EP3559394A1 - System und verfahren zum bereitstellen von bohrflüssigkeit für das erdbohren - Google Patents

System und verfahren zum bereitstellen von bohrflüssigkeit für das erdbohren

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EP3559394A1
EP3559394A1 EP17823137.9A EP17823137A EP3559394A1 EP 3559394 A1 EP3559394 A1 EP 3559394A1 EP 17823137 A EP17823137 A EP 17823137A EP 3559394 A1 EP3559394 A1 EP 3559394A1
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EP
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drilling fluid
drilling
recycling
fluid
mixing
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EP17823137.9A
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Sebastian Fischer
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Tracto Technik GmbH and Co KG
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Tracto Technik GmbH and Co KG
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/062—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by mixing components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/21—Measuring
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B43/25—Methods for stimulating production
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    • E21B43/2607—Surface equipment specially adapted for fracturing operations
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/49—Mixing drilled material or ingredients for well-drilling, earth-drilling or deep-drilling compositions with liquids to obtain slurries

Definitions

  • the invention relates to a system and method for providing drilling fluid for earth boring, and to the use of a drilling fluid condition meter in providing drilling fluid for earth drilling.
  • a drilling fluid When creating earth bores, and particularly horizontal bores, it is known to use a drilling fluid to assist in drilling boring.
  • the drilling fluid can be used to soften the soil in front of the drill bit of the drilling apparatus and thereby improve the cutting action of the drill bit.
  • the drilling fluid may serve to lubricate the drill bit and the drill string rotationally driven in the bore, and thus reduce friction with the soil.
  • the soil degraded by the drill head can be flushed out through the annular gap between the drill pipe and the borehole wall or through an annular gap of a double drill pipe, which may have an inner pipe and an outer pipe.
  • a drilling fluid is regularly a mixture of water and a mineral, in particular bentonite, and optionally some additives, which may also be mineral used.
  • Bentonite is a mixture of different clay minerals, with the largest component being montmorillonite (usually 60% to 80%). Further accompanying minerals can be quartz, mica, feldspar, pyrite and sometimes also calcite. Due to the montmillonite content, bentonite has a strong water absorption and swelling capacity. Water, in which a mineral, in particular bentonite, is stirred, can exhibit a tixotropic behavior, so that this in motion can essentially behave like a liquid, but at rest essentially like a solid structure. Because of this property, a drilling fluid consisting of water and a mineral, especially bentonite, can also be used to support the borehole wall, so that collapse can be prevented.
  • the drilling fluid is regularly mixed for storage and shipped to the site in large tanks, with regular use of tanks with a capacity of approximately 10,000 liters. Furthermore, it is known that the drilling fluid flushed out of the borehole is checked manually and processed by means of a separate recycling unit. A designated user must determine the condition of the drilling fluid and make adjustments to the recycling unit to re-drill the drilling fluid from the well.
  • the disadvantage here is that due to different drilling conditions during a hole to be drilled, changes in the liquid coming out of the borehole can occur and the user entrusted with it is heavily bound in terms of time, constantly monitoring the condition of the drilling fluid and adjusting the recycling unit accordingly. As a result, the propulsion can be reduced or the time for the hole to be created can be increased.
  • the core idea of the invention is to supply the drilling fluid coming from the borehole to a drilling fluid conditioner for determining the condition of the drilling fluid, in particular en route to the recycling device, and to provide a mixing device for mixing drilling fluid treated by the recycling device with liquid and / or mineral or minerals wherein the mixing device is coupled to the drilling fluid conditioner to perform the mixing depending on the condition of the drilling fluid.
  • This may provide an automated and / or self-regulating system for providing drilling fluid for drilling, in which at least one measuring station is provided in the form of the drilling fluid condition meter, which is connected in the fluid path for the drilling fluid coming from the borehole in order to determine the condition of the drilling fluid.
  • the coupling between the BohrroughkeitsWritsmesser and the mixing device can thus be done in particular without the intervention of a user.
  • the coupling can be understood as a communication that can be unidirectional or bidirectional.
  • the drilling fluid conditioner may transmit the condition determined by the drilling fluid to the mixing device by means of a signal sent to the mixing device, the mixing device in turn being able to send a signal to the drilling fluid conditioner to adjust the mixing fluid of the prepared drilling fluid with fluid and / or fluid To convey mineral or minerals.
  • a user-made balance between the condition of the drilling fluid emerging from the borehole and a mixing device which performs the fluid and / or mineral or mineral drilling fluid used is not necessary.
  • a user who makes the current state of the drilling fluid as well as a mixing or recycling of the used drilling fluid can be omitted. It is possible to set a desired state for the drilling fluid, as it is to be used for drilling, ie as it enters the soil or the earth drilling device from the earth drilling device. By means of the core idea of the invention, however, not only is automation possible, but the constant monitoring of the drilling fluid can reduce the amount of pre-mixed drilling fluid. In addition, the time spent on creating the wellbore can be reduced.
  • the invention provides a system for providing drilling fluid for earth drilling, wherein the drilling fluid comprises a liquid and at least one mineral.
  • the system includes a recycling facility for processing supplied drilling fluid. Further, the system includes at least one drilling fluid conditioner for determining the condition of drilling fluid coming out of the bore.
  • the system further comprises a mixing device for mixing liquid and / or mineral or mineralized drilling fluid prepared by the recycling device. The mixing device is coupled to the drilling fluid conditioner to mix depending on the condition of the drilling fluid.
  • drilling fluid within the meaning of the invention is a mixture of a fluid, in particular water, and at least one mineral, in particular bentonite, and optionally one or more additives, which may be a fluid and / or a solid. does not exclude a gaseous portion.
  • Erdbohren in the context of the invention comprises a process that is carried out by a Erdbohrvorraum, wherein a Erdbohrvortechnisch in particular any device is understood, which moves a BohrgestSheschadore having drill string in an existing or to be created channel in the ground around a hole, In particular, a horizontal well (HD) to create or expand, or to draw conduits or other long bodies into the soil
  • the auger may be, in particular, an HP apparatus
  • An auger includes a drill string driving device that operates soil displacing , And the drill string rotatory and / or translationally introduces in the longitudinal axial direction of the drill string in the soil.
  • HD horizontal drilling, horizontal drilling
  • a body in particular earth channels including earth boreholes, rock holes or ground lines and underground or above-ground pipelines and water channels, the can be made or retracted by using a corresponding Erdbohrvorraum.
  • a “recycling device” is a device that processes the drilling fluid that comes from the borehole, which has already been used for drilling, whereby the separation of the (polluted) drilling fluid coming from the borehole into components can be processed Essentially, the recovery means can be used to recover drilling fluid which can be reused for drilling,
  • the methods for treating the drilling fluid include mechanical filtering, chemical separation and / or discarding portions of the downhole drilling fluid to be returned to a mixing device for mixing drilling fluid.
  • a “drill fluid conditioner” is a technical device that can determine the condition of the drilling fluid, and in particular, a drilling fluid conditioner can determine the density, viscosity, sand content, chemical composition, and / or other physical and / or chemical magnitude, including a Indicate the usefulness of the drilling fluid for drilling or creating a well.
  • a sensor or sensor of the drilling fluid condition meter can be arranged in a conduit or a channel or fluid path for conducting the drilling fluid.
  • mixing device in the sense of the invention comprises a device in which the drilling fluid treated by the recycling device can be mixed with liquid and / or mineral or mineral substances
  • one or more minerals can be supplied by means of said fluid supply path
  • one or more fluid supply paths may also be provided separately from the fluid supply path for the fluid Fluid supply paths for the treated drilling fluid, fluid, and / or mineral or minerals may be mixed in a mixing channel and / or mixing chamber
  • the amount of treated drilling fluid, liquid, and / or mineral, or M Ineralien can be adjusted, which can be done, for example, in particular via means for regulating the flow, in particular valves.
  • the mixing device is coupled to the drilling fluid state meter in order to mix the processed drilling fluid with liquid and / or mineral or minerals depending on the state of the drilling fluid
  • this is understood in accordance with the invention to mean that one of the drilling fluid standmeters emitted signal from the mixing device is used to set a state for mixing the drilling fluid used for earth drilling.
  • a Bohrierikeitsschreibs provides an actual value with respect to the state of the drilling fluid. The proportions of the treated drilling fluid, fluid, and / or mineral or minerals may be adjusted to the condition of the treated drilling fluid to achieve a target condition of the drilling fluid used for the drilling.
  • the condition of the drilling fluid which flows out of the bore or the borehole is determined with the drilling fluid conditioner (actual state).
  • the drilling fluid that flows or comes out of the bore may be the drilling fluid or the processed drilling fluid directly from the bore.
  • the drilling fluid coming from the bore has already been used once and can therefore be loaded with cuttings or soil.
  • the condition of the drilling fluid be determined, but also the nature of the soil in which the well is introduced.
  • the desired state of the Bohrflüs- be adjusted.
  • the type of soil may also be determined based on parameters of the auger as set, and the auger may request a desired condition.
  • the system has a controller which is coupled to the drilling fluid conditioner, and with which the mixing device for providing a particular state (target state) can be controlled.
  • the controller may be part of the mixing device. It can also be provided that the controller is a self-sufficient control of the mixing device.
  • the controller may also be formed as part of the drilling fluid condition meter.
  • the controller can be configured in particular as a controller or as computer hardware.
  • the controller may also be an integrated circuit or microcontroller.
  • the implementation of the control can also be implemented in the form of a Field Programmable Gate Array (FPGA).
  • the controller may include a program or a logic circuit. With the program, time sequences of the controller or the controller can be realized.
  • a signal from a drilling fluid condition gauge may be communicated to the mixing device to adjust the proportions of the treated drilling fluid, the fluid being supplied, and / or the mineral or minerals to the desired condition.
  • the control it is possible to react individually to individual states of the drilling fluid, in particular as it emerges from the borehole.
  • mixing can be adjusted by means of a customized program and / or a table stored in a memory, in which a condition determined by the drilling fluid conditioner is assigned to a setting value of valves of the mixing device.
  • a program adapted to the desired state and / or a table for the assignment of settings of the valves of the mixing device can be used for different earth drilling devices, wherein the adjustment of the valves results from the actual state and desired state or from this without using a table - can be calculated.
  • a program adapted to the desired state and / or a table for the assignment of settings of the valves of the mixing device can be used for different earth drilling devices, wherein the adjustment of the valves results from the actual state and desired state or from this without using a table - can be calculated.
  • the system includes a conduit connecting the wellbore to the recycler with a sensor of a drilling fluid conditioner disposed in the conduit.
  • a conduit connecting the wellbore to the recycler with a sensor of a drilling fluid conditioner disposed in the conduit.
  • the condition determined by the drilling fluid may be used to treat the drilling fluid in the recycling facility to adjust the recycling facility to the condition of the drilling fluid that is to be treated.
  • the recycling device performs exactly the procedures that are necessary to prepare the coming out of the wellbore drilling fluid. For example, in low-polluted or little loaded with cuttings drilling fluid carried out a corresponding method in the recycling device and / or even the drilling fluid can be performed in a bypass to the treatment.
  • the drilling fluid level meter which is arranged in the line between the borehole and the recycling device, is therefore coupled in particular to the recycling device.
  • the control of the recycling device with a signal from a drilling fluid level meter, which is received by a controller of the recycling device, offers the advantage that the recycling can also take place in accordance with the state of the drilling fluid. The process is further improved.
  • the coupling of the recycling device with the BohrroughkeitsLitesmesser which is arranged in the line connecting the wellbore and the recycling device, can be wired or wireless.
  • the coupling or communication of the Bohrroughkeitsschreibsmessers with the recycling device can be unidirectional or bidirectional.
  • a conduit connecting the recycling means and the mixing means wherein a sensor of a drilling fluid condition meter is arranged in the conduit between the recycling means and the mixing means.
  • the BohrierikeitsLiter can control depending on the state of the drilling fluid in particular the mixing device.
  • the drilling fluid condition meter may send a signal to the mixing device. It may be provided that the communication between the Bohrierikeits gleichsmesser and the mixing device is unidirectional or bidirectional. As a result, a direct coupling can be achieved.
  • the mixing device may transmit the setting to the drilling fluid conditioner so that the drilling fluid conditioner may not need to send a signal to a controller, for example, if no changes in the setting of the mixing device need to be made.
  • the coupling of the recycling device, mixing device and one or more BohrroughkeitsSprsmesser with each other can be configured wirelessly, so that a communication can be selected, regardless of a fixed to laying medium takes place. Flexibility even over longer lengths can be achieved without having to lay a cable.
  • more than one drilling fluid condition meter is provided.
  • the sensor or the drilling fluid conditioner associated with the sensor can be provided on or in a line which in particular leads from the borehole to the recycling device.
  • Yet another drilling fluid conditioner may be provided in a conduit between the recycling device and the mixing device.
  • Another drilling fluid conditioner may be provided in a conduit between the mixing device and the auger.
  • the system also includes the auger device, which may be coupled to one or more drilling fluid conditioners, the recycler, and / or the mixer.
  • the coupling can be unidirectional or bidirectional.
  • the auger may request a different desired state of the drilling fluid so that the recycling device and / or the mixing device may be controlled together with the signal of at least one of the drilling fluid conditioners to produce a particular condition of the drilling fluid.
  • the auger, the drilling fluid conditioner, the recycler, and the blender may communicate wirelessly with one another.
  • the controller may be provided.
  • drilling fluid conditioners are provided which determine the condition of the drilling fluid exiting the wellbore, the condition of the drilling fluid exiting the recycle facility, and the condition of the drilling fluid exiting the mixing facility.
  • the controller may be configured in or on the Erdbohrvorraum. It can be a continuous adjustment of the actual state, as this is determined on the BohrierikeitsSullivansmessern done.
  • the signal from the drilling fluid conditioner can be transmitted to one or more units of the system. In particular, the signal of a BohrierikeitsLiters the following unit - based on the fluid flow - transmitted.
  • the invention also provides a method for providing drilling fluid for earth drilling, wherein the drilling fluid comprises a liquid and at least one mineral.
  • the method includes the step of recycling supplied drilling fluid coming from the created wellbore.
  • it is provided to determine the state of the drilling fluid before and / or after recycling and to store the recycled drilling fluid with liquid and / or mineral or minerals. from the determined state of the drilling fluid to mix.
  • adapted to the requirements of the Erdbohrlochs to be created drilling fluid can be used.
  • the drilling fluid used can be reprocessed and fed to the well for the creation and further propulsion.
  • the method also includes the step of determining the state of the drilling fluid before and after the recycling, so that a higher variability and in particular a check of the state of the drilling fluid can take place.
  • the method comprises a wireless transmission of a signal corresponding to the determined state of the drilling fluid, whereby a high variability can be achieved.
  • a physically existing cable for transmitting a signal can be omitted.
  • the components belonging to the system communicate unidirectionally or bidirectionally with each other. By means of bidirectional communication, an adjustment can be made and / or a response given that at least one signal for the condition of the drilling fluid has been received.
  • a bidirectional transmission signal transmission takes place, which indicates how the setting of the recycling device, mixing device and / or Erdbohrvorides with respect to the drilling fluid or the mixing or the creation of the bore.
  • the drilling fluid can be achieved.
  • the desired size or the desired state of the drilling fluid can be selected depending on soil or soil and / or the Erdbohrvoriques used. As a result, a high adaptation of the drilling fluid to the conditions is possible.
  • the signal indicative of the desired size of the condition of the drilling fluid is transmitted from the earth boring device.
  • the states that are set or determined at the earth drilling device can be included in the set value for the state of the drilling fluid. For example, can be determined at the Erdbohrvorraum which propulsion is achieved with the Erdbohrvorraum and this propulsion can also be concluded on the condition of the soil in which the earth's bore.
  • the drilling fluid can be adjusted by choosing an appropriate target size for the condition of the drilling fluid.
  • the invention also provides a use of a system for providing drilling fluid for earth drilling.
  • the drilling fluid has a liquid and at least one mineral.
  • the system includes a recycling facility for processing supplied drilling fluid. At least one drilling fluid condition gauge for determining the condition of drilling fluid is used, which is coupled to a mixing device for mixing drilling fluid treated by the recycling device with liquid and / or mineral to mix depending on the state of the drilling fluid.
  • the system may be configured as described above. All embodiments mentioned with regard to the aspect of the system may also be embodiments of how the system may be configured in the use according to the invention.
  • Fig. 1 shows in a schematic representation how a drilling fluid for earth drilling is provided.
  • a system which comprises a Erdbohrvorraum 1, a recycling device 2, a mixing device 3 and a plurality of BohrroughkeitsWritsmesser 4, 5, 6.
  • a (earth) hole 7 is created with the aid of a drilling fluid.
  • the drilling fluid used for drilling the bore hole 7 is recovered and the condition is determined by means of a drilling fluid condition meter 4.
  • a sensor of the drilling fluid level meter 4 can be arranged in a line 8 which carries the (used) drilling fluid used for earth drilling.
  • a signal associated with the respective condition is transmitted.
  • the drilling fluid condition meter 4 has a transmitter, so that the transmission of the signal is wireless.
  • the drilling fluid used for the ground hole 7 is supplied to the recycling device 2.
  • the line 8 is provided between the ground bore 7 and the recycling device 2, in which the sensor of the BohrroughkeitsSullivansmessers 4 is arranged.
  • the recycling device 2 has at least one receiver which can receive a signal wirelessly.
  • the recycling device 2 may receive the signal from the drilling fluid level gauge 4 to take action on how to reprocess the drilling fluid. With the recycling device 2 can thus be adjusted depending on the state of the drilling fluid conditioner 4 state of the drilling fluid in the line 8, the processing.
  • the treated by the recycling device 2 drilling fluid is supplied to the mixing device 3, to which a line 9 is used.
  • a sensor of BohrierikeitsSullivansmessers 5 is arranged to determine the state of the drilling fluid, as it is present after processing by the recycling device 2.
  • the drilling fluid conditioner 5 has a transmitter that sends a signal depending on the condition of the drilling fluid.
  • the mixing device 3 has a receiver which can receive a wirelessly transmitted signal.
  • the signals of the BohrroughkeitsSchsmesser 4 and, more particularly 5 can be used to mix in the mixing device 3, the treated by the recycling device 2 drilling fluid with liquid and / or mineral.
  • the mixing device 3 is coupled to the drilling fluid level knives 4 and / or 5 in order to mix them depending on the state of the drilling fluid.
  • the mixing device 3 is connected by means of a line 10 with the Erdbohrvoriques 1 to supply newly mixed drilling fluid of the Erdbohrvorraum 1.
  • a sensor of BohrroughkeitsSullivans- meter 6 is arranged to determine the state of the drilling fluid, as provided by the mixing device 3, to determine.
  • the BohrckenkeitsSullivansmesser 6 has an antenna with the wireless signals can be transmitted.
  • the Erdbohrvortechnisch 1 has a unit with the wireless signals can be transmitted.
  • the unit can be operated as transmitter and receiver.
  • the unit may receive signals from the drilling fluid conditioner 6 indicative of the condition of the drilling fluid supplied to the auger 1 to adjust settings for earth boring.
  • the unit can also be used to send signals to send the recycling device 2 and / or the mixer 3 signals as the earth hole 7 is created, ie which parameters are used in the Erdbohrvortechnisch 1. For example, using the parameters used, a conclusion about the soil in which the earthworks 7 is made. This can be governed by the requirements for the drilling fluid in certain soil.
  • a controller 1 which is arranged in the illustrated embodiment of the Erdbohrvorraum 1, can receive the signals and drive the recycling device 2 and / or the mixing device 3 by means of transmitted signals.

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Abstract

Es wird beschrieben, eine Bohrflüssigkeit für das Erdbohren bereitzustellen, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist. Eine Recyclingeinrichtung bereitet zugeführte Bohrflüssigkeit auf. Es ist mindestens ein Bohrflüs-sigkeitszustandsmesser zur Ermittlung des Zustands von Bohrflüssigkeit, die aus der Bohrung kommt, vorgesehen. Ferner ist eine Mischeinrichtung zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral vorhanden, wobei die Mischeinrichtung mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen.

Description

„System und Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren"
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren sowie eine Verwendung eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers beim Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren.
Beim Erstellen von Erdbohrungen und insbesondere von Horizontalbohrungen ist es bekannt, zur Unterstützung des Bohrvortriebs eine Bohrflüssigkeit zu verwenden. Die Bohrflüssigkeit kann dazu verwendet werden, das vor dem Bohrkopf der Bohrvorrichtung liegende Erdreich aufzuweichen und dadurch die Schnittwirkung des Bohrkopfs zu verbessern. Weiterhin kann die Bohrflüssigkeit dazu dienen, den Bohrkopf sowie das in der Bohrung rotierend angetriebene Bohrgestänge zu schmieren und folglich die Reibung mit dem Erdreich zu verringern. Zudem kann mittels der Bohrflüssigkeit das von dem Bohrkopf abgebaute Erdreich durch den Ringspalt zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrlochwandung oder durch einen Ringspalt eines Doppelbohrgestänges, welches ein Innenrohr und ein Außenrohr aufweisen kann, ausgeschwemmt werden.
Als Bohrflüssigkeit wird regelmäßig eine Mischung aus Wasser und einem Mineral, insbesondere Bentonit, sowie gegebenenfalls einigen Zusatzstoffen, die auch Mineral sein können, eingesetzt. Bei Bentonit handelt es sich um eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien, wobei als größter Bestandteil Montmorillonit (regelmäßig mit einem Anteil von 60% bis 80%) vorgesehen ist. Weitere Begleitmineralien können Quarz, Glimmer, Feldspat, Pyrit und teilweise auch Calcit sein. Aufgrund des Mont- morillonitgehalts weist Bentonit eine starke Wasseraufnahme- und Quellfähigkeit auf. Wasser, in das ein Mineral, insbesondere Bentonit, eingerührt wird, kann ein tixotropes Verhalten aufweisen, so dass sich dieses in Bewegung im Wesentlichen wie eine Flüssigkeit, in Ruhe dagegen im Wesentlichen wie ein festes Gebilde verhalten kann. Aufgrund dieser Eigenschaft kann eine aus Wasser und einem Mineral, insbesondere Bentonit, bestehende Bohrflüssigkeit auch zum Abstützen der Bohrlochwandung verwendet werden, so dass ein Einfallen verhindert werden kann.
Die Bohrflüssigkeit wird regelmäßig auf Vorrat angemischt und in großen Tanks zum Einsatzort verbracht, wobei regelmäßig Tanks mit einem Fassungsvermögen von ungefähr 10.000 Litern verwendet werden. Ferner ist es bekannt, dass die aus dem Bohrloch ausgespülte Bohrflüssigkeit manuell geprüft und mittels einer separaten Recyclingeinheit aufbereitet wird. Ein damit beauftragter Anwender muss den Zustand der Bohrflüssigkeit feststellen und an der Recyclingeinheit Einstellungen vornehmen, um die aus dem Bohrloch kommende Bohrflüssigkeit wieder zum Bohren zu verwenden. Nachteilig dabei ist, dass es aufgrund unterschiedlicher Bohrbedingungen während einer durchzuführenden Bohrung zur Veränderungen der aus dem Bohrloch kommenden Flüssigkeit kommen kann und der damit beauftragte Anwender zeitmäßig stark gebunden ist, den Zustand der Bohrflüssigkeit ständig zu überwachen und die Recyclingeinheit entsprechend einzustellen. Hierdurch kann der Vortrieb verringert bzw. die Zeit für die zu erstellende Bohrung erhöht sein.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren und ein verbessertes Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren sowie eine Verwendung eines Systems zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren zu schaffen, welches eine schnellere Erstellung der Erdbohrung ermöglichen kann und/oder anwenderfreundlicher ist.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Kerngedanke der Erfindung ist es, die aus dem Bohrloch kommende Bohrflüssigkeit einem Bohrflüssigkeitszustandsmesser zur Ermittlung des Zustande der Bohrflüssigkeit, insbesondere auf dem Weg zur Recyclingeinrichtung, zuzuführen und eine Mischeinrichtung zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien vorzusehen, wobei die Mischeinrichtung mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit die Mischung durchzuführen. Hierdurch kann ein automatisiertes und/oder selbstregelndes System zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren geschaffen werden, bei dem mindestens eine Messstation in Form des Bohrflüssigkeitszustandsmessers vorgesehen ist, die in dem Fluidweg für die aus dem Bohrloch kommende Bohrflüssigkeit geschaltet ist, um den Zustand der Bohrflüssigkeit zu ermitteln. Die Kopplung zwischen dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser und der Mischeinrichtung kann damit insbesondere ohne ein Einwirken eines Anwenders geschehen. Die Kopplung kann als eine Kommunikation, die uni- oder bidirektional ausgestaltet sein kann, aufgefasst werden. Der Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann den von der Bohrflüssigkeit ermittelten Zustand an die Mischeinrichtung mittels eines an die Mischeinrichtung gesendeten Signals übermitteln, wobei die Mischeinrichtung ihrerseits ein Signal an den Bohrflüssigkeitszustandsmesser senden kann, um die an der Mischeinrichtung vorgenommene Einstellung zum Mischen der aufbereiteten Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien zu übermitteln. Ein durch einen Anwender vorgenommener Abgleich zwischen dem Zustand der Bohrflüssigkeit, die aus dem Bohrloch austritt, und einer Mischeinrichtung, die die verwendete Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien durchführt, ist nicht notwendig. Ein Anwender, der den aktuellen Zustand der Bohrflüssigkeit sowie ein Anmischen bzw. ein Recyceln der verwendeten Bohrflüssigkeit vornimmt, kann entfallen. Es kann ein Soll-Zustand für die Bohrflüssigkeit eingestellt werden, wie sie für das Bohren - also so wie sie aus der Erdbohrvorrichtung in das Erdreich bzw. in die Erdbohrvorrichtung eintritt - verwendet werden soll. Mittels des Kerngedankens der Erfindung ist allerdings nicht nur eine Automatisierung möglich, sondern durch die stetige Überwachung der Bohrflüssigkeit kann die Menge an vorab angemischter Bohrflüssigkeit verringert werden. Zudem kann die Zeit, die für die Erstellung der Erdbohrung aufgewendet wird, verringert werden.
Die Erfindung schafft ein System zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist. Das System umfasst eine Recyclingeinrichtung zum Aufbereiten zugeführter Bohrflüssigkeit. Ferner weist das System mindestens einen Bohrflüssigkeitszustandsmesser zur Ermittlung des Zustands von Bohrflüssigkeit, die aus der Bohrung kommt, auf. Das System weist ferner eine Mischeinrichtung zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien auf. Die Mischeinrichtung ist mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser gekoppelt, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen.
Der Begriff „Bohrflüssigkeit" im Sinne der Erfindung ist eine Mischung aus einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und mindestens einem Mineral, insbesondere Bentonit, sowie gegebenenfalls eines oder weiterer Zusatzstoffe, die eine Flüssigkeit und/oder ein Feststoff sein können. Der Begriff „Bohrflüssigkeit" schließt einen gasförmigen Anteil nicht aus. Der Begriff „Erdbohren" umfasst im Sinne der Erfindung einen Vorgang, der von einer Erdbohrvorrichtung ausgeübt wird, wobei unter einer Erdbohrvorrichtung insbesondere jede Vorrichtung verstanden wird, welche ein Bohrgestängeschüsse aufweisendes Bohrgestänge in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegt, um eine Bohrung, insbesondere eine Horizontalbohrung (HD), zu erstellen oder aufzuweiten oder um Leitungen oder andere lange Körper in das Erdreich einzuziehen. Bei der Erdbohrvorrichtung kann es sich insbesondere um eine HD-Vorrichtung handeln. Eine Erdbohrvorrichtung umfasst eine ein Bohrgestänge antreibende Vorrichtung, die Erdreich verdrängend arbeitet, und das Bohrgestänge rotatorisch und/oder translatorisch in längsaxialer Richtung des Bohrgestänges in das Erdreich einbringt.
Der Begriff „HD" (Horizontal Drilling, Horizontalbohrung) im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere jede Art von bestehenden oder zu erstellenden, vorzugsweise horizontalen Kanälen in einem Körper, insbesondere Erdkanäle einschließlich Erdbohrungen, Felsbohrungen oder Erdleitungen sowie unterirdische oder oberirdische Rohrleitungen und Wasserkanäle, die sich durch Einsatz einer entsprechenden Erdbohrvorrichtung herstellen oder einziehen lassen.
Der in den Patentansprüchen oder in der Beschreibung verwendete Begriff „mindestens ein" ebenso wie der in den Patentansprüchen oder in der Beschreibung verwendete unbestimmte Artikel„ein" - auch in entsprechenden grammatikalischen Ausprägungen in Bezug auf Genus und Deklination - umfasst im Hinblick auf das in Bezug genommene nachfolgende Nomen genau eines oder mehrere, d.h. zwei, drei, vier usw., der durch das Nomen bezeichneten Elemente.
Eine„Recyclingeinrichtung" im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung, die die Bohrflüssigkeit, die aus dem Bohrloch kommt, die also schon zum Bohren verwendet wurde, aufbereitet. Unter einem Aufbereiten kann dabei die Trennung der aus dem Bohrloch kommenden (verschmutzten) Bohrflüssigkeit in Bestandteile verstanden werden, wobei ein Bestandteil zum Anmischen von für das Bohren zu verwendender Bohrflüssigkeit dienen kann. Im Wesentlichen kann mittels der Recyclingeinrichtung eine Rückgewinnung von für das Bohren wieder verwendbarer Bohrflüssigkeit geschaffen werden. Die Verfahren zum Aufbereiten der Bohrflüssigkeit umfassen ein mechanisches Filtern, eine chemische Trennung und/oder ein Verwerfen von Teilen der aus dem Bohrloch kommenden Bohrflüssigkeit, die wieder einer Mischeinrichtung zum Mischen von Bohrflüssigkeit zugeführt werden soll.
Ein„Bohrflüssigkeitszustandsmesser" ist eine technische Einrichtung, die den Zustand der Bohrflüssigkeit ermitteln kann. Ein Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann insbesondere die Dichte, die Viskosität, den Sandgehalt, die chemische Zusammensetzung und/oder eine weitere physikalische und/oder chemische Größe ermitteln, die einen Hinweis auf die Verwendungsfähigkeit der Bohrflüssigkeit zum Erdbohren bzw. zum Erstellen einer Erdbohrung liefern kann. Insbesondere kann ein Sensor bzw. Messaufnehmer des Bohrflüssigkeitszustandsmessers in einer Leitung bzw. einem Kanal oder Fluidpfad zum Leiten der Bohrflüssigkeit angeordnet sein.
Der Begriff „Mischeinrichtung" im Sinne der Erfindung umfasst eine Einrichtung, in der die von der Recyclingeinrichtung aufbereitete Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien gemischt werden kann. Die Mischeinrichtung umfasst daher einen Fluidpfad zum Zuführen von von der Recyclingeinrichtung aufbereiteter Bohrflüssigkeit und einen Fluidzuführungspfad, der mit Flüssigkeit beschickt werden kann. Ferner kann mittels des genannten Fluidzuführungspfads ein oder mehrere Mineralien zugeführt werden. Für die Zuführung von dem Mineral oder mehreren Mineralien kann auch ein oder mehrere Fluidzuführungspfade - getrennt von dem Fluidzuführungspfad für die Flüssigkeit - vorgesehen sein. Die Fluidzuführungspfade für die aufbereitete Bohrflüssigkeit, die Flüssigkeit und/oder das Mineral bzw. die Mineralien können in einem Mischkanal und/oder einer Mischkammer gemischt werden. Die Menge an aufbereiteter Bohrflüssigkeit, Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien können eingestellt werden, welches beispielsweise insbesondere über Mittel zum Regeln des Durchflusses, insbesondere Ventile, geschehen kann.
Sofern ausgeführt ist, dass die Mischeinrichtung mit dem Bohrflüssigkeitszustands- messer gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit die aufbereitete Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien zu mischen, so wird darunter erfindungsgemäß verstanden, dass ein von dem Bohrflüssigkeitszu- standsmesser abgegebenes Signal von der Mischeinrichtung dazu verwendet wird, einen Zustand für ein Mischen der für das Erdbohren verwendeten Bohrflüssigkeit einzustellen. Ein Bohrflüssigkeitszustandsmesser liefert dabei einen Ist-Wert bezüglich des Zustande der Bohrflüssigkeit. Die Mengenverhältnisse der aufbereiteten Bohrflüssigkeit, der Flüssigkeit und/oder des Minerals bzw. der Mineralien können an den Zustand der aufbereiteten Bohrflüssigkeit angepasst werden, um einen Soll-Zustand der für das Erdbohren verwendeten Bohrflüssigkeit zu erreichen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser der Zustand der Bohrflüssigkeit ermittelt wird, die aus der Bohrung bzw. dem Bohrloch strömt (Ist- Zustand). Bei der Bohrflüssigkeit, die aus der Bohrung strömt oder kommt, kann es sich um die direkt aus der Bohrung kommenden Bohrflüssigkeit oder die aufbereitete Bohrflüssigkeit handeln. Insofern ist darauf abzustellen, dass die aus der Bohrung kommende Bohrflüssigkeit schon einmal verwendet wurde und damit durch Bohrklein oder Erdreich beladen sein kann. Es kann nicht nur der Zustand der Bohrflüssigkeit ermittelt werden, sondern auch die Art und Weise des Erdreichs, in dem die Bohrung eingebracht wird. In Abhängigkeit von dem ermittelten Erdreich, welches aus dem Zustand der Bohrflüssigkeit ermittelt werden kann, kann der Soll-Zustand der Bohrflüs- sigkeit eingestellt werden. So ist es möglich, nicht nur einen Soll-Zustand einer Bohrflüssigkeit einzustellen, sondern auch den Zustand der Bohrflüssigkeit an das jeweilige Erdreich, in dem sich der Bohrkopf der Erdbohrvorrichtung gerade befindet, einzustellen. Hierdurch kann der gesamte Vorgang des Anmischens und des Recycelns vollautomatisiert werden. Die Art des Erdreichs kann auch aufgrund von Parametern der Erdbohrvorrichtung, wie diese eingestellt ist, ermittelt werden und die Erdbohrvorrichtung kann einen Soll-Zustand anfordern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das System eine Steuerung auf, die mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser gekoppelt ist, und mit der die Mischeinrichtung zum Bereitstellen eines bestimmten Zustande (Soll-Zustand) ansteuerbar ist. Die Steuerung kann Teil der Mischeinrichtung sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerung eine von der Mischeinrichtung autarke Steuerung ist. Die Steuerung kann auch als Teil des Bohrflüssigkeitszustandsmessers ausgebildet sein. Die Steuerung kann insbesondere als Controller oder als Computer-Hardware ausgestaltet sein. Die Steuerung kann auch ein integrierter Schaltkreis bzw. MikroController sein. Die Umsetzung der Steuerung kann auch in Form eines Field Programmable Gate Array (FPGA) umgesetzt sein. Die Steuerung kann ein Programm aufweisen bzw. eine logische Schaltung. Mit dem Programm können zeitliche Abläufe der Steuerung bzw. des Controllers realisiert werden. Mit der logischen Schaltung, die insbesondere für das FPGA vorgesehen ist, lässt sich eine Funktionsstruktur definieren. Ein Signal eines Bohrflüs- sigkeitszustandsmessers kann an die Mischeinrichtung übermittelt werden, um die Mengenverhältnisse der aufbereiteten Bohrflüssigkeit, der zugeführten Flüssigkeit und/oder des Minerals bzw. der Mineralien auf den Soll-Zustand einzustellen. Mittels der Steuerung kann individuell auf einzelne Zustände der Bohrflüssigkeit, insbesondere wie sie aus dem Bohrloch tritt, reagiert werden. Beispielsweise kann mittels eines angepassten Programms und/oder einer in einem Speicher abgelegten Tabelle, bei der ein von dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser ermittelter Zustand einem Einstellungswert von Ventilen der Mischeinrichtung zugeordnet ist, ein Mischen angepasst werden. Beispielsweise kann für unterschiedliche Erdbohrvorrichtungen ein an den Soll-Zustand angepasstes Programm und/oder eine Tabelle für die Zuordnung von Einstellungen der Ventile der Mischeinrichtung verwendet werden, wobei sich die Einstellung der Ventile aus Ist-Zustand und Soll-Zustand ergibt bzw. aus diesem - ohne Nutzung einer Tabelle - berechnet werden kann. Hierdurch kann insbesondere ein angepasstes Bereitstellen von Bohrflüssigkeit an Böden, unterschiedliche Verschmutzungen von Bohrflüssigkeiten und/oder unterschiedliche Arten von Erdbohrvorrichtungen erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System eine Leitung, die die Bohrung bzw. das Bohrloch mit der Recyclingeinrichtung verbindet, wobei ein Sensor eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers in der Leitung angeordnet ist. Hierdurch kann die während der Bohrung verwendete Bohrflüssigkeit direkt zwischen dem Bohrloch und der Recyclingeinheit auf ihren Zustand überprüft werden. Der von der Bohrflüssigkeit ermittelte Zustand kann für die Aufbereitung der Bohrflüssigkeit in der Recyclingeinrichtung verwendet werden, um die Recyclingeinrichtung auf den Zustand der Bohrflüssigkeit, die aufbereitet werden soll, einzustellen. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Recyclingeinrichtung genau die Verfahren durchführt, die nötig sind, um die aus dem Bohrloch kommende Bohrflüssigkeit aufzubereiten. Beispielsweise kann bei wenig verschmutzter bzw. wenig mit Bohrklein beladener Bohrflüssigkeit ein entsprechendes Verfahren in der Recyclingeinrichtung durchgeführt und/oder sogar die Bohrflüssigkeit in einem Bypass um die Aufbereitung geführt werden. Der Bohrflüssigkeits- zustandsmesser, der in der Leitung zwischen dem Bohrloch und der Recyclingeinrichtung angeordnet ist, ist daher insbesondere mit der Recyclingeinrichtung gekoppelt. Die Ansteuerung der Recyclingeinrichtung mit einem Signal eines Bohrflüssigkeitszu- standsmessers, das von einer Steuerung der Recyclingeinrichtung empfangen wird, bietet den Vorteil, dass auch das Recycling entsprechend dem Zustand der Bohrflüssigkeit erfolgen kann. Das Verfahren wird weiter verbessert.
Die Kopplung der Recyclingeinrichtung mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser, der in der Leitung angeordnet ist, die das Bohrloch und die Recyclingeinrichtung verbindet, kann kabelgebunden oder kabellos erfolgen. Die Kopplung bzw. die Kommunikation des Bohrflüssigkeitszustandsmessers mit der Recyclingeinrichtung kann unidirektional oder bidirektional erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei dem System eine Leitung vorhanden, die die Recyclingeinrichtung und die Mischeinrichtung verbindet, wobei ein Sensor eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers in der Leitung zwischen Recyclingeinrichtung und Mischeinrichtung angeordnet ist. Der Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit insbesondere die Mischeinrichtung ansteuern. Der Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann insbesondere ein Signal an die Mischeinrichtung senden. Es kann vorgesehen sein, dass die Kommunikation zwischen dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser und der Mischeinrichtung unidirektional oder bidirektional erfolgt. Hierdurch kann eine direkte Kopplung erreicht werden. Die Mischeinrichtung kann an den Bohrflüssigkeitszustandsmesser die Einstellung übermitteln, so dass eventuell der Bohrflüssigkeitszustandsmesser an eine Steuerung kein Signal senden muss, beispielsweise, wenn keine Veränderungen der Einstellung der Mischeinrichtung durchgeführt werden müssen.
Die Kopplung der Recyclingeinrichtung, Mischeinrichtung und eines oder mehrerer Bohrflüssigkeitszustandsmesser untereinander kann kabellos ausgestaltet sein, so dass eine Kommunikation gewählt werden kann, die unabhängig von einem festen zu verlegenden Medium erfolgt. Eine Flexibilität auch über größere Längen kann erreicht werden, ohne dass eine Leitung verlegt werden muss.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mehr als ein Bohrflüssigkeitszustandsmesser vorgesehen. Der Sensor bzw. der dem Sensor zugeordnete Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann an bzw. in einer Leitung vorgesehen sein, die insbesondere vom Bohrloch zur Recyclingeinrichtung führt. Ein noch weiterer Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann in einer Leitung zwischen der Recyclingeinrichtung und der Mischeinrichtung vorgesehen sein. Ein weiterer Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann in einer Leitung zwischen der Mischeinrichtung und dem Erdbohrgerät vorgesehen sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das System auch die Erdbohrvorrichtung, die mit einem oder mehreren Bohrflüssigkeitszustandsmessern, der Recyclingeinrichtung und/oder der Mischeinrichtung gekoppelt sein kann. Die Kopplung kann unldirektional oder bidirektional erfolgen. Beispielsweise kann die Erdbohrvorrichtung einen anderen Soll-Zustand der Bohrflüssigkeit anfordern, so dass die Recyclingeinrichtung und/oder die Mischeinrichtung zusammen mit dem Signal mindestens eines der Bohrflüssigkeitszustandsmesser angesteuert werden können, um einen bestimmten Zustand der Bohrflüssigkeit zu erzeugen.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform können die Erdbohrvorrichtung, die Bohrflüssigkeitszustandsmesser, die Recyclingeinrichtung und die Mischeinrichtung drahtlos miteinander kommunizieren. In mindestens einer der vorgenannten Einheiten bzw. Einrichtung kann die Steuerung vorgesehen sein. In der besonders bevorzugten Ausführungsform sind Bohrflüssigkeitszustandsmesser vorgesehen, die den Zustand der Bohrflüssigkeit, wie sie aus dem Bohrloch austritt, den Zustand der Bohrflüssigkeit, wie sie aus der Recyclingeinrichtung austritt, und den Zustand, wie die Bohrflüssigkeit aus der Mischeinrichtung austritt, ermitteln. Ganz besonders bevorzugt kann die Steuerung in bzw. an der Erdbohrvorrichtung ausgestaltet sein. Es kann ein kontinuierlicher Abgleich des Ist-Zustands, wie dieser an den Bohrflüssigkeitszustandsmessern ermittelt wird, erfolgen. Das Signal der Bohrflüssigkeitszustandsmesser kann jeweils einer oder mehrerer Einheiten des Systems übermittelt werden. Insbesondere wird das Signal eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers der nachfolgenden Einheit - bezogen auf den Fluidlauf - übermittelt.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist. Das Verfahren umfasst den Schritt des Recycelns zugeführter Bohrflüssigkeit, die aus dem erstellten Erdbohrloch kommt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, den Zustand der Bohrflüssigkeit vor und/oder nach dem Recyceln zu ermitteln und die recycelte Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral bzw. Mineralien in Abhängig- keit vom ermittelten Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen. Hierdurch kann ein an die Anforderungen des zu erstellenden Erdbohrlochs angepasste Bohrflüssigkeit verwendet werden. Die verwendete Bohrflüssigkeit kann wieder aufbereitet werden und dem Bohrloch für die Erstellung und dem weiteren Vortrieb zugeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren auch den Schritt des Ermitteins des Zustande der Bohrflüssigkeit vor und nach dem Recyceln, so dass eine höhere Variabilität und insbesondere auch eine Überprüfung des Zustande der Bohrflüssigkeit erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein kabelloses Übertragen eines den ermittelten Zustand der Bohrflüssigkeit entsprechenden Signals, wodurch eine hohe Variabilität erreichbar ist. Ein physikalisch vorhandenes Leitungskabel zum Übertragen eines Signals kann entfallen. Es kann vorgesehen sein, dass die dem System angehörenden Komponenten unidirektional oder bidirektional miteinander kommunizieren. Mittels einer bidirektionalen Kommunikation kann ein Abgleich geschaffen werden und/oder eine Rückantwort gegeben werden, dass zumindest ein Signal für den Zustand der Bohrflüssigkeit empfangen wurde. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in einer bidirektionalen Übertragung eine Signalübertragung erfolgt, die angibt, wie die Einstellung der Recyclingeinrichtung, Mischeinrichtung und/oder Erdbohrvorrichtung hinsichtlich der Bohrflüssigkeit bzw. des Mischens bzw. des Erstellens der Bohrung ist.
Es kann eine Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten erreicht werden. Für unterschiedliche Gegebenheiten kann eine vorgegebene Soll-Größe, d.h. ein vorgegebener Soll-Zustand, der Bohrflüssigkeit erreicht werden. Die Soll-Größe bzw. der Soll- Zustand der Bohrflüssigkeit kann in Abhängigkeit von Boden bzw. Erdreich und/oder der verwendeten Erdbohrvorrichtung gewählt werden. Hierdurch ist eine hohe Anpassung der Bohrflüssigkeit an die Gegebenheiten möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Signal, welches die Soll-Größe für den Zustand der Bohrflüssigkeit angibt, von der Erdbohrvorrichtung übertragen. Hierdurch kann die Erdbohrvorrichtung in das Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren eingreifen. Die Zustände, die an der Erdbohrvorrichtung eingestellt bzw. in dieser ermittelt werden (Parameter für das Erstellen der Bohrung), können in die Soll-Größe für den Zustand der Bohrflüssigkeit einfließen. Beispielsweise kann an der Erdbohrvorrichtung ermittelt werden, welcher Vortrieb mit der Erdbohrvorrichtung erreicht wird und über diesen Vortrieb kann auch auf den Zustand des Erdreichs geschlossen werden, in dem die Erdbohrung erfolgt. Hieran kann die Bohrflüssigkeit angepasst werden, indem eine entsprechende Soll-Größe für den Zustand der Bohrflüssigkeit gewählt wird. Die Erfindung schafft auch eine Verwendung eines Systems zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren. Die Bohrflüssigkeit weist eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral auf. Das System umfasst eine Recyclingeinrichtung zum Aufbereiten zugeführter Bohrflüssigkeit. Mindestens ein Bohrflüssigkeitszustandsmesser zur Ermittlung des Zustande von Bohrflüssigkeit wird verwendet, der mit einer Mischeinrichtung zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen.
Hinsichtlich des Aspekts der Verwendung des Systems kann das System wie vorbeschrieben ausgestaltet sein. Alle im Hinblick auf den Aspekt des Systems genannten Ausführungsformen können auch Ausführungsformen sein, wie das System bei der erfindungsgemäßen Verwendung ausgestaltet sein kann.
Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der einzigen Figur der Anmeldung wird ein erfindungsgemäßes System zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren schematisch gezeigt.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie eine Bohrflüssigkeit für das Erdbohren bereitgestellt wird. In Fig. 1 ist ein System dargestellt, das eine Erdbohrvorrichtung 1 , eine Recyclingeinrichtung 2, eine Mischeinrichtung 3 und mehrere Bohrflüssigkeitszustandsmesser 4, 5, 6 umfasst.
Mit der Erdbohrvorrichtung 1 wird eine (Erd-)Bohrung 7 unter Zuhilfenahme einer Bohrflüssigkeit erstellt. Die für das Bohren der Erdbohrung 7 verwendete Bohrflüssigkeit wird zurückgewonnen und der Zustand mittels eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers 4 ermittelt. Dazu kann in einer Leitung 8, die die für das Erdbohren verwendete (verbrauchte) Bohrflüssigkeit führt, ein Sensor des Bohrflüssigkeitszustandsmessers 4 angeordnet sein. Abhängig vom Zustand, der vom Bohrflüssigkeitszustandsmesser 4 ermittelt wurde, wird ein Signal übertragen, das dem jeweiligen Zustand zugeordnet ist. Zum Übertragen des Signals weist der Bohrflüssigkeitszustandsmesser 4 einen Sender auf, so dass die Übertragung des Signals kabellos erfolgt. Die für die Erdbohrung 7 verwendete Bohrflüssigkeit wird der Recyclingeinrichtung 2 zugeführt. Hierzu ist die Leitung 8 zwischen der Erdbohrung 7 und der Recyclingeinrichtung 2 vorgesehen, in der auch der Sensor des Bohrflüssigkeitszustandsmessers 4 angeordnet ist. Die Recyclingeinrichtung 2 weist mindestens einen Empfänger auf, der kabellos ein Signal empfangen kann. Insbesondere kann die Recyclingeinrichtung 2 das Signal des Bohrflüssigkeitszustandsmessers 4 empfangen, um Maßnahmen zu ergreifen, wie die Bohrflüssigkeit aufbereitet werden kann. Mit der Recyclingeinrichtung 2 kann damit in Abhängigkeit vom vom Bohrflüssigkeitszustandsmesser 4 ermittelten Zustand der Bohrflüssigkeit in der Leitung 8 das Aufbereiten eingestellt werden.
Die von der Recyclingeinrichtung 2 aufbereitete Bohrflüssigkeit wird der Mischeinrichtung 3 zugeführt, wozu eine Leitung 9 verwendet wird. In der Leitung 9 ist ein Sensor des Bohrflüssigkeitszustandsmessers 5 angeordnet, um den Zustand der Bohrflüssigkeit, wie er nach dem Aufbereiten durch die Recyclingeinrichtung 2 vorliegt, zu ermitteln. Der Bohrflüssigkeitszustandsmesser 5 weist einen Sender auf, der ein Signal in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit sendet.
Die Mischeinrichtung 3 weist einen Empfänger auf, der ein kabellos übermitteltes Signal empfangen kann. Insbesondere die Signale der Bohrflüssigkeitszustandsmesser 4 und, ganz besonders 5 können verwendet werden, um in der Mischeinrichtung 3 die von der Recyclingeinrichtung 2 aufbereitete Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral zu mischen. Dabei ist die Mischeinrichtung 3 mit den Bohrflüssigkeitszu- standsmessern 4 und/oder 5 gekoppelt, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit diese zu mischen. Die Mischeinrichtung 3 ist mittels einer Leitung 10 mit der Erdbohrvorrichtung 1 verbunden, um neu angemischte Bohrflüssigkeit der Erdbohrvorrichtung 1 zuzuführen. In der Leitung 10 ist ein Sensor des Bohrflüssigkeitszustands- messers 6 angeordnet, um den Zustand der Bohrflüssigkeit, wie sie von der Mischeinrichtung 3 zur Verfügung gestellt wird, zu ermitteln. Auch der Bohrflüssigkeitszustandsmesser 6 weist eine Antenne auf, mit der kabellos Signale übertragen werden können.
Die Erdbohrvorrichtung 1 weist eine Einheit auf, mit der kabellos Signale übertragen werden können. Die Einheit kann als Sender und Empfänger betrieben werden. Die Einheit kann von dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser 6 Signale empfangen, die den Zustand der Bohrflüssigkeit, wie sie der Erdbohrvorrichtung 1 zugeführt wird, angeben, um Einstellungen für das Erdbohren anzupassen. Die Einheit kann aber auch zum Senden von Signalen genutzt werden, um der Recyclingeinrichtung 2 und/oder der Mischeinrichtung 3 Signale zu senden, wie die Erdbohrung 7 erstellt wird, d.h. welche Parameter in der Erdbohrvorrichtung 1 verwendet werden. Beispielsweise kann mittels der verwendeten Parameter ein Rückschluss über das Erdreich, in dem die Erdboh- rung 7 erstellt wird, erfolgen. Hierdurch kann auf die Erfordernisse an die Bohrflüssigkeit bei bestimmten Erdreichen regiert werden.
Eine Steuerung 1 1 , die im dargestellten Ausführungsbeispiel an der Erdbohrvorrichtung 1 angeordnet ist, kann die Signale empfangen und die Recyclingeinrichtung 2 und/oder die Mischeinrichtung 3 mittels gesendeter Signale ansteuern.

Claims

Patentansprüche:
1 . System zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist, umfassend eine Recyclingeinrichtung (2) zum Aufbereiten zugeführter Bohrflüssigkeit, gekennzeichnet durch mindestens einen Bohrflüssigkeitszustandsmesser (4, 5, 6) zur Ermittlung des Zustands von Bohrflüssigkeit, die aus der Bohrung kommt, und eine Mischeinrichtung (3) zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung (2) aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral, wobei die Mischeinrichtung (3) mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser (4, 5, 6) gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen.
2. System nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Steuerung (1 1 ), die mit dem Bohrflüssigkeitszustandsmesser (4, 5, 6) gekoppelt ist, und mit der die Mischeinrichtung (3) zum Bereitstellen eines bestimmten Zustands ansteuerbar ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Leitung (9) , die die Recyclingeinrichtung (2) und die Mischeinrichtung (3) verbindet, wobei ein Sensor eines Bohrflüssigkeitszustandsmessers (5) in der Leitung (9) angeordnet ist.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens eine Kopplung, die kabellos ausgestaltet ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mehr als einen Bohrflüssigkeitszustandsmesser (4, 5, 6).
6. Verfahren zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist, und das Verfahren den Schritt des Recycelns zugeführter Bohrflüssigkeit umfasst, gekennzeichnet durch Ermitteln des Zustands der Bohrflüssigkeit vor und/oder nach dem Recyceln, und Mischen der recycelten Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral in Abhängigkeit vom ermittelten Zustand der Bohrflüssigkeit.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Ermitteln des Zustands der Bohrflüssigkeit vor und nach dem Recyceln.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch kabelloses Übertragen eines den ermittelten Zustand der Bohrflüssigkeit entsprechenden Signals.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch Übertragen eines die Soll-Größe entsprechenden Signals von einer Erdbohrvorrichtung (1 ).
10. Verwendung eines Systems zum Bereitstellen von Bohrflüssigkeit für das Erdbohren, wobei die Bohrflüssigkeit eine Flüssigkeit und mindestens ein Mineral aufweist, und das System eine Recyclingeinrichtung (2) zum Aufbereiten zugeführter Bohrflüssigkeit umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bohrflüs- sigkeitszustandsmesser (4, 5, 6) zur Ermittlung des Zustande von Bohrflüssigkeit verwendet wird, der mit einer Mischeinrichtung (3) zum Mischen von von der Recyclingeinrichtung (2) aufbereiteter Bohrflüssigkeit mit Flüssigkeit und/oder Mineral gekoppelt ist, um in Abhängigkeit vom Zustand der Bohrflüssigkeit zu mischen.
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