NO180000B - Fremgangsmåte og apparat for blanding av faststoffer og fluider - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat for kontinuerlig blanding av faste partikler med en væskesammensetning, og særlig for kontinuerlig blanding av sementpartikler med blandingsvann eller blandingsfluid i olje, gass eller geotermiske industrier, for sementering av borete brønner.

Metoder for sammenblanding av materialer har lenge vært delt i to hovedgrupper. Med den første av disse, satsblandemetodene, blir blandingens komponenter i nødvendige mengder anbrakt i en beholder. Komponentene omrøres eller sirkulerer i beholderen, for tilbereding av en spesiell blandingsmengde. Ved blandingsmetodene av den andre hovedgruppe, nemlig kontinuerlige blandemetoder, blir de nødvendige komponenter i . blandingen oppmålt i spesielle mengder i en blandingssone. Her sammenblandes komponentene, og den tilberedte blanding avledes innkommende komponenter. Blandingssonene består ofte av en helt enkel omrøringsbeholder, men det er også kjent ulike former for ejektorer, dyseblandere o.l., hvori blan-dingsprosessen foregår ved utstøting.

Behovet for kontinuerlige blandemetoder, og fordelene ved disse, jevnført med satsblandemetodene, i mange tilfeller vil være kjent for fagkyndige. Av fordelene kan nevnes muligheten til kontinuerlig endring av blandingens spesielle proporsjoner under blandeprosessen, unødvendigheten av å oppbevare eller lagre blandet materiale på forhånd innen ytterligere trinn i en seksvensvis prosess, og muligheten til å anvende en stor kraftmengde til en liten blandingsmengde, slik at komponentene sammenblandes mer effektivt.

En vesentlig ulempe ved kontinuerlige blandemetoder har også vært kjent i lengre tid. Konvensjonelle metoder for kontinuerlig blanding krever samtidig regulering av den enkelte komponents innstrømningsmengde, utstrømningen av den tilberedte blanding og proporsjonene av de respektive komponenter. Hvis det f.eks. bestemmes en endring av forholdstallet mellom to komponenter, er det ikke tilstrekkelig at bare den ene komponents innstrømningsmengde i blanderen forandres, for å oppfylle kravet. Blandingens utstrømningshastighet må samtidig forandres. I motsatt fall vil blandingssonen oversvømmes eller tømmes og den kontinuerlige blandeprosess avbrytes. Hvis det for etterfølgende trinn i en sekvensvis prosess kreves at en blanding tilføres i et spesielt tempo, slik det ofte er tilfelle når kontinuerlige blandingsmetoder er å foretrekke, må de enkelte komponenters innstrømmingshastigheter endres samtidig for at såvel de spesifiserte proporsjoner som den spesifiserte utstrømningshastighet fra blanderen skal kunne oppnås. Kravet om samtidig kontrollering av flere variabler resulterer i kompliserte proporsjoneringskontrollsystemer, hvorved fordelene ved kontinuerlige metoder oppveies av ulempene grunnet høy pris og upålitelighet.

Fra US-patentskrift 3 256 181 (1966) er det kjent en metode hvorved mange av fordelene ved kontinuerlig blanding bevares og de ovennevnte ulemper kan avhjelpes. Fremgangsmåten er basert på et trykkbalanseringsprinsipp. Væske fremfø-res under trykk til en blandingssone og omvirvles, slik at et "øye" åpnes mot ytterluften midt i blandingssonen. Ved rotasjon av en ringformet fluidmasse vil det ved dennes ytterkant opprettes et trykk som utjevner trykket fra det tilførte fluid. Væske kan ikke innstrømme i øyet og ledes ut fra blandingssonen. Heller ikke kan ytterluft krysse den roterende, ringformete væskemasse og nå blandingssonen. Når en spesifisert materialmengde (vanligvis av en antatt egenvekt som er større enn væskens) oppmåles i øyet, vil den grunnet rotasjonen drives ut til den trykkpåvirkete væske, og blandes med denne, hvoretter den tilberedte blanding utstrømmer under trykk fra blandingssonen.

Ved typiske versjoner av den ovennevnte metode blir væsken som fremføres til blandekammeret, brakt under trykk under påvirkning av skovlhjulet i en sentrifugalpumpe. Disse anord-ninger danner en type av kontinuerlige "konstantvolum"-blandere. Hvis komponentforholdet ønskes endret, er det tilstrekkelig å forandre innstrømmingsmengden av den komponent som inn-føres i øyet i blandingssonen. En endring av materialinn-strømningen i øyet vil medføre en nettoforandring av trykket i blandingssonen. Denne trykkendring vil forårsake en motsatt

(volumetrisk) forandring i væskestrømmen fra sentrifugalpum-pen, for opprettholdelse av trykkbalansen i blandingssonen. Reguleringen av komponentproporsjonene i blandingen vil følge-lig forenkles.

Det fremgår ikke av ovennevnte patentskrift at hovedfor-delen ved en av metodens versjoner kan være den lettvinte regulering. Metodens potensielle verdi er bare blitt erkjent ved senere utøving og ytterligere utvikling av metoden.

Ved etterfølgende bruk og ytterligere utvikling av den ovennevnte metode for tilblanding av et spesielt materiale og en pumpbar væske er det videre konstatert at metoden ikke kan utnyttes under mange bruksforhold som er av interesse i dagens situasjon. Når volummengden av faste partikler i forhold til væsken økes, vil det ved bruk av den ovennevnte metode produ-seres en gradvis mindre brukbar blanding eller slamvelling. Det dannes en luftinneholdende suspensjon av sammenklumpete partikler. Blandingen kan ikke anvendes i denne form. Den medførte luft vil dessuten forårsake betydelig trykktap i blandingssonen, hvorved virkningsgraden blir dårlig ved utø-velse av fremgangsmåten.

Den eventuelle, lave virkningsgrad var ikke erkjent på det tidspunkt da ovennevnte metode ble beskrevet. Metoden var opprinnelig ment anvendt for tilbereding av en velling av sand eller sandliknende partikler og en gelforbindelse, som benyttes for behandlinger som skal øke jordbrønners produksjons-evne. På det tidspunkt da metoden ble beskrevet, var et volumforhold av 1:10 mellom partikler og væske vanlig. Blandingsforhold opptil 1:4 var kjent, men disse representerte eksepsjonelt høye faststoffinnhold og ble benyttet for å finne grensene for datidens vanlige fremgangsmåte. En større for-ståelse for prosessene i forbindelse med behandlingen av jord-brønner, og forbedringer i gelsammensetning og tilhørende utstyr, har ført til bruk av slamvellinger med volumetrisk forhold over 1:1 ved moderne behandlinger. Ved disse høye, volumetriske forhold vil det ved anvendelse av den ovennevnte metode ofte frembringes en luftinneholdende slamvelling som er uegnet for bruk.

Slamvelling av portlandsement er et andre eksempel på et væske-partikkelsystem, hvor anvendelse av ovennevnte fremgangsmåte ikke gir et brukbart produkt. Pumpbare slamvellinger av portlandsement injiseres i jordbrønner, for å fastgjøre en rørledning eller et brønnrør til fjellsiden i brønnkaneilen. Disse slamvellinger har ofte volumetriske forhold mellom partikler og væske av mer enn 1:1. Ved bruk av ovennevnte metode fremkommer et meget sammenklumpet, luftinfiltrert slam av meget dårlig kvalitet. Andre eksempler på systemer som krever høye, volumetriske forhold mellom partikler og væske, vil være åpenbare for fagkyndige.

Det er en mangel ved ovennevnte metode at den ikke gjør det mulig å regulere andelen av de innstrømmende materialer i kontaktsonen. Selv om totalforholdet mellom partikler og væske kan kontrolleres, er dette umulig under den innledende sammenblanding. Metoden forutsetter innføring av partiklene i væsken i et ukontrollert volumforhold som alltid er meget høyere enn som angitt for den ferdige blanding. Resultatet er en luftinneholdende pasta eller masse av agglomerater som ikke lett lar seg dispergere til en ensartet slamvelling av akseptabel kvalitet. Dette er en nødvendig konsekvens av den benyttete fremgangsmåte og grunnen til at dette er en uoverstigelig vanskelighet i forbindelse med nevnte metode, kcin best forklares ved betrakting av de ulike former for apparatur som har vært anvendt under utøving av metoden.

I stedet for det blanderapparat som er beskrevet i US-patentskrift 3 326 536 (1967) anvendes i dag det apparat som først ble beskrevet i US-patentskrift 4 453 829 (1984). Begge disse er kontinuerligprosess-blandere hvori væske og tørrstof-fer innføres med forholdsvis stor hastighet gjennom en relativt liten blandingsmengde. Blandingsvolumet holdes stort sett konstant ved hydrodynamiske gradienter som fremkalles av anordningene. Ifølge den ovennevnte, beskrevne metode (1966) vil et roterende element virke som et sentrifugalpumpe-skovlhjul og fremkalle en strøm av væske og slamvelling gjennom et ytterhus. Ved hjelp av et andre, roterende element eller en "slynger" åpnes et atmosfærisk øye øverst i blanderen, hvor faststoffer kan innføres direkte. Det opprettes hydraulisk balanse mellom disse to roterende elementer, slik at enhver endring i tørrstoffstrømmen gjennom slyngeren kompenseres dynamisk ved en endring i væskestrømmen som fremkalles av skovlhjulet. Følgelig vil blandingsmengden, selv om den er liten i forhold til materialstrømningsmengden gjennom blanderen, opprettholdes praktisk talt konstant. Det anvendes ingen ytre midler for volum- eller væskestrømregulering.

Betydelige ulemper ved maskiner som omtalt i US-patentskrift 4 453 829 og 3 326 536, er beskrevet i litteraturen. Forbedrete versjoner, basert på slynger-skovlhjulbalanseprin-sippet er kjent fra US-patentskrift 4 614 435 (1986) og 4 671 665 (1987). Det er i disse patentskrifter omtalt et middel for selvavlufting fra maskinhusene av denne type. Forbedringen ble begrunnet med den iakttagelse, at maskiner av denne type har en begrenset kapasitet m.h.t. faststoffstrøm. Denne strømningshastighet når en viss verdi som synes å være

en funksjon av slyngerstørrelsen, vil skovlhjulet tape kraft og opphøre å fungere som en effektiv sentrifugalpumpe. Maskinhuset oversvømmes med tørrstoffer og blandeprosessen må avbrytes. Ved typisk bruk av en kontinuerlig oljefelt-blander kan uventet avstenging medføre et kostbart gjenopprettings-arbeid og ofte representere en alvorlig sikkerhetsrisiko.

I de ovennevnte patentskrifter av 1986 og 1987 antas kapasitetsbegrensningen å skyldes medført luft i den innløpe-nde faststoffstrøm som oppstår under påvirkning av sentri-fugalkrefter i maskinhuset. Denne medførte luft kan ledes til skovlhjulsinntaket, med derav følgende krafttap. Skovlhjulet vil ikke lenger kunne levere trykkfluid til blandingssonen, og prosessen må avbrytes. Det beskrives et middel for tilbakefø-ring av denne luft til atmosfæren innen den når skovlhjulets innsugingssone.

I den beskrevne utførelsesform innbefatter anordningen ifølge ovennevnte patentskrifter av 1986 og 1987 intet annet luftstrøm-avledingsmiddel enn den radiale trykkgradient som opprettes i maskinhuset. Når den medførte luft er tilstrekkelig finfordelt og blandingen i maskinhuset tilstrekkelig vis-køst, kan luft strømme til skovlhjulsinntaket på tross av anordningen for avlufting. Disse forhold er vanlige i praksis, og forverres ved en økning i blandingens faststoff-væske-forhold.

I stedet for å strømme til skovlhjulsinntaket kan luften ledes til avtrekket på forskjellige måter som vil fremstå for fagkyndige. En enkel løsning vil være å anbringe sentrifugalpumpe-skovlhjulet i et separat pumpehus, som beskrevet for den foretrukne versjon av apparatet ifølge ovennevnte US-patentskrift 3 326 536 (1967). Ingen av de foreslåtte løsninger kan imidlertid avhjelpe en annen vanskelighet, nemlig at den med-førte luft også kan stamme fra blanderen. Blandere av denne type blir typisk benyttet for fremføring av slamvelling under trykk til stempelpumper. En luftholdig slamvelling er relativt elastisk, og på grunn av dens komprimerbarhet vil stem-pelpumpenes virkningsgrad nedsettes betydelig. Videre blir tørrstoffstrømmen til blanderen vanligvis regulert ved til-bakekopling fra et instrument eller "densimeter" som benyttes for å måle tettheten av slamvellingen ved blanderutløpet. Tettheten av en luftholdig slamvelling kan ikke sammenholdes med et innstillingspunkt eller en ønsket tetthet på passende måte. Et reguleringssystem av denne type vil alltid være mer eller mindre unøyaktig.

Problemet på grunn av luftmedføring ved høy tørrstoffs-strømningshastighet skyldes en feil ved de maskiner som er basert på metoden ifølge ovennevnte US-patentskrift 3 256 181

(1966). Patentskriftets forklaring av årsaken til vanskelig-heten er ufullstendig, og forbedringen er bare rettet mot et utslag av det virkelige problem. Alle maskiner som utnytter slynger-, skovlhjulsbalanseprinsippet som opprinnelig er beskrevet i det ovennevnte patentskrift av 1966, bringer faste partikler i kontakt med en væskeblanding under en sekvens som er kjent som den minst mulige effektive. De fysiske egenskaper hos blandinger av faste partikler i væsker vil i høy grad påvirkes av forholdet mellom de to bestanddeler i blandingen. En tommelfinger-regel tilsier at partikkelstoffet alltid bør innføres i ønsket mengde i fluidet, slik at faststoffkonsentrasjonen bringes opp til det ønskete nivå ved gradvis tilsetting av tørrstoffer, ikke omvendt. Tanken bak denne regel er at den tilsynelatende viskositet hos en slamvelling av partikler i væske øker langsomt ved tilsetting av partikler, til en kritisk verdi er nådd, hvoretter blandingen endres fra et fluid til en pasta eller en masse av delvis fuktete agglomerater. Ved dispergering av strømbare partikler i et slam med-går en energimengde som er mange stør-relsesordener mindre enn ved dispergering av en pasta i en væske. Størrelsen av det respektive energibehov (ved samme tørrstoff-væskeforhold) bestemmes hovedsakelig av partikkel-størrelsen. Grovsand i relativt liten konsentrasjon vil ikke danne stabile agglomerater. Meget fine partikler i likhet med portlandsement vil lett danne en tungbearbeidbar pasta. Hvis det blandes mot regelen, vil kvaliteten av det blandete produkt i stor grad avhenge av de fysiske egenskaper og blan-dingsforholdet for komponentene i blandingen. I blandere basert på metoden som er beskrevet i ovennevnte US-patentskrift 3 256 181, blir tørrstoffene alltid innført i en delvis eller fullstendig tilberedt slamvelling, hvorved det dannes en pasta med høytetthet og luftinnhold av unormal størrelse. Under vanlig drift er blanderen i stabil tilstand. Dens utstrømshastighet er fastlagt ved passende, ut-vendig regulering, vanligvis ved innstilling av hastigheten av stempelpumpene som forsynes av blanderen. Tettheten og konsi-stensen av den utstrømmende slamvelling reguleres i avhengighet av tørrstoffinnstrømningen og blir likeledes fastlagt ved tilbakekoplingskontroll fra et densimeter. Hovedmengden av slamvellingen i ytterhuset har nødvendigvis samme tetthet og konsistens som den utstrømmende slamvelling. Tørrstoffer tilsettes kontinuerlig i vellingen ved slyngeren, hvor det dannes en lokal slam- eller pastamengde som er tyngre enn ønsket. Væske fremføres kontinuerlig ved skovlhjulet, hvor det dannes en lokal slammengde som er lettere enn ønsket. Hver av disse to slamvellinger tilføres i den resirkulerende slamvelling i ytterhuset, omblandes til ønsket tetthet og bringes atter i resirkulasjon. Slamvellingen som er tyngre enn ønsket og som dannes ved slyngeren, har egenskaper som vil nedsette hele systemets ytelse. Den agglomererte pasta må dispergeres i foruttilblandet slamvelling og suppleringsvæske, for å danne en blanding av riktig tetthet og konsistens innen den forlater ytterhuset. Energien som medgår for dispergering av pastaen, vil med mange størrelsesordener overstige den som kreves for dispergering av tørrstoffpartikler i ny væske i ønsket blandingsforhold. Da energitilførselen til blanderen er relativt konstant, vil produktkvaliteten synke hurtig når tørrstoff-væskeforholdet økes. Ved høye tørrstoffstrømningshastigheter foregår disper-geringen gjennom hele blanderen (ikke bare i slyngesonen) slik at luft som medføres i agglomeratene, kan nå skovlhjulsinntaket. Ved ennu høyere tørrstoffstrømningshastigheter vil blanderen mangle tilstrekkelig kraft for fullstendig dispergering av disse agglomerater som derved utpumpes gjennom utløpet, hvilket resulterer i et usammenhengende, luftholdig slaia av meget dårlig kvalitet. En annen alvorlig ulempe ved blandere basert på slynger-skovlhjulbalanseprinsippet er at de, ved høye gjennomstjrøm-ningskapasiteter, fylles med luft. Størrelsen av luftøyet i slyngeren bestemmes av en balanse mellom slyngerens tilbake-holdingstrykk og slyngerens utstøtingstrykk, slik det fremgår av det ovennevnte patentskrift av 1984. Hvis blanderens kapasitet økes, vil skovlhjulets utstøtingstrykk synke av to grunner. For det første vil en fluidstrøm gjennom et sentrifugal-skovlhjul medføre en nettominskning i fluidhastighet i forhold til den tangensiale fluidhastighet som oppretter utstøtings-trykket i ytterhuset. For det andre vil en kapasitetsøkning medføre at fluidfriksjonstapene i blanderens tilførselsledning øker. Disse tap resulterer i et minsket, absolutt trykk i ytterhuset. Det er det absolutte ytterhustrykk som balanseres av slyngeren og "tilbakeholdes" for opprettelse av et øye hvori tørrstoffene tilsettes. Når blanderkapasiteten økes blir luftøyet i slyngeren større. I en ideell maskin kan øyets radius ikke overstige slyn-geradien så lenge trykket i blandingssonen er større enn atmosfæretrykket. I de virkelige maskiner som er konstruert som beskrevet i ovennevnte patentskrift av 1966, er væsketil-førselstrykket større enn atmosfæretrykket. I prinsippet vil følgelig luft aldri kunne nå blandingssonen. I praksis er imidlertid dette mulig. Grunnen fremgår av det etterfølgende. Årsakene til den ovennevnte øyeutvidelse oppstår vanligvis i forening og samvirker i tillegg. Ved høye kapasiteter blir øyet såvidt stort at den ringformete masse av roterende væske og innstrømmende partikler blir meget tynn. Hovedmassen av de innstrømmende tørrstoffer vil dessuten følge baner langs forkanten av slyngebladene. "Veggen" som hindrer luft i å inntrenge i blandingssonen, blir ustabil og øyet meget uregel-messig. Luft utenfra overskrider slyngerytterkanten og fyller ytterhuset. Blanderen påføres derved et katastrofalt krafttap og svikter under drift. Ved typisk bruk av blanderen tilføres suppleringsfluid fra en lagertank. Når nivået i tanken synker under en igang-værende, kontinuerlig blandeprosess, vil det tilgjengelige, hydrostatiske trykk ved skovlhjulets væskeinnløp avta. Luft-øyet utvides derved ytterligere grunnet det reelle tap av absolutt ytterhustrykk i blanderen. I de ovennevnte patentskrifter av 1966 og 1967 er det beskrevet en magasintank med konstant nivå for motvirking av dette uønskete beteende, men denne løsning krever en ekstra utstyrsdel og er aldri tatt i bruk i større utstrekning. I praksis vil forringelsen av produktkvaliteten og risikoen for krafttap på grunn av følsom-heten hos blandere, basert på slynger-skovlhjulbalanseprinsip-pet, overfor det absolutte trykk ved innløpet. Den selvluftende anordning som er beskrevet i ovennevnte patentskrifter av 1986 og 1987, vil i realiteten øke risikoen for luftoppfylling av ytterhuset. Når blanderen er i drift, vil det dannes en grenseflate for slam og ytterluft ved eller nær avtrekkskanalperiferien. Dette innebærer at avtrekks-kanalen vil bevirke at det åpnes et luftøye meget likt det som åpnes av slyngeren. Størrelsen av dette lufteøye bestemmes av de samme regler som gjelder for slyngeren. Når ytterhustryk-ket synker vil følgelig den atmosfæriske grenseflate ved avtrekket øke i størrelse radialt utad. Ved høy blanderkapasi-tet vil denne grenseflate få en øket størrelse som nesten tilsvarer skovlhjulsdiameteren, og luft vil strømme over skovl-hjulskanten fra avtrekket. Blanderen vil sannsynligvis påfø-res et øyeblikkelig og katastrofalt krafttap, oversvømmes av faststoffer og bringes ut av funksjon. Det er et hovedformål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret blandemetode og et apparat for kontinuerlig og hurtig sammenblanding av en væske og faststoffer i partikkelform, særlig ved høy faststoffkonsentrasjon og spesielt når faststoffene består av finpartikler. Et annet formål ved oppfinnelsen er å frembringe en forbedret blander som kan drives innenfor et vidstrakt, dynamisk strømningsområde for faststoffer og væsker, med nedsatt risiko for uforutsette driftsavbrudd og uønskete variasjoner i blan-d ingskva1itet. Et annet formål er å frembringe en forbedret blander som er komplett i seg selv, og hvor materialmengdene som blandes, hurtig kan endres under opprettholdelse av komponentenes for-utbestemte blandingsforhold. Et annet formål er å frembringe en forbedret blander, hvor det i den blandete slamvelling opprettes et positivt strømningstrykk for videreføring av denne til annet utstyr, uten behov for en pumpe e.l. Et annet formål er å frembringe en forbedret, kontinuerlig blander hvori mekanismen fortsatt kan være i funksjon, selv om tilførselsledningen fra blanderen er avstengt eller avsperret på annen måte. Et annet formål er å frembringe en forbedret blander for kontinuerlig tilbereding av en væske-faststoffblanding av forutbestemt tetthet. Et annet formål er å frembringe en forbedret blander, særlig for sammenblanding av sementpartikler og vann innen oljefeltindustrien, hvor sementve11ingen inneholder lite eller ingen luft og derved muliggjør nøyaktig tetthetsmå1ing. Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte og et apparat som angitt i de etterfølgende patentkrav. Fremgangsmåten og apparatet ifølge foreliggende beskrivelse er ikke beheftet med noen av ulempene i tilknytning til de tidligere kjente prinsipper og anvendelsen av disse, men har som formål å opprette et enkelt, kontinuerlig virkende blandingssystem for konstant volum. Fremgangsmåten er basert på oppfinnelsen av et middel som muliggjør innføring av faste partikler i innstrømmende, ny væske innen denne væske tilbake-føres i slamvelling av ønsket tetthet i et ytterhus. Hydraulisk balanse opprettholdes basert på et annet prinsipp enn det tidligere benyttete. Fremgangsmåten og apparatet har også andre fordeler, jevnført med de hittil benyttete, som nærmere omtalt i den følgende, spesielle del av beskrivelsen. Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser et fremre enderiss, hovedsakelig i snitt, av blanderapparatet ifølge oppfinnelsen.

Figur 2 viser et overside-planriss av blanderen.

Figur 3 viser et fremre enderiss, hovedsakelig i snitt, av en turbin som inngår i en modifisert versjon av oppfinnelsen. Figur 4 og 5 viser fremre enderiss, hovedsakelig i snitt, av to blandere ifølge oppfinnelsen, særlig for anvendelse på oljefelt.

I overensstemmelse med oppfinnelsens hovedprinsipp skal en ringformet væskemasse omvirvles i et ytterhus ved hjelp av en turbin eller et skovlhjulelement. På grunn av rotasjons-bevegelsen opprettes økende radialhastighet og trykkgradienter i væsken. Ved en endelig innerradius antas det absolutte trykk å ha en minimumsverdi. Ved en endelig ytterradius er det absolutte trykk det trykk som utvikles ved rotasjonen av den ringformete væskemasse mellom disse radier pluss trykket ved innerradien. Fødevæske innføres i den virvlende væskemasse over en ringformet seksjonn hvis innerradius er større enn den roterende væskemasses og hvis ytterradius er mindre enn den roterende væskemasses."

Innerradien av den roterende væskemasse avgrenser et "øye". Ytterhuset er åpent mot ytterluften over den sirkulære øyeseksjon, og det råder derfor atmosfæretrykk ved innerradien av den roterende, ringformete væskemasse. Fødevæske innføres med en større radius enn øyets og ved et trykk litt over atmosfæretrykket. Trykkgradienten i den roterende væskemasse vil derfor ikke forstyrres og systemet opprettholdes i balanse. Fødevæske kan ikke fylle øyet og utstrømmer fra ytterhuset til atmosfæren, og ytterluft kan heller ikke nå føde-væskekilden eller innføres i blandingen.

Faststoffpartikler o.l. kan innføres i øyet, hvor de bringes i kontakt med fødevæsken som innstrømmer over den ringformete seksjon. Kraftig omrøring finner sted i den roterende væskemassen hvor faststoffer og innstrømmende føde-væske bringes i nær kontakt med hverandre.

Innstrømmende fastpartikler og væske bringes i uavbrutt, innbyrdes kontakt i de riktige blandingsforhold eller det fastsatte forhold mellom blandingens komponenter. Faststoffer tilbakeføres ikke til den ferdigblandete slamvelling, hvorved dannelsen av agglomerater unngås.

Væske eller slam avledes fra ytterhuset på grunn av den ringformete blandingsmasses rotasjonsbevegelse i turbinen.

Det behøves derved bare ett middel for rotering av væskemassen for å innføre faststoffene i fødevæsken og sammenblande komponentene, og for å bringe slammet under trykk for utstøting fra ytterhuset.

Bortsett fra som angitt, er det som vist i figur 1 frem-brakt et apparat M ifølge oppfinnelsen.

Ovennevnte blander er i form av en beholder eller silo 10. Beholderen tjener for opptaking av fastpartikler, og er utstyrt med en strømningsregulator (ventil 1) 12 for fastpartikler som styrer innstrømningen av fastpartikler i en trakt 16 i blanderen.

En drivaksel 18 er slik innmontert i faststoff-innløps-trakten 16 at drivakselens nedre ende strekker seg gjennom et faststoffinnløp 17 i blanderen og inn i et blanderhus 20. Drivakselen 18 er koplet til et rotasjons-driwerk (ikke vist) som eventuelt eller ikke er forbundet med et innmontert element i blanderen. Blandings-trykkopprettelseselementet i blanderen består av en turbin 22 som gjennom en boltforbindel-se 24 er fastgjort til underenden av drivakselen 18.

Turbinen 22 er innmontert i blandehuset 20, og aksialt med husets lengdeakse. Turbinen har en innsats 26 med et antall fastgjorte blader 28. Disse blader som strekker seg innad i radialretning langs oversiden av innsatsen 26, har en radius som tilnærmelsesvis tilsvarer eller er litt større enn radien 30 (figur 2) av luftøyet i blanderen under "nominelle tilstander" som angitt i det etterfølgende. Luftøyet danner et stort sett sylindrisk rom som avgrenses av grenseflaten 32 mellom ytterluften og fluidsammensetningen i blanderen. Grenseflaten er i figur 2 vist som en bølget linje, for å indikere at den i praksis aldri er fullstendig jevn eller sylindrisk. I den foretrukne utførelsesform vil bladene ikke strekke seg helt inn i øyet, for ikke å innvirke forstyrrende på faststoffinnstrømningen i turbinen.

Bladene 28 strekker seg også innad i radialretning langs undersiden av innsatsen 26 til en innerradius som bestemmes som beskrevet i det etterfølgende.

Det velges en "nominell øyediameter" med en tverrsnittsflate som er tilstrekkelig for å oppta den maksimale tørr-stof f strøm som tilføres under normaldrift.

Det velges en turbindiameter og en driftshastighet som er tilstrekkelig for utvikling av et spesifisert utstøtingstrykk, jevnført med det forutsatte atmosfæretrykk ved øyeradien. Turbinens ytterradius bør normalt utgjøre omtrent det dobbelte av den nominelle øyeradius.

Trykket ved ytterveggen av turbininnsatsen 36 må aldri være mindre enn atmosfæretrykket, da luft ellers vil få adgang til turbinens innsugingssone. En slik ugunstig tilstand kan forebygges ved at innerkanten av bladene i innsugingssonen 34 har en radius som er mindre enn periferiradien av innsatsen 36. For å bestemme det nøyaktige forhold, må det spesifiseres et positivt nettoinnsugingstrykk av minimumsstørrelse (NPSHA). Trykket som ved den spesifiserte rotasjonshastighet av turbinen utvikles i den ringformete fluidmasse mellom radien ved 34 og radien ved 36, bør overstige differansen mellom atmosfæretrykket og det ventete minimums-NPSHA.

Det må deretter spesifiseres et maksimums-NPSHA. Når apparatet drives under slike forhold, vil det absolutte trykk ved periferien av innsatsen 36 bestå av nevnte maksimums-NPSHA med tillegg av differansen mellom atmosfæretrykk og minimums-NPSHA. Dette trykk vil utjevnes av trykket som oppstår i den ringformete fluidmasse mellom den faktiske øyeradius og periferien av innsatsen 36 med tillegg av atmosfæretrykket. Innsatsradien bestemmes basert på den nominelle øyenradius. Deretter beregnes sugebladkantenes innerradius.- Hvis bladene har en stigning som vist i figur l, benyttes en hydraulisk middel-verdi. Det bør også bemerkes at hvis innsatsradien utgjør mer enn ca. 75% av turbinens, kan det være nødvendig å justere

noen av spesifikasjonene.

Det vil videre være åpenbart for fagkyndige at hensikts-messige sikkerhetsfaktorer bør inngå i alle beregninger. Det påpekes også at dimensjonsberegningene kan gjøres mer nøyaktig i avhengighet av den spesielle turbinart eller -type som velges for en spesiell anvendelse.

For å oppnå en jevn strøm, er det anordnet en fortsettelse av blandehuset 20, og innsatsen 26 er slik utformet at det dannes et mellomliggende, ringformet turbininnløp 40. Innlø-pets tverrsnittsstørrelse bør velges slik at fluidet ikke akselereres ved innsugingen, i overensstemmelse med god, hydraulisk praksis. Turbininnløpet 40 er forbundet direkte og glatt med fluidinntaket 42 som også er anordnet mellom innsatsen 26 og blandehusets innervegg. Statorblader 44 som motvir-ker fluid-forrotering og gjør blanderytelsen mer forutsigbar, bør installeres i fluidinntaket ved fastgjøring til husinnerveggen. Det ringformete innsugingsinntak går jevnt over i en sirkelformet seksjon ved fluidinntaket til blanderen 46. Gjennom en manifold eller fluidtilførselsledning 48 fremføres væske fra et væskereservoar 49.

Turbinbladene 28 strekker seg utad i radialretning til turbinperiferien og er krummet i overensstemmelse med prinsip-pene for god turbomaskin-utforming. I den foretrukne og viste versjon er det montert en øvre skjerm 50 på turbinen mellom innerkanten av bladene 38 og turbinperiferien. Skjermen 50 avgrenser et antall strømningskanaler 52 mellom bladene og forhindrer at bladenes overkanter og innerveggen av blandehuset 20 eroderes av innstrømmende faststoffer. Høyden av disse kanaler bør være konstant slik at den utstrømmende blanding i turbinen retarderes i aksialretning. Retardasjonen minsker de utstøtningsvirkninger som kan forårsake luftmedfø-ring. Det er som vanlig anordnet et antall motpumpe-skovler 54 som skal forebygge materialtilbakestrømning i den spalte mellom skjermen og husinnerveggen, som også tjener for luftut-strømning.

Utløpsstrømmen fra turbinen 22 ledes over turbinperiferien til et opptakerkammer 55 som dannes av en fortsettelse av blanderommet 20. I den foretrukne versjon er opptakerkammeret 55 "halv-spiralsnodd". Kammerets tverrsnittsflatestørrelse, sett vinkelrett mot blandings-tangensialstrømmen i blandehuset øker i retning fra en kant 56 (figur 2) umiddelbart foran ut-løpet 58. Økningsgraden er i overensstemmelse med god, hydraulisk praksis og bør være proporsjonal med avstanden langs blandeperiferien mot utløpet. Den totale tverrsnittsflate må imidlertid alltid være tilstrekkelig stor med henblikk på resirkulering av blandingen til opptakerkammeret 55. Derved utjevnes eventuelle uregelmessigheter i faststoffstrømmen til blanderen, med derav følgende, nøyaktigere kontroll av blan-dingskvaliteten. Generelt bør tverrsnittsflaten ikke på noe sted være mindre enn tverrsnittsstørrelse av utløpet 58 som bestemmes i overensstemmelse med vanlig, hydraulisk praksis.

I den viste utførelsesform er blandehuset spiralsnodd i blanderens lengderetning. Denne utforming foretrekkes av to grunner fremfor de vanlige, radial-spiralsnodde versjoner. For det første vil det, rett overfor turbinutløpet, opprettholdes en hastighet og følgelig et trykk av relativt konstant størrelse, øyet bibeholdes derfor symmetrisk med faststoff-innløpet, og forebygger derved risikoen for fluidsprøyting tvers over et innløpssegment. For det andre fremkommer en anordning av mindre totaldiameter, hvilket er mer praktisk og regningssvarende.

For ytterligere fukting og bedre kontroll om nødvendig, kan en viss del av den utstrømmende blanding tilbakeføres eller resirkuleres fra utløpet av blanderen 58 til væsketil-førselsrøret for blanderen 48, gjennom en resirkulasjonsled-ning 60. Resirkulasjonsgraden er proporsjonal med den valgte størrelse for denne rørledning og kan bestemmes ved bruk av regler og prinsipper som vil være kjent for fagkyndige. Det er anordnet en ventil 62 (ventil 2) slik at blanderen kan drives direkte eller resirkulerende, alt etter de beskrevne forhold.

Den nøyaktige utforming av turbinen 22 avhenger av den ønskete ytelse av en foretrukket versjon. Figur 1 og 2 viser en turbin av radialtype som er særlig egnet for lav egenhas-tighet. Denne turbin kan komme til anvendelse dersom det kreves et relativt høyt utløpstrykk i forhold til kapasiteten. Ved høyere egenhastigheter dersom kapasitet er viktigere enn utløpstrykk, vil en francisturbin være egnet. En virvelstrøm-turbin er vist i figur 3, hvor delenes betegnelser og henvisningstall er beholdt. Denne type kan f.eks. foretrekkes for behandling av meget slipende faststoffer, hvor snevre klarin-ger i faststoff- eller slamstrømningsbanene er særlig uøn£5ket.

Bladenes forlengelse inn i den ringformete innsugingss-sone, for regulering av fødevæsketrykket, inngår i den foretrukne versjon, på grunn av sin enkelthet. Det vil også være åpenbart for fagkyndige at forskjellige, vanlig kjente midler for regulering av trykket i den innstrømmende fødevæske, likeledes kan benyttes. Således kan en regulert lavtrykks-hjelpe-pumpe innkoples i ledningen mellom væskereservoaret 49 og fluidtilførselsledningen 48. En slik anordning og andre av liknende art kan også velges i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen kan illustreres ved beskrivelse av en typisk prosess hvorved portlandsement blandes med vann, for frembrin-gelse av en sementvelling som er egnet for innpumping i en brønn for opprettelse av en hydraulisk avtetning mellom brønn-røret og de tilgrensende klippeformasjoner.

Prosessen innledes ved at en drivmekanisme bringer drivakselen 18 og turbinen 22 i rotasjon. Når turbinen er igang, fremføres vann til innløpet av blanderen 48. Vannet innstrøm-mer i turbinen gjennom den væskeinnløpskanal som dannes av blanderens væskeinntak 46, væskeinnsugingsinnløpet 42 og det ringformete turbininnløp 40. Vannet bringes i rotasjon av turbinen, og utvikler trykk og hastighet under utstrømningen til blanderhusets opptakerkammer 55. Luft i blanderen avledes gjennom spalten mellom den øvre turbinskjerm 50 og den direkte overforliggende innervegg av ytterhuset 20. Blanderen kan derfor oppfylles selv om det er gunstig at dens utløp 58 holdes stengt. Under pumping etter å være oppfylt på denne måte, vil blanderen fortsatt holdes fylt, selv om det absolutte trykk langs væskeinnløpsbanen skulle synke under atmosfæretrykk.

Etter at blanderen er oppfylt, tilmåles sementpulver i turbinen gjennom den faststoff-innløpsbane som dannes av strømningsregulatoren 12, faststoff-innløpstrakten 16, faststoff innløpet 17 og luft-væskegrenseflaten 32. Vannet og sementpartiklene bringes i kontakt med hverandre'i denne sone. Komponentene føres deretter gjennom kanalene i turbinen 52, hvor de blandes og bringes under trykk som en slamvelling. Blanderen drives derved for resirkulering, med ventilen 62 åpen. Når vellingens tetthet har nådd den ønskete verdi, bestemt ved hjelp av en måler, åpnes utløpet og slamvellingen strømmer under trykk til en høytrykkspumpe, for videreinnfø-ring i en brønn.

Når pumpingen innledes, vil sementpulver fortsatt strømme langs faststoff-innløpsbanen. Vann innsuges i blanderen gjennom væskeinnløpsbanen, for opprettelse av en volumetrisk balanse som tilsier at den innstrømmende vannmengde tilsvarer den utstrømmende slammengde, fratrukket den innstrømmende sementmengde. Følgelig kan slamtettheten kontrolleres ved å regulere strømmen av sementpulver til blanderen, eller ved å regulere slamutstrømningen fra blanderen, i forening eller hver for seg. Flere reguleringsprosesser er ikke nødvendig. Når blanderen befinner seg i stabil tilstand, kan resirkula-sjonsventilen stenges. Dette er ønskelig hvis blanderen skal drives med tilnærmet maksimal kapasitet, og strømtapene må reduseres. Under drift ved lavere kapasitet bør ventilen være åpen, med henblikk på nøyaktigere kontroll av slamtettheten.

En modifisert versjon av blanderen ifølge oppfinnelsen, særlig for fortløpende tilbereding av sementvellinger for olje-, gass- eller jordvarmeindustriene, for sementering av borete brønner, er vist i figur 4 og 5.

I figur 1-5 har samme henvisningstall samme betydning.

Som vist i figur 4, er en turbin 22 med blader 28 innmontert i turbinhuset 20 i blanderen M. Fra den ikke viste trak-ten 10 innstrømmer sementpartiklene i faststoffinntaket 16, 17. Vann eller vannbasert fluid med de sementeringstilsetnin-ger som vanligvis benyttes på oljefelt, innføres gjennom inn-løpet 46, 48, enten ved falltilførsel eller gjennom en føde-pumpe, fra et fluidreservoar under atmosfæretrykk.

En stator 80 som forhindrer omvirvling av det innstrøm-mende fluid, muliggjør opprettelse av et konstant trykk i kammeret 82 umiddelbart under turbinen 22.

Aller helst er opptakerkammeret 55 avgrenset utad ved en stort sett sylindrisk vegg 81 og slamutløpet 58 plassert bak veggen, som vist i figur 4 og 5.

En horisontal plate 83 er anbrakt ovenfor turbinen 22 og overlapper delvis bladene 28, som vist i figur 4. Selv om det ikke er avgjørende for blanderens funksjon, er denne platen meget foretrukket, da den forhindrer utstrømmende faststoff-støv i å inntrenge gjennom luftavtrekket 84.

Bladene 28 kan om ønskelig strekke seg nedad og danne en skovl 85, hvis formål er å holde maskinen oppfylt selv ved lavt trykk og særlig hvis hele blanderen M er av en skrånende konstruksjonsform, ved å medvirke til at det innstrømmende fluid tvinges oppad.

Maskinen ifølge figur 4 og 5 har fordelen av et meget stabilt øye, hvilket er en viktig betingelse for å oppnå, de ovennevnte oppfinnelsesformål. Den horisontale plate 86 ved undersiden av turbinen vil i denne forbindelse være bestemmen-de for plasseringen av øyet eller grenseflaten 32 ved et gitt vann- eller fluidtrykk ved inntaket 46.

Slike maskiner er spesielt egnet for kontinuerlig blanding av sementpartikler med blandevann eller blandefluid i oljefeltindustrien og den oljetilknyttete industri, med meget nøyaktig kontrollering og overvåking av tettheten hos den frembrakte slamvelling.

Figur 5 viser en annen versjon av maskinen ifølge figur 4, hvor vann- eller fluidinntaket 46, 48 er anordnet ovenpå turbinhuset 20. Vann eller fluid vil tilstrømme enten ved falltilførsel fra en tank 49 under atmosfæretrykk eller gjennom en fødepumpe.

Det foretrekkes helst at vannet innføres i blanderens øvre, sylindriske kammer 90 som avgrenses av den øvre seksjon av turbinhuset 20 og en mellomliggende, horisontal vegg 91. Den øvre seksjon av turbinhuset 20 og den horisontale veggen 91 avgrenser i forening en midtåpning som vist i figur 5, som skal gi plass for luftavtrekket 84 og fastpartikkel-inntaket

16. Det bør bemerkes at innerenden av den horisontale platen 91 i viss grad overlapper turbinbladene 28, mens den øvre seksjon av turbinhuset 20 strekker seg innad forbi innerenden av platen 91, slik at øyet (luft/slamgrenseflaten) kan opprettes og stabiliseres i en posisjon midt mellom de to innergrenser av henholdsvis den øvre seksjon av turbinhuset 20 og platen 91.

Ved en foretrukket utførelsesform er et fiksert bladsys-tem 92 innmontert i den ovennevnte midtåpning, for å forhindre virveldannelse i det innstrømmende vann i kammeret 90.

Hovedformålet med oppfinnelsen er oppnådd fordi proporsjonene mellom komponentene i blandingen aldri tillates å overstige de nominelle eller ønskete proporsjoner i noen del av apparatet under typiske og vidt forskjellige driftsbetin-gelser.

Tilblandingen av portlandsementvelling er benyttet som eksempel for å illustrere prosessen ifølge oppfinnelsen, fordi det er kjent at en slik sementvelling vanskelig kan tilberedes som spesifisert. I maskiner av hittil kjente typer vil sementpulver tilsettes i slamvelling som på forhånd er blandet til ønsket tetthet. Sementve11inger for bruk på oljefelter blandes imidlertid til ønsket tetthet, slik at "fritt vann" finnes i en minimal mengde. Dette innebærer at forholdet mellom pulver og væske er spesifisert for å gi et minimum av overskuddsvann utover det som kreves for fukting av pulveret. Enhver ekstramengde av sementpulver utover dette "frittvann-punkt" resulterer i en viskøs pasta eller agglomerater av delvis fuktete og generelt luftholdige faststoffer. Disse kan vanskelig reduseres til en ensartet, pumpbar og luftfri velling på regningssvarende måte. Blanderen som er beskrevet i det ovenstående, er ikke beheftet med slike mangler. Sementpulver tilsettes direkte i vannet innen blandingen er brakt under vesentlig trykk ved hjelp av turbinen. Sementvelling av høy kvalitet kan følgelig leveres av blanderen, uten behov for ytterligere behandlingstrinn.

Noen uventete fordeler er oppnådd i forbindelse med en blander basert på fremgangsmåten for sug-trykkbalanse i en enkelt turbin, i motsetning til den utløps-trykkbalanse mellom en slynger og et skovlhjul, som inngår i den kjente teknikk. Turbinen kan være konstruert i overensstemmelse med kjente prinsipper for turbomaskineri. Bladene kan være bakoverbøyd med henblikk på best mulig virkningsgrad hos maskinen. Ero-sjon grunnet slipende faststoffer reduseres i betydelig grad.

Da alt fluidet strømmer som pumpbar velling gjennom turbinen, kan den hydrauliske virkningsgrad økes i overensstemmelse med moderne praksis for turbomaskiner. Skovlelementet av kjent type kan være av en standardkonstruksjon med høy virkningsgrad. Slyngeren som er beskrevet i forbindelse med den kjente teknikk, fungerer imidlertid som en "tilbakehol-der" -innretning. Den forbruker motorkraft til liten, synlig nytte. Slamvellingen i turbinhuset befinner seg i en "inne-stengt" tilstand med lav, hydraulisk virkningsgrad. Den lille økningen i utløpstrykk som er omtalt i det førnevnte patentskrift av 1966, skyldes at slyngerens periferihastighet nød-vendigvis er større enn skovlhjulets, og denne "overskuddshas-tighet" kan gjenvinnes ved anvendelse av en egnet diffusor. Effekten er imidlertid alltid liten og dens bidrag til de kjente anordningers totale virkningsgrad er i realiteten ube-tydelig. En slynger forbruker kraft som verken utnyttes for pumping eller blanding men går direkte tapt som varme. Ved blanderen ifølge oppfinnelsen blir ikke en ineffektiv slynger stilt opp mot et potensielt effektivt skovlhjul. Det normale utløpstrykkfall ved øket kapasitet representerer en positiv fordel i stedet for en uoverstigelig, prinsippiell hindring. Under jevnførbare driftsforhold vil blanderen kreve ca. halv-parten av den kraft som må tilføres maskiner av hittil kjente typer.

Det er en annen fordel ved fremgangsmåten at det kan velges en turbinkonstruksjon fra en større gruppe av standard-typer, enn det som er mulig for maskiner som er basert på de kjente prinsipper. Det kan velges en turbinkonstruksjon fra et spektrum hvis grenseområde strekker seg fra "radialstrøm"-til "blandingsstrøm"-typer. En "virvelstrøm<11-> eller "forsenket skovlhjul"-konstruksjon kan også velges i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Det er også en fordel at det beskrevne apparat ifølge oppfinnelsen er mindre og billigere enn maskiner av hittil kjente typer.

En annen fordel er at apparatet ifølge oppfinnelsen kan anvendes på forskjellige måter på oljefelt. Den beskrevne innblanding av sementpulver tjener som detaljert illustrasjon til apparatets virkemåte, fordi sementvellingen er vanskelig å blande. Blanderne av kjente typer er utelukkende ment brukt som sandblandere. De kan i mange tilfeller ikke tilberede sementvelling av godtakbar kvalitet. Sementpartiklene ville danne pastaer og agglomerater som, på grunn av den lille par-tikkelstørrelse, vanskelig lar seg dispergere til en homogen velling. Blanderne av kjente typer kan heller ikke tilberede akseptabel gel- eller polymerløsning. Vannløselige polymerer er også vanskelig å dispergere i vandige media. Mange av polymerene kan i realiteten ikke dispergeres i et medium som allerede inneholder oppløst polymer. En blander hvori poly-merpulver ikke bringes umiddelbart i direkte kontakt med et ferskt, vandig medium, vil frembringe produkt av lav kvalitet.

I blanderen ifølge oppfinnelsen vil faststoffpartikler bringes

i kontakt med nytt suppleringsfluid i det riktige faststoff-væskeforhold, og dette forhold opprettholdes under passeringen gjennom innretningen. Det vil derfor uansett frembringes sement-, gel- eller sandvelling av høy kvalitet.

En annen fordel er at blanderen ifølge oppfinnelsen kan behandle en stor strøm av faststoffpartikler av mindre tetthet enn væsken som også inngår i blandingen. Maskiner av kjente typer kan behandle lavtetthets-f aststof f er i mindre andelejr, grunnet resirkulering av blanding i de kamre som dannes av slyngerbladene, men de stopper ved typisk høyere blandingsforhold. Da blanderen ifølge oppfinnelsen bringer innstrømmende partikler i kontakt med hele innstrømningsmengden av fersk suppleringsvæske ved luft-væskegrenseflaten, er sammenblanding av faststoffer og væske med store andeler av lavtetthetspar-tikler ikke utelukket.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for sammenblanding av en pumpbar væske og et partikkelmateriale, karakterisert ved at den omfatter

(a) omvirvling av en væskemasse om en akse ved hjelp av en turbininnretning, slik at det dannes en virvel eller et øye hvis grenseflate mellom væsken og ytterluften er stort sett koaksial med væskemassens rotasjonsakse, og slik at det opprettes en økende, radial trykkgradient fra grenseflaten til væskemassens ytterperiferi, (b) justering av trykket i en suppleringsvæske til et nivå over minimumstrykket og under maksimumstrykket i den virvlende væskemassen, (c) innføring av en forsyning av en suppleringsvæske i den virvlende væskemasse over en ringformet seksjon hvis innerradius er større enn øyets radius og hvis ytterradius er mindre enn radien av den virvlende væskemasse, (d) innføring av partikkelstoff i øyet, og utslynging av partiklene gjennom grenseflaten og inn i supplerings-fluidet, hvor de to sammenblandes, og (e) avleding av blandingen av de to komponenter ved en radius som er større enn den virvlende væskemasse.

2. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert ved at trykket i suppleringsvæsken reguleres ved dreiing av turbinen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at fersk suppleringsvæske tilføres ved et absolutt trykk mellom suppleringsvæskens damptrykk og et absolutt trykk av 1,5 atmosfærer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at partikkelstoffet består av sement og at væsken er en vandig sammensetning.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at partikkelstoffet er et jordformasjons-tetningsmiddel og at væsken er en gel-sammensetning.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at partikkelstoffet består av hydratdannende polymer og at væsken er en vandig sammensetning.

7. Apparat for sammenblanding av væske og faststoffpartikler, karakterisert ved at det omfatter (a) en kappe eller et lukket hus (20) med en stort sett sirkulær omkretsvegg, en øvre ende, en nedre ende og et blandingsutløp (58) som er koplet til omkretsveggen, en faststoffpartikkel-innløpskanal (17) som er sentralt anordnet i den øvre ende, et væskeinnløp (46) som er sentralt anordnet i den nedre ende, (b) en roterbar turbin (22) som er anordnet i huset (20) i avstand fra omkretsveggen, og hvis rotasjonsakse er koaksial med husets (20) lengdeakse, idet turbinen omfatter et åpent parti som er vendt mot faststoffpartikkel-innløpskanalen, og et ringformet, åpent parti (26) som er vendt mot væskeinnløpet, (c) en forlengelse av kappen eller huset (20) som sammen med det ringformete åpne parti (26) av turbinen danner en innløpssone (40) beliggende under turbinens omkretsparti, (d) midler for dreiing av turbinen (18).

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at turbinen (22) er utstyrt med blader (28) som strekker seg inn i det ringformete væskeinnløp.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at væskeinnløpet er utstyrt med statorblader (44).

10. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at turbinen (22) er av en konstruksjon som er utvalgt fra en gruppe omfattende radialstrømturbiner, francisturbiner og blandingsstrømturbiner.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at turbinen (22) er forsynt med en øvre skjerm (50) med til-bakepumpings-blader.

12. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at turbinen (22) er av virvel- eller forsenket-skovlhjulstype.

13. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at huset (20) er spiralsnodd i aksialretning.