserhöhender Stoff, z.B. ein organischer Bentonit, zugefügt. Bentonite haben die rheologische Eigenschaft, daß sie unter Scherbeanspruchung fließen, während sie sich im Ruhezustand bzw. ohne Scherung praktisch wie feste Körper verhalten.Oil-based drilling mud essentially consists of the components oil and water in a ratio in the range of about 80:20. A coalescing To prevent the dispersed water phase, emulsifiers are used, which are essentially based on soap. Furthermore, in order to adapt the density of the finished oil sludge to the respective drilling depth, mainly barium sulfate, which has a high specific weight, is added. To prevent the evenly distributed in the oil sludge Barium sulfate settles, the oil sludge becomes a viscosity-increasing one Substance, e.g. an organic bentonite, added. Bentonites have the rheological property that they flow under shear stress, while at rest or without shear they behave practically like solid bodies.
In der beigefügten Zeichnung zeigt Fig. 1 eine bekannte Anlage zur Herstellung von ölbasiertem Bohrschlamm, undIn the accompanying drawing, FIG. 1 shows a known production plant of oil-based drilling mud, and
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von ölbasiertem BohrschlammFig. 2 shows a system according to the invention for the production of oil-based Drilling mud
Bei der bekannten Verfahrensweise nach Fig. 1 werden in einem BehälterIn the known procedure according to FIG. 1 are in a container
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35H85035H850
öl, Wasser, Emulgatoren, Bentonit und Bariumsulfat mittels eines Rührwerks 12 vorgemischt. Die vorgemischte Flüssigkeit wird dann mittels einer Hochdruckpumpe 14 einem Mischer 16 zugeführt und von dort über eine Leitung 18 in den Behälter 10 rückgeführt. Das Material wird hierbei im Kreislauf umgewälzt, wobei der Mischer 16 ein sogenannter Hopper ist, in welchem zwei Strahlen der vorgemischten Flüssigkeit aufeinanderprallen und das öl mit dem Wasser gemischt wird, wobei der Hopper auf eine relativ hohe Temperatur in der Größenordnung von etwa 9O0C beheizt wird, um den Betonit aufzuschließen, damit er viskositätsbildend wirken kann.Oil, water, emulsifiers, bentonite and barium sulfate are premixed by means of a stirrer 12. The premixed liquid is then fed to a mixer 16 by means of a high pressure pump 14 and from there returned to the container 10 via a line 18. The material is thereby circulated in the circuit, the mixer 16 is a so-Hopper, in which two beams of the premixed liquid collide with each other and the oil is mixed with the water, the Hopper to a relatively high temperature in the order of about 9O 0 C is heated to break up the betonite so that it can have a viscosity-forming effect.
Da beim Ansatz des Bohrschlammes als Pumpe 14 üblicherweise die Kolbenbohrschlammpumpe der Bohrinsel benutzt wird, muß die Erdölbohrung während dieser Zeit eingestellt werden. Dies ist sehr nachteilig, da für die Herstellung von etwa 400/m Bohrschlamm etwa 24 Stunden benötigt werden.Since when the drilling mud is used as a pump 14, the piston drilling mud pump is usually used the drilling rig is in use, the oil drilling must be stopped during this time. This is very disadvantageous because it takes about 24 hours to produce about 400 / m of drilling mud will.
Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden.The invention seeks to avoid these disadvantages.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß beim Ansatz von Bohrschlamm die für die Erdölbohrung eingesetzte Bohrschlammpumpe nicht erforderlich ist und insbesondere auch auf den aufwendiger Hopper verzichtet werden kann.It is based on the object of a method and an apparatus of to be developed further in such a way that the drilling mud pump used for the oil well is not used when drilling mud is used is required and, in particular, the expensive hopper can be dispensed with.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß öl, Wasser und Emulgatoren in einem ersten Behälter vorgemischt und in einem mit diesem in Verbindung stehenden zweiten Behälter unter Umwälzung durch die beiden Behälter unter hoher Scherung fertiggemischt werden.According to the invention this is achieved in that oil, water and Emulsifiers premixed in a first container and in a second container connected to this with circulation through the two Containers are ready-mixed under high shear.
Vorteilhafterweise erfolgt hierbei das Mischen im ersten aber insbesondere auch im zweiten Behälter bei Raumtemperatur.The mixing advantageously takes place in the first but in particular also in the second container at room temperature.
Der Betonit und das Bariumsulfat werden vorzugsweise in den zweiten Behälter eingegeben.The bentonite and the barium sulfate are preferably used in the second Container entered.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt zweckmäßigerweise einen ersten und einen mit diesem in Verbindung stehenden zweiten Behälter, wobei im ersten Behälter wenigstens ein Rührwerk zum Vormischen angeordnet und der zweite Behälter mit wenigstens einem Rührwerk zur Erzeugung einer hohen Scherung und zur Umwälzung der Mischung versehen ist.The device for carrying out the process expediently comprises a first and a second container connected to it, with at least one agitator arranged in the first container for premixing and the second container being provided with at least one agitator for generating high shear and for circulating the mixture .
Vorzugsweise sind bei dem Rührwerk im zweiten Behälter auf einer gemeinsamen Welle Scheibenrührer, z.B. Zahnscheiben zur Erzeugung einer hohen Scherung und z.B. ein Propel!errührer zur Förderung und Umwälzung der Mischung angeordnet.Preferably, the agitator in the second container is on a common Shaft disc stirrers, e.g. toothed discs to generate high shear and e.g. a propel stirrer for conveying and circulating the mixture arranged.
Das Volumenverhältnis des zweiten Behälters zum ersten Behälter liegt zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 0,05 bis 0,1.The volume ratio of the second container to the first container is expediently in the range from about 0.05 to 0.1.
Für besondere Anwendungsfälle, z.B. für den Fall des Einsatzes von Spezialbentoniten, kann darüber hinaus der zweite Behälter mittels einer Heizeinrichtung leicht beheizt werden, z.B. auf 40-500C, um den Aufschlußprozess zu beschleunigen.For special applications, for example in the case of the use of Spezialbentoniten, it may, for example, the second container by means of a heating device can be easily heated to 40-50 0 C, in order to accelerate the digestion process.
Die Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerkes in dem zweiten Behälter, in welchem die hohe Scherung erzielt wird, liegt bei etwa 8-16 m pro Sekunde und der Außendurchmesser dieses Rührwerkes beträgt etwa 30% des Durchmessers des zweiten Behälters.The peripheral speed of the agitator in the second container, in which the high shear is achieved is around 8-16 m per second and the outside diameter of this agitator is around 30% the diameter of the second container.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Fig. 2 beschrieben.An example embodiment of the invention is described with reference to FIG.
Es wurde oben erläutert, daß bei dem bekannten Verfahren eine Beheizung des Mischers auf etwa 9O0C für erforderlich gehalten wird.It was explained above that in the known method a heating of the mixer is maintained at about 9O 0 C for required.
Umfangreiche Versuche haben nun jedoch gezeigt, daß der Aufschluß des Betonits auch mittels hoher Scherung bei Raumtemperatur erfolgen kann, wobei die Scherung mittels eines Rührwerkes erreicht wird, die mit Leistungspegeln in der Größenordnung von etwa 6-10 KW/m arbeitet.Extensive tests have now shown, however, that the digestion of the Betonits can also be carried out by means of high shear at room temperature, the shear being achieved by means of a stirrer, which with Power levels on the order of about 6-10 KW / m will work.
Dies hat den Vorteil, daß die sehr teure Kolbenpumpe und der Hopper, die bei dem bekannten Verfahren verwendet werden, durch einen Rührbehälter mit einem Rührwerk mit hoher Scherung ersetzt werden können. Dieser Rührbehälter steht in Verbindung mit einem anderen, jedoch erheblich schwächer gerührten Rührbehälter, in welchem eine Vormischung erfolgt.This has the advantage that the very expensive piston pump and the hopper, which are used in the known method can be replaced by an agitator vessel with a high shear agitator. This stirred tank is connected to another, but considerably less stirred, stirred tank in which a premix he follows.
Die Versuche haben gezeigt, daß mit einer solchen Anlage bei Raumtemperatur problemlos eine gute Schlammqualität erzielt wird.The tests have shown that with such a system at room temperature a good quality sludge can be achieved without any problems.
Wie Fig. 2 zeigt, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem ersten Rührbehälter 20 und einem mit diesem in Verbindung stehenden zweiten Rührbehälter 22. Die beiden Behälter 20 und 22 können getrennt ausgebildet und durch Rohre miteinander verbunden sein, sie; Bnnen aber auch, wie dargestellt, Teile eines größeren Behälters sein, die durch eine Zwischenwand 28 voneinander getrennt sind und die über Verbindungskanäle 34, 36 miteinander in Verbindung stehen. As shown in FIG. 2, the device according to the invention consists of a first stirred container 20 and a second stirred container 22 connected to it. The two containers 20 and 22 can be separated be formed and connected to one another by pipes, they; But can also, as shown, be parts of a larger container which are separated from one another by an intermediate wall 28 and which are in communication with one another via connecting channels 34, 36.
In den ersten Rührbehälter 20 werden öl, Wasser und Emulgatoren zweckmäßigerweise von oben her eingefüllt und durch handelsübliche, langsam laufende Rührwerke 24 vorgemischt. Der Rührbehälter 20 kann in mehrere Abschnitte unterteilt sein und jedem Abschnitt kann ein Rührwerk 24 zugeordnet sein .In the first stirred container 20, oil, water and emulsifiers are expediently Filled in from above and slowly through the usual way running agitators 24 premixed. The stirred tank 20 can be divided into several sections and each section can have an agitator 24 be assigned.
Der zweite Rührbehälter 22 ist mit wenigstens einem Rührwerk 26 versehen, durch welches in dem zu mischenden Material eine hohe Scherung erzeugt wird. Hierzu eignen sich z.B. Scheibenrührer 30, insbesondere Rührer mit sogenannten Zahnscheiben. Das Rührwerk 26 ist ferner mit einem Propel!errührer 32 versehen, der in ein nur angedeutetes Leitrohr 38 hineinragt und dazu dient, das Gemisch zu fördern bzw. in Richtung derThe second stirred tank 22 is provided with at least one agitator 26, through which a high shear is generated in the material to be mixed. Disk stirrers 30, in particular stirrers, are suitable for this purpose with so-called tooth lock washers. The agitator 26 is also provided with a propeller agitator 32 which is inserted into a guide tube 38, which is only indicated protrudes and serves to promote the mixture or in the direction of the
35U850 -y- 35U850 -y-
Pfeile umzuwälzen, so daß es durch den oberen Kanal 34 vom Rührbehälter in den Rührbehälter 22 zuströmt und durch den unteren Kanal 36 vom Rührbehälter 22 in den Rührbehälter 20 zurückströmt.Circulate arrows so that it passes through the upper channel 34 from the stirred tank flows into the stirred tank 22 and flows back through the lower channel 36 from the stirred tank 22 into the stirred tank 20.
Die Scheibenrührer 30 und der Propel!errührer 32 sitzen vorzugsweise auf ein- und derselben Welle des Rührwerkes 26, wobei der Propellerrührer 32 zweckmäßigerweise die unterste Rührerstufe bildet.The disk stirrer 30 and the propeller stirrer 32 are preferably seated one and the same shaft of the agitator 26, the propeller agitator 32 expediently forms the lowest stirrer stage.
Die Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerkes 26, d.h. insbesondere der Scheibenrührer 30, liegt vorzugsweise im Bereich von 8-16 m/Sekunde und der Außendurchmesser des Rührwerkes 26, d.h. insbesondere der Scheibenrührer 30, liegt vorzugsweise im Bereich von 30% des Durchmessers des Rührbehälters 22.The peripheral speed of the agitator 26, i.e. in particular the Disk stirrer 30, is preferably in the range of 8-16 m / second and the outer diameter of the stirrer 26, i.e. in particular the Disk stirrer 30, is preferably in the range of 30% of the diameter of the stirring vessel 22.
Die Leistung liegt im Bereich von 6-10 KW/m und die Mischzeit beträgt etwa 24 Stunden.The power is in the range of 6-10 KW / m and the mixing time is about 24 hours.
Das Volumen des zweiten Rührbehälters 22 zum Volumen des ersten Rühr behälters 20 liegt etwa im Bereich von 0,05 bis 0,1, wobei als Beispiel der Rührbehälter 22 ein Volumen von 20m und der Rührbehälter 20 ein Volumen von 380 m haben kann.The volume of the second stirred tank 22 to the volume of the first stirred tank 20 is approximately in the range from 0.05 to 0.1, with the stirred tank 22 having a volume of 20m and the stirred tank 20 as an example Can have a volume of 380 m.
Die Zufuhr des Bentonits und des Bariumsulfates erfolgt in dem zweiten Rührbehälter 22.The bentonite and barium sulphate are supplied in the second Stirred tank 22.
In dem ersten Rührbehälter 22 erfolgt somit nur eine Vormischung mittels langsam laufender Rührer, praktisch ohne Scherung, während in dem zweiten Rührbehälter 22, in den der Betonit und das Bariumsulfat eingegeben werden, das Material mit hoher Scherung gerührt und gemischt sowie durch den Propel!errührer 32 durch beide Rührbehälter 20, 22 umgewälzt wird.In the first stirred container 22, only a premixing takes place by means of Slowly running stirrer, practically without shear, while in the second stirred tank 22, in which the betonite and barium sulfate entered the material is stirred and mixed with high shear and is circulated through the two stirring vessels 20, 22 by the propeller stirrer 32.
In manchen Fällen, z.B. beim Einsatz von Spezialbetoniten,kann der Rührbehälter 22 leicht beheizt werden, z.B. auf Temperaturen von 40-500C, um den Aufschlußprozess des Betonits zu beschleunigen. Eine geeignete Heizeinrichtung kann beispielsweise in der Zwischenwand 28 untergebracht werden.In some cases, such as when using Spezialbetoniten, the stirred tank can be easily heated 22 to temperatures of 40-50 0 C, for example, to accelerate the digestion process to the Betonits, A suitable heating device can be accommodated in the intermediate wall 28, for example.
Claims (8)
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Legal Events
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