ITTO20110909A1 - Impianto di trattamento dei fanghi di perforazione. - Google Patents

Description

TITOLO: IMPIANTO DI TRATTAMENTO DEI FANGHI DI PERFORAZIONE.

-------La presente invenzione riguarda un impianto per il trattamento dei fanghi utilizzati nelle fasi di perforazione e realizzazione delle fondazioni, per la realizzazione di pannelli con l’utilizzo di idrofresa, o per la realizzazione di pali con la tecnologia a circolazione inversa.

È noto che gli impianti di trattamento dei fanghi sono a circolo chiuso, al fine di ridurre il quantitativo di acqua utilizzata per la realizzazione del fango e la conseguente riduzione dei costi. Tale impianto di trattamento dei fanghi deve sottostare a predeterminati vincoli di inquinamento ambientale.

Normalmente, gli impianti di trattamento fanghi dovrebbero trattare il fango in modo tale che possa eseguire le seguenti funzioni utili per la perforazione:

-stabilizzare le pareti dello scavo grazie alla spinta idrostatica, legata alla densità del fango;

-limitare le perdite di fango nello scavo per permeazione

-fungere da veicolo di trasporto per i detriti durante la perforazione mediante l’uso dei sistemi di pompaggio noti;

-lubrificare e raffreddare l’utensile di perforazione. È noto, inoltre, che il valore ottimale della densità del fango à ̈ intorno ai 1,10 t/m<3>, al massimo 1,15 t/m<3>.

L’utilizzo di fanghi con densità maggiori risulta problematico in quanto:

- sono richieste potenze maggiori per le pompe centrifughe generalmente usate per l’evacuazione dei detriti, incrementando i costi per la realizzazione dello scavo;

- tali fanghi tendono più facilmente a sedimentare sulle superfici dello scavo creando un deposito generalmente chiamato “cake†che deve essere rimosso a fine scavo per non compromettere la tenuta idraulica e/o aumentare la permeabilità della fondazione;

- non permette l’attività di gettata del calcestruzzo direttamente nella fondazione poiché la ridotta differenza di densità rispetto al calcestruzzo potrebbe causare l’inglobamento di fango all’interno del manufatto compromettendone la resistenza e la permeabilità.

I fanghi impiegati negli scavi sono generalmente delle miscele di acqua e bentonite ed eventuali polimeri, con dosaggio di circa 30 – 50 kg di bentonite ogni m<3>di acqua.

La funzione principale di detta bentonite e polimeri à ̈ quella di aumentare la densità del fango aumentandone contestualmente l’effetto stabilizzante per le pareti dello scavo. Inoltre, tale fango pulito depositandosi sulle pareti riempie eventuali porosità e piccole fratturazioni del terreno, limitando la perdita dello stesso fango durante la perforazione.

Terminata la fase di perforazione, normalmente, si passa alla fase di realizzazione della fondazione. Generalmente, all’interno dello scavo viene gettato il calcestruzzo per la realizzazione della fondazione. La gettata del calcestruzzo viene effettuata lasciando il fango nello scavo. Il calcestruzzo viene condotto all’interno dello scavo tramite appositi tubi che ne permettono la risalita sostituendosi gradualmente, grazie alla differenza di densità, al fango bentonitico che viene recuperato dalla superfice, rigenerato e stoccato per una successiva perforazione.

I fanghi contenuti nello scavo durante la fase di realizzazione della fondazione devono avere una densità inferiore a 1,15 t/m<3>e un contenuto di sabbia inferiore al 4% poiché, in caso di concentrazioni di sabbia superiori, si avrebbe una qualità del manufatto finale non conforme agli standard richiesti, con possibili inclusioni e conseguenti problematiche, quali ad esempio cedimenti strutturali.

È inoltre importante che, ai fini della fondazione, il fango abbia un basso contenuto di limi e argille. Tali limi e argille, infatti, tendono a depositarsi sulle pareti dello scavo generando uno spessore eccessivo che può pregiudicare alcune caratteristiche fisiche della fondazione. Tale fenomeno risulta molto dannoso durante la realizzazione di pannelli rettangolari affiancati, compromettendo la tenuta idraulica della struttura.

Normalmente, durante la perforazione, il fango che viene recuperato dallo scavo, contenente detriti di perforazione, viene mandato all’impianto di trattamento. In tale impianto di trattamento, tali fanghi vengono epurati dei detriti più grossolani e per quanto possibile dei detriti più fini.

È noto che le sabbie hanno granulometria oltre ai 74 µm; i limi hanno granulometria compresa tra i 74 e 2 µm e le argille, più fini, hanno granulometria inferiore ai 2 µm.

Per assolvere a queste funzioni gli impianti ad oggi in uso, sono costituiti da due impianti in parallelo, come illustrato nella figura 1 allegata.

In figura 1 à ̈ illustrato nel dettaglio un impianto principale (1) comprendente una prima porzione d’impianto, la quale a sua volta comprende:

- una vasca di stoccaggio del fango principale (11), contenente il fango pronto per essere mandato allo scavo;

- un impianto di trattamento fanghi comprendente un primo vaglio sgrossatore (12), una tramoggia di lavorazione fanghi (13), un primo stadio di cicloni (14) e un secondo stadio di cicloni (15) ed, infine, un vaglio asciugatore (16).

Il fango indicato da una freccia (17) arriva carico di detriti, viene trattato per poter essere riutilizzato e torna allo scavo come indicato dalla freccia (20). Ad oggi questo impianto riesce a separare dal fango correttamente solo i detriti di dimensioni maggiori e le sabbie, ma à ̈ poco efficace per le sostanze più fini disciolte nel fango quali limi e argille.

Tale primo impianto comprende, inoltre, una seconda vasca con fango pulito, non rappresentata nelle figure, che viene immesso nello scavo prima di eseguire la gettata di calcestruzzo nella fase di realizzazione della fondazione, per essere sicuri di eseguire la gettata per la fondazione con un fango il più possibile pulito e con la corretta concentrazione di sabbia.

Una seconda porzione d’impianto (2) in parallelo alla prima porzione d’impianto sopracitato, comprende una pompa (18) che prende fango dalla vasca principale (11) e lo manda ad una prima macchina (19), denominata normalmente centrifuga, in grado di separare dal fango le parti più fini come limi e argille. Questo particolare impianto viene chiamato impianto centrifuga poiché il fango viene centrifugato ad altissime velocità per poter separare gravimetricamente le particelle solide sospese nell’acqua.

Il fango, in arrivo dalla perforazione, ha mediamente una densità di circa 1,3 t/m<3.>Il vaglio sgrossatore (12), generalmente, sfruttando vagli vibranti, separa dal fango in arrivo dalla perforazione i detriti più grossi, come ad esempio pezzi di roccia o ghiaia. La portata di fango (121) in uscita dal vaglio sgrossatore (12), con densità di circa 1,25 t/m<3>, viene mandata nella tramoggia lavorazione fanghi (13). La tramoggia lavorazione fanghi (13) à ̈ generalmente suddivisa in più volumi. Da un comparto di questa tramoggia il fango viene pompato al primo stadio di cicloni.

In tale primo stadio di cicloni si ha una separazione della sabbia dal fango. Normalmente, in uscita dai cicloni (14) si ha un fango a densità intermedia (141), circa 1,18 t/m<3>. Tale fango fuoriesce dal ciclone (14) nella parte superiore e rimandato nella tramoggia lavorazione fanghi (13); mentre, in uscita nella parte inferiore dal ciclone (14), si ha un fango (142) molto denso e molto carico di sabbia che viene mandato al vaglio asciugatore (16) al fine di ridurre il quantitativo d’acqua dai fanghi prodotti rendendoli palabili.

Normalmente, lo stadio di cicloni può anche comprendere più di un ciclone, collegati in parallelo fra loro. Ogni ciclone, inoltre può essere in posizione verticale oppure in configurazione inclinata, mantenendo comunque l’uscita del fango leggero nella loro parte superiore e l’uscita del fango pesante, carico di solido separato, nella parte inferiore.

Il fango a densità intermedia, prelevato dalla vasca lavorazione fanghi (13) viene mandato al secondo stadio di cicloni (15). In tale stadio (15) viene separato un fango leggero (151) con densità di circa 1,15 t/m<3>che fuoriesce dalla sua parte superiore e che viene mandato alla tramoggia di lavorazione fanghi (13) e poi alla vasca di stoccaggio principale (11). Il secondo stadio di cicloni riesce a separare dal fango prevalentemente limi e parzialmente argille. In uscita, nella parte inferiore, di detto secondo stadio di cicloni à ̈ presente una portata di fango (152) ad alta densità, oscillante tra 1,2 t/m<3>e 1,5 t/m<3>, la quale viene mandata al vaglio asciugatore (16).

L’impianto (2) centrifuga, installato in parallelo, ha il compito di prelevare fango dalla vasca principale (11) già trattato dall’impianto (1) precedentemente descritto . All’interno della centrifuga il fango viene alleggerito, riducendone la densità per via gravimetrica, grazie alla separazione di parte della frazione solida in esso sospesa. Il fango trattato viene rimandato nella vasca principale (11) con una densità di circa 1,08 t/m<3>.

Normalmente le portate che può gestire una singola centrifuga (19), in funzione della taglia, della geometria interna e la densità del fango in ingresso, sono variabili tra 15 e 50 m<3>/h; mentre la portata in arrivo dallo scavo verso l’impianto principale (1) può variare tra i 300 e i 450 m<3>/h. Generalmente una singola centrifuga non à ̈ sufficiente per tenere controllato il contenuto di solidi fini, quali limi e argille, contenuti nei fanghi e quindi, in taluni casi, à ̈ necessario utilizzare più di una centrifuga, tutte in parallelo rispetto all’impianto principale (1).

Utilizzando una sola centrifuga (19), in caso di terreno molto carico di solidi fini, si otterrebbe un fango la cui densità, con il trascorrere dei giorni di lavoro, aumenta. Tale aumento di densità à ̈ causato del fatto che l’impianto con centrifuga (2) non può estrarre sufficiente quantità di solidi fini dal fango poiché le centrifughe attualmente usate hanno la possibilità di elaborare portate di fango inferiori rispetto a quelle in gioco nel settore delle fondazioni come sopracitato. Gli impianti noti, dunque, utilizzano più centrifughe per ogni macchina perforatrice, con impatto negativo sui costi di impianto, manutenzione ed ingombri.

Se si utilizzasse un impianto senza centrifuga in presenza di terreni con limi e argille, durante il normale funzionamento, si avrebbe un continuo incremento della densità del fango poiché non à ̈ possibile separare limi e argille con un semplice impianto trattamento fanghi.

Negli impianti noti, in assenza di impianto centrifuga, dopo alcuni giorni di lavoro, la densità del fango arriverebbe a valori di circa 1,25 t/m<3>rendendo difficoltosa la perforazione. In quest’ultima configurazione di impianto à ̈ quindi necessario lo smaltimento periodico di una porzione di fango ed il reintegro con fango bentonitico vergine e/o acqua industriale pulita.

Nell’allegata figura 2, la curva denominata “a†, illustra l’andamento qualitativo della densità del fango in impianti senza centrifuga con il passare dei giorni.

Normalmente, lo smaltimento dei fanghi à ̈ un problema molto sentito nei cantieri poiché ha un elevato costo.

È noto, inoltre, che à ̈ necessario un reintegro di fango, di entità più modesta, dovuto al fatto che una parte dello stesso permea attraverso le pareti dello scavo per una non perfetta tenuta delle pareti stesse. Tale perdita se non reintegrata causerebbe un’ulteriore concentrazione di materiale fine nel fango di processo.

Sempre in figura 2, in confronto alla curva “a†à ̈ presente l’andamento della densità di un fango di un impianto in cui à ̈ stato aggiunto in parallelo una centrifuga. Tale curva “b†mostra che il problema à ̈ solamente ritardato, raggiungendo una densità critica dopo un tempo più lungo. Infine, la curva “c†, di figura 2, mostra l’andamento della densità del fango in impianti comprendenti più centrifughe in parallelo. Si può notare che il problema del raggiungimento di una densità critica viene ritardato ulteriormente ma senza mai risolverlo definitivamente.

Gli impianti presenti nell’arte nota prevedono di eseguire lo smaltimento periodico di quote di fanghi carichi di materiale fine e reintegrarlo con fango bentonitico vergine e/o acqua industriale pulita.

È noto, inoltre, che l’utilizzo di più centrifughe ha un costo molto elevato e richiede spazi molto ampi per l’allestimento del cantiere, cosa che può essere problematica in cantiere ubicati in zone ad elevata urbanizzazione.

È noto, dal brevetto US7540837B2, un impianto trattamento fanghi, per il settore delle perforazioni petrolifere, comprendente un sistema di controllo il quale comprende, a sua volta, sensori di viscosità e densità posizionati all’interno della vasca di stoccaggio principale. In funzione dei dati ottenuti da detti sensori, viene regolato il funzionamento della centrifuga che preleva e rimanda fluido dalla vasca stessa.

Tale brevetto descrive una forma di realizzazione del sistema in cui sono reinseriti, nella vasca principale, parte dei solidi separati tramite centrifuga per mantenere ad un livello voluto la viscosità e la densità del fluido, nel caso questa diventi troppo bassa.

Le soluzioni descritte dal suddetto brevetto non risolvono i problemi precedentemente citati, inoltre, tenta di risolvere il problema di incrementare la densità di un fango poco denso. Il problema di utilizzare un fango poco denso per la realizzazione delle fondazioni, in generale, non si presenta mai, poiché, come sopracitato, la densità del fango tende ad aumentare con il procedere dello scavo.

Inoltre, la centrifuga preleva fango dalla vasca principale, il quale non ha caratteristiche controllate di densità e presenza di residui.

Infine, negli impianti descritti sinora, il funzionamento della centrifuga à ̈ ottimizzato solo se i fanghi all’interno delle vasche di stoccaggio principale (11) sono ben omogeneizzati e le variazioni di densità in ingresso alla centrifuga sono graduali.

La presente invenzione si propone di risolvere i problemi sopracitati realizzando un impianto per il trattamento dei fanghi di perforazione, comprendente una sola centrifuga, che richieda solo modesti reintegri periodici di fango normalmente causati dall’inevitabile permeazione attraverso le pareti dello scavo.. Tale invenzione consente di ridurre il costo iniziale per la realizzazione fisica dell’impianto, ed il costo per la gestione dei fanghi, dovendo reintegrare solo piccole quantità di fluido e senza aver la necessità di smaltire fango. Inoltre consente di mantenere la densità controllata ed inferiore al limite qualitativo di utilizzo nella perforazione. Ne deriva una consistente riduzione dell’impatto ambientale dell’attività di perforazione.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un impianto per la gestione dei fanghi di perforazione, con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione indipendente 1.

Le caratteristiche accessorie sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema secondo la presente invenzione saranno meglio chiari ed evidenti dalla seguente descrizione di una forma di realizzazione, e dalle allegate figure, le quali illustrano specificatamente:

• la figura 1 illustra un sistema dell’arte nota; • la figura 2 mostra un grafico della densità del fango di perforazione in funzione del tempo paragonando i sistemi dell’arte nota con il sistema secondo la presente invenzione, rispettivamente la curva “a†mostra un sistema senza impianto centrifuga; la curva “b†un sistema tradizionale con un’unica centrifuga; la curva “c†l’impianto con una pluralità di centrifughe in parallelo; la curva “d†l’impianto secondo la presente invenzione;

• la figura 3 illustra in modo schematico l’impianto secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura 3 l’impianto 3 di trattamento dei fanghi di perforazione, istallato in cantieri, per la realizzazione di scavi o fondazioni, il quale comprende una vasca di stoccaggio fango principale 11, contenente il fango pulito “F’†pronto per essere mandato allo scavo “S†.

L’impianto 3 comprende un primo vaglio sgrossatore 21; una tramoggia di lavorazione fanghi 22, almeno uno stadio di cicloni, preferibilmente un primo stadio di cicloni 23 e un secondo stadio di cicloni 24, e un vaglio asciugatore 25.

Tali dispositivi sono connessi, tramite delle tubazioni, in modo tale che un fango carico di detriti “ F††proveniente dallo scavo “S†, venga trattato per poter essere riutilizzato tornando allo stesso scavo “S†.

Ogni stadio di cicloni (23, 24) comprendono:

- almeno un ingresso in cui viene inserito un fango da trattare

- almeno una prima uscita da cui fuoriesce un fango alleggerito (Fa) con densità inferiore rispetto al fango in ingresso,

- almeno una seconda uscita da cui fuoriesce un fango ad alta densità (Fd) con densità maggiore rispetto al fango in ingresso.

In una forma di realizzazione preferita, non limitante, l’impianto 3, dal secondo stadio di cicloni 24 viene prelevato il fango ad alta densità “Fd†in uscita dalla detta seconda uscita posta nella parte inferiore, chiamato comunemente “underflow†, normalmente destinato a detto vaglio asciugatore 25, e inviato verso una centrifuga 32. In forme di realizzazione alternative, il prelievo può essere eseguito sia dopo il primo stadio sia dopo eventuali stadi di cicloni aggiuntivi, così come da una combinazione di questi.

In una forma di realizzazione, non limitativa, in una prima porzione di tubazioni, compreso tra detto secondo stadio di cicloni 24 e detta centrifuga 32, à ̈ compreso almeno un primo collettore di compensazione 30 atto a contenere il fango ad alta densità “Fd†in uscita dal secondo stadio di cicloni 24.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 3, tale fango ad alta densità “Fd†in uscita dalla seconda uscita di detto secondo stadio di cicloni 24, invece che essere mandato direttamente al vaglio asciugatore 25, viene prelevato a valle del secondo stadio di cicloni e viene mandato a detto primo collettore di compensazione 30, atto a contenere questa tipologia di fango. Il fango ad alta densità “Fd†può essere prelevato immediatamente in uscita dai cicloni compresi in detto secondo stadio di cicloni 24, oppure anche ad una certa distanza lungo la tubazione. Preferibilmente, il prelievo di fango ad alta densità “Fd†à ̈ svolto immediatamente all’uscita dei cicloni per evitare intasamenti del fango dovuti a decantazione. Detto primo collettore 30 à ̈ strutturato essenzialmente come una vasca e dal fondo dello stesso collettore di compensazione 30 viene prelevato il fango ad alta densità “Fd†, da mandare alla centrifuga 32. Nel caso in cui tale primo collettore 30 abbia raggiunto un livello massimo prestabilito di fango ad alta densità “Fd†al suo interno, la parte eccedente di questo fango viene mandata, come negli impianti classici, al vaglio asciugatore 25.

Normalmente, a detta centrifuga 32 oltre al fango ad alta densità “Fd†proveniente da detto secondo stadio di cicloni 24, tramite una prima pompa 31, giunge il fango pulito “F’†proveniente da detta vasca di stoccaggio fango principale 11, tramite una seconda pompa 33.

Tramite detta seconda pompa 33 il fango pulito “F’†dalla vasca principale 11 à ̈ preferibilmente convogliato alla stessa mandata di detta prima pompa 31. Tali due tipologie di fango (F’ e Fd) si miscelano giungendo entrambi, in proporzioni note e prestabilite, alla centrifuga 32 così da controllare e contrastare le variazioni di densità in ingresso alla centrifuga 32. L’aspirazione di dette prima pompa 31 o seconda pompa 33 possono, in una forma di realizzazione non illustrata, prelevare acqua pulita da miscelare al fango, nel caso ad esempio che la densità del fango ad alta densità “Fd†sia eccessiva. E’ inoltre possibile, in una forma di realizzazione non illustrata, prelevare la suddetta acqua pulita da una linea pressurizzata presente in cantiere.

Tale acqua pulita viene prelevata dalla rete idrica ove à ̈ posto il cantiere di lavoro o da cisterne adibite allo stoccaggio d’acqua.

Sulla mandata delle suddette prima pompa 31 e seconda pompa 33 à ̈ compreso almeno un primo dispositivo di misurazione 34, atto a misurare la portata effettiva in entrata alla centrifuga 32. Tale dispositivo 34 à ̈, inoltre, atto a misurare altre caratteristiche importanti del fango, quali ad esempio densità, viscosità e spettro granulometrico. Tale dispositivo di misurazione 34 può essere composto da uno o più strumenti di misura indipendenti.

Detto primo dispositivo di misurazione 34 à ̈ gestito tramite un sistema di controllo computerizzato, non illustrato, atto a decidere, in funzione dei dati ricevuti dallo stesso primo dispositivo di misurazione 34, quanto fango ad alta densità “Fd†deve essere prelevato da detto secondo stadio di cicloni 24 e quanto fango pulito “F’†deve essere prelevato dalla vasca di stoccaggio fango principale 11, agendo sulle rispettive prima pompa 31 e seconda pompa 32, variandone la portata. Tale miscelazione controllata del fango ad alta densità “Fd†e del fango pulito “F’†, à ̈ tale da garantire un’immissione, all’interno della centrifuga 32, di una tipologia di fango con la densità ottimale, per un funzionamento della centrifuga 32 alle massime prestazioni, in modo che possa separare più solido di scarto possibile dal fango.

In questo modo à ̈ possibile generare un punto di funzionamento stabile per la centrifuga 32, nonostante la variabilità del fango in arrivo dalla perforazione per la realizzazione dello scavo “S†.

Infatti, l’impianto secondo la presente invenzione, permette di immettere all’interno della centrifuga 32 una tipologia di fango con la densità ottimale al fine di consentire alla centrifuga 32 di lavorare nelle condizioni operative ottimali.

Preferibilmente, nella porzione di tubazioni che si trova tra il secondo stadio di cicloni 24 e la prima pompa 31 si trova un secondo dispositivo compensatore di difetto di flusso 39. Detto secondo dispositivo compensatore 39 atto a ricevere un fango alleggerito “Fa†evacuato dalla prima uscita, posta nella parte superiore del contestuale stadio di cicloni 24 , od eventualmente da altri stadi posti a valle. Normalmente nel caso di corretto funzionamento dell’impianto dal secondo dispositivo compensatore 39 il fango alleggerito “Fa†torna direttamente alla tramoggia lavorazione fanghi 22. Invece, nel caso di malfunzionamento, ad esempio della seconda pompa 33, o per manutenzione e venga a mancare la portata di fango leggero “F’†dalla seconda pompa 33 il secondo dispositivo compensatore 39 miscela il fango ad alta densità “Fd†e il fango alleggerito “Fa†ottenendo comunque delle buone prestazioni alla centrifuga.

Tale invenzione à ̈ altresì attuabile anche senza la presenza di collettori di compensazione (30 e 39), in quanto il sistema di controllo computerizzato monitorerà e regolerà in continuo le portate delle pompe 31 e 33 a seconda delle necessità dell’impianto e della centrifuga 32.

Immettendo nella centrifuga 32 un fango a densità di circa 1,2 ÷ 1,4 t/m<3>, a parità di potenza e di portata della centrifuga, à ̈ possibile separare dal fango una quantità di argille maggiore, fino a tre volte superiore rispetto al caso in cui s’immette, all’interno della centrifuga 32, un fango con densità di circa 1,12 t/m<3>.

Questo permette di ottenere un fango, da utilizzare nella perforazione, con densità controllata e costante, che può arrivare fino a valori di circa 1,10 t/m<3>. Facendo riferimento alla figura 2 l’impianto secondo la presente invenzione, permette di ottenere un andamento della densità del fango seguendo l’andamento della curva denominata “d†che tende a stabilizzarsi asintoticamente a valori di circa 1,10 t/m<3>. Controllando la portata delle pompe (31 e 33) à ̈ possibile controllare il valore della densità del fango, aumentandolo o diminuendolo in funzione delle esigenze.

Una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, non illustrata, prevede di utilizzare anche il fango ad alta densità “Fd†in uscita dal primo stadio di cicloni 23 o da un ulteriore stadio di cicloni, se presente.

L’impianto secondo la presente invenzione può comprendere inoltre, anche almeno un contenitore (35, 36, 37) al cui interno à ̈ stoccata almeno una sostanza additiva, almeno una pompa (351, 361, 371) atta a sospingere detta almeno una sostanza additiva, da aggiungere e miscelare al fango durante il trattamento.

Tale immissione può avvenire in diverse porzioni dell’impianto di tubature, nella fase del trattamento desiderata.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 3 sono presenti un primo contenitore 35, un secondo contenitore 36 ed un terzo contenitore 37, ognuno contenente una sostanza additiva diversa, e le relative pompe (351, 361 e 371) atte a sospingere le diverse sostanze additive, che possono essere aggiunte al fango durante il trattamento.

In particolare la sostanza additiva contenuta nel primo contenitore 35 potrebbe essere cemento o boiacca, quella contenuta nel secondo contenitore 36 potrebbe essere una sostanza coagulante, e quella contenuta nel terzo contenitore 37 potrebbe essere un polielettrolita.

La portata delle suddette sostanze additive, le quali eventualmente possono essere aggiunte al fango, à ̈ regolata da almeno un secondo dispositivo di misura della portata 38, controllato tramite il detto sistema di controllo computerizzato. Tale sistema di controllo computerizzato à ̈, inoltre, atto a decidere, in funzione dei dati ricevuti dai vari dispositivi di misurazione (38, 34) il quantitativo di sostanze additive da aggiungere al fango, in funzione delle esigenze.

Nel dettaglio, sulla mandata di detta almeno una pompa (351, 361, 371) Ã ̈ compreso almeno un secondo dispositivo di misura della portata 38.

Durante la perforazione à ̈ possibile aggiungere al fango in entrata alla centrifuga della boiacca o del cemento in polvere, ad esempio contenuto in 35, al fine di ottenere uno scarto “W†solido, che viene scaricato dalla centrifuga 32, avendo al suo interno del cemento, possa essere utilizzato per la stabilizzazione del terreno dove necessario in cantiere o in altre aree di destinazione esterne al cantiere. Tale scarto “W†solido contenente cemento può essere, inoltre, utilizzato per realizzare delle pavimentazioni all’interno del cantiere di lavoro.

Durante la fase di scavo o perforazione à ̈ possibile utilizzare le suddette sostanze coagulanti e polielettroliti, che possono essere contenuti ad esempio nel contenitore 36 oppure nel contenitore 37. Tali sostanze vengono aggiunte al fango immesso all’interno della centrifuga 32 al fine di incrementare le prestazioni di separazione di argille e limi dal fango da parte della centrifuga 32 stessa. Tale operazione consente di ottenere un fango pulito “F’†a ridottissimo contenuto di argilla e limo.

Durante la fase di scavo o perforazione le quantità usate di sostanze coagulanti e polielettroliti sono monitorate da opportuni dispositivi di misurazione, non illustrati, compresi nell’impianto, secondo la presente invenzione, e gestiti dal sistema di controllo computerizzato. Tali dispositivi di misurazione sono atti a monitorare il quantitativo di tali sostanze all’interno del fango, in modo tale che il sistema di controllo computerizzato ne regoli l’immissione al fine di consentirne la completa reazione di tali sostanze all’interno del fango, evitando, inoltre, che tali sostanze coagulanti e polielettroliti giungano nella vasca di stoccaggio fango principale 11 oppure nello scavo “S†.

Invece, a fine cantiere, o comunque successivamente alla fase di scavo o perforazione, à ̈ consentito utilizzare una maggior quantità di sostanze coagulanti e polielettroliti, al fine di chiarificare l’acqua, eliminando totalmente l’argilla ed i limi contenuti nel fango. In questo modo l’acqua separata in cui si sarà, secondo le locali legislazioni, regolato il PH si potrà disperdere nelle acque chiare senza costi di discarica aggiuntivi.

Le sostanze contenute nei contenitori (35, 36, 37) possono essere iniettate nell’impianto in più punti, simultaneamente o indipendentemente. Queste iniezioni sono controllate e gestite dal sistema computerizzato che decide, in funzione di diversi fattori ambientali quali, ad esempio, temperatura del fango, qualità dell’acqua ecc…. Infatti, queste sostanze a seconda dei parametri sopracitati, hanno diversi tempi di reazione e possono quindi essere richieste quantità differenti o di essere introdotte nell’impianto in un punto predeterminato affinché rimangano all’interno del fango per un tempo prestabilito.

Nella forma di realizzazione della presente invenzione à ̈ assente la seconda vasca con fango pulito “F’†che à ̈ invece generalmente presente negli impianti del tipo di figura 1 dell’arte nota.

Infatti, la presente invenzione consente di utilizzare il fango pulito “F’†, contenuto nella vasca di stoccaggio fango principale 11, per effettuare il getto della fondazione poiché l’impianto secondo la presente invenzione, permette di ottenere un fango a basso contenuto di argilla e limi. L’impianto secondo la presente invenzione consente di evitare il problema di argille e limi in eccesso i quali si possono depositare sulle pareti dello scavo “S†, generando uno spessore troppo grande dannoso per la realizzazione della fondazione come descritto in precedenza.

L’impianto, secondo la presente invenzione, permette, inoltre, di effettuare il trattamento dei fanghi anche in assenza di una fase di scavo o perforazione per la realizzazione dello scavo “S†, cosa indispensabile ad esempio a fine cantiere o per continuare le operazioni di trattamento fanghi anche durante le fasi transitorie in cui à ̈ assente l’attività di perforazione.

Oltre a ciò, l’elevata flessibilità del sistema illustrato in questa invenzione, permette altresì il funzionamento della centrifuga 32 anche quando, per motivi manutentivi od altro, vi sia l’interruzione del funzionamento dell’impianto trattamento fanghi 3 o l’operatore disgiunga l’interconnessione fra esso e la centrifuga 32.

Infine l’impianto secondo la presente invenzione consente di ottenere i seguenti vantaggi economici immediati:

• utilizzo di una sola centrifuga 32;

• minor reintegri, nel fango, di acqua pulita e conseguente riduzione del costo d’uso dell’impianto;

• riduzione dell’ingombro dell’impianto a seguito dell’utilizzo di una sola centrifuga 32, macchine notoriamente molto grandi;

• eliminazione del fango troppo carico di solidi fini, inutilizzabile ulteriormente.

Infatti, tale fango troppo carico di solidi fini dovrebbe essere smaltito in apposite discariche autorizzate. Negli impianti classici à ̈ necessario periodicamente portare tale tipologia di fango in dette apposite discariche poiché le tipologie d’impianto note non sono in grado di controllare per lunghi periodi il contenuto di solidi fini all’interno del fango utilizzato.

Infine, l’impianto secondo la presente invenzione permette di ottenere un fango con proprietà costanti nel tempo rendendo la perforazione più affidabile.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Impianto (3) di trattamento dei fanghi di perforazione, istallabile in cantieri, per la realizzazione di scavi o fondazioni , il quale comprende: -una vasca di stoccaggio fango principale (11), contenente il fango pulito (F’) pronto per essere mandato allo stesso scavo (S) -un primo vaglio sgrossatore (21); -una tramoggia di lavorazione fanghi (22), - almeno uno stadio di cicloni (23,24), con almeno un ingresso in cui viene inserito un fango da trattare e con almeno una prima uscita da cui fuoriesce un fango alleggerito (Fa) con densità inferiore rispetto al fango in ingresso, e con almeno una seconda uscita da cui fuoriesce un fango ad alta densità (Fd) con densità maggiore rispetto al fango in ingresso; -un vaglio asciugatore (25); tali dispositivi sono connessi tra loro, tramite tubazioni in modo tale che un fango carico di detriti (F†) proveniente dallo scavo (S), venga trattato per poter essere riutilizzato tornando allo scavo (S); tale impianto (3) à ̈ caratterizzato dal fatto che da almeno uno stadio di cicloni (23,24) viene prelevato detto fango ad alta densità (Fd) a valle di detta seconda uscita ed inviato, almeno in parte, verso una centrifuga (32).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui in una prima porzione di dette tubazioni, compreso fra detto almeno uno stadio di cicloni (23,24) e detta centrifuga (32) à ̈ compreso almeno un collettore di compensazione (30, 39) atto a contenere detto fango ad alta densità (Fd).
3. 3 Impianto secondo la rivendicazione 2, in cui à ̈ compreso un primo collettore di compensazione (30), strutturato essenzialmente come una vasca, e dal fondo dello stesso collettore (30) viene prelevato il detto fango ad alta densità (Fd) da mandare alla centrifuga (32); nel caso in cui tale collettore (30) abbia raggiunto un livello prestabilito di fango al suo interno, la parte eccedente di tale fango viene mandata a detto vaglio asciugatore (25).
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui a detta centrifuga (32) oltre al fango proveniente da detto almeno uno stadio di cicloni (23,24) tramite una prima pompa (31), giunge il fango proveniente da detta vasca di stoccaggio fango principale (11), tramite una seconda pompa (33), al fine di controllare e contrastare nel tempo le variazioni di densità del fango immesso all’interno di detta centrifuga (32).
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 4, in cui sulla mandata delle suddette prima pompa (31) e seconda pompa (33) à ̈ compreso un primo dispositivo di misurazione (34), atto a misurare la portata effettiva in entrata alla centrifuga (32) e misurare altre caratteristiche essenziali del fango come densità, viscosità e spettro granulometrico.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5, in cui detto primo dispositivo di misurazione (34) à ̈ gestito tramite un sistema di controllo computerizzato, atto a decidere, in funzione dei dati ricevuti da detto primo dispositivo di misurazione (34) quanto fango ad alta densità (Fd) deve essere prelevato da detto almeno uno stadio di cicloni (23,24) e quanto fango pulito (F’) deve essere prelevato dalla vasca di stoccaggio fango principale (11), al fine di immettere all’interno della centrifuga (32) una tipologia di fango con la densità ottimale, per il corretto funzionamento della centrifuga (32) stessa.
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 4, in cui l’aspirazione di detta prima pompa (31) e/o seconda pompa (33), così come da eventuale linea pressurizzata, può prelevare acqua pulita da miscelare al fango.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui l’impianto (2) comprende, inoltre, almeno un contenitore (35, 36, 37) al cui interno à ̈ stoccata almeno una sostanza additiva, almeno una pompa (351, 361, 371) atta a sospingere detta almeno una sostanza additiva, da aggiungere e miscelare al fango durante il trattamento.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui tali sostanze additive potrebbero essere cemento, boiacca, sostanze coagulanti, polielettroliti.
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui la portata delle sostanze additive addizionate al fango à ̈ regolato da almeno un secondo dispositivo di misura della portata (38).
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 10, in cui detto secondo dispositivo di misura della portata (38) Ã ̈ controllato tramite un sistema di controllo computerizzato atto a decidere, in funzione dei dati ricevuti da detto secondo dispositivo di misurazione portata (38), il quantitativo di sostanze additive da aggiungere al fango, in funzione delle esigenze.
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui viene aggiunto cemento o boiacca, contenuti in detto almeno un contenitore (35, 36, 37), nel fango immesso in detta centrifuga (32) al fine di ottenere uno scarto (W) solido scaricato dalla stessa centrifuga (32), contenente tali sostanze, utilizzabile per stabilizzare terreni o realizzare pavimentazioni all’interno del cantiere di lavoro.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui vengono aggiunte sostanze coagulanti o polielettroliti, contenute in detto almeno un contenitore (35, 36, 37), nel fango immesso in detta centrifuga (32) al fine di incrementare le prestazioni di separazione di argille e limi dal fango, della centrifuga (32) stessa, o chiarificare l’acqua, eliminando totalmente i solidi fini contenuti nel fango.
14. 14. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2 e 4 in cui tra il detto almeno uno stadio di cicloni (23, 24) e la centrifuga (32) à ̈ presente un secondo dispositivo per la compensazione di difetto di flusso(39) atto, in caso di mancato funzionamento della seconda pompa (33), a miscelare il fango ad alta densità (Fd) ad una parte di un fango alleggerito (Fa) proveniente da almeno uno stadio di cicloni (23, 24).
15. 15. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui sono presente un primo stadio di cicloni (23) ed un secondo stadio di cicloni (24).