NO20131441A1 - Fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakningsboring og en renseenhet - Google Patents

Fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakningsboring og en renseenhet Download PDF

Info

Publication number
NO20131441A1
NO20131441A1 NO20131441A NO20131441A NO20131441A1 NO 20131441 A1 NO20131441 A1 NO 20131441A1 NO 20131441 A NO20131441 A NO 20131441A NO 20131441 A NO20131441 A NO 20131441A NO 20131441 A1 NO20131441 A1 NO 20131441A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
drilling fluid
drilling
precipitation
fluid
cleaning unit
Prior art date
Application number
NO20131441A
Other languages
English (en)
Inventor
Tapani Niskakangas
Original Assignee
Kati Ab Kalajoki Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kati Ab Kalajoki Oy filed Critical Kati Ab Kalajoki Oy
Publication of NO20131441A1 publication Critical patent/NO20131441A1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/068Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole using chemical treatment
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
    • E21B21/065Separating solids from drilling fluids
    • E21B21/066Separating solids from drilling fluids with further treatment of the solids, e.g. for disposal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0012Settling tanks making use of filters, e.g. by floating layers of particulate material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/003Sedimentation tanks provided with a plurality of compartments separated by a partition wall
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • B01D21/08Settling tanks with single outlets for the separated liquid provided with flocculating compartments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/24Feed or discharge mechanisms for settling tanks
    • B01D21/2488Feed or discharge mechanisms for settling tanks bringing about a partial recirculation of the liquid, e.g. for introducing chemical aids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/01Arrangements for handling drilling fluids or cuttings outside the borehole, e.g. mud boxes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
    • E21B21/065Separating solids from drilling fluids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakingsboring, der en boremaskin anvendes, som har et hult borerør, en skovlenhet i boreenden av borerøret, et beskyttende rør som omgir den delen av borerøret som er nær grunnoverflaten, slik at det er tomt rom mellom borerøret og det beskyttende røret, og i fremgangsmåten mates borefluid inn i borerøret, hvilket borefluid smører borehendelsen, og borefluidet strømmer mellom borerøret og borehullets vegg mot borehullets åpning og transporterer samtidig faststoff dannet under boringen. Oppfinnelsen vedrører ytterligere en renseenhet for borefluidet i prøvetakingsboring.
I grunn- og steinprøvetakingsboring er målet å oppnå en kjerneprøve fra grunnen eller berggrunnen over lengden av hele boredybden eller en del av den, hvilken kjerneprøve generelt er steinmateriale fra berggrunnen eller i noen tilfeller også jord fra grunnen. Resultatet av prøvetakingsboringen er følgelig en kjerneprøve tatt opp fra borehullet, som arrangeres i prøvebokser for eksempel for undersøkelse av en geolog. Hullet som genereres i selve boringen, er et biprodukt, selv om det også i noen tilfeller kan utnyttes.
Prøvetakingsboring skiller seg fra andre grunnboringsfelt, slik som oljeboring, ladningsboring for sprenging i byggebransjen, boret brønn eller varmebrønnboring, boring av ladnings- og ledehull i en malmkropp i gruvedrift, boring av gassutstrømningshull i kullgruver eller hull dannet i redningsoperasjoner. I alle disse er målet å bore et hull i grunnen eller berggrunnen som utnyttes på forskjellige måter på hvert felt. Resultatet av operasjonen er følgelig et hull oppnådd i grunnen eller berggrunnen, og steinmaterialet som er oppnådd fra borehullet, er et biprodukt eller snarere avfall som ikke utnyttes på noen måte. I disse boringene blir alt jord- eller steinmaterialet fra borehullet knust og malt med boreskovlen til et ganske fint materiale som fjernes som jord- eller steinslam ved hjelp av borefluidstrømmen. I prøvetakingsboring derimot, males jord- og steinmateriale bort fra grunnen og berggrunnen med en rørformet skovl bare fra et ganske lite, sirkelformet område. Følgelig blir en kjerneprøve inneholdende jord- og steinmateriale beliggende på hver boredybde værende inne i skovlen og borerøret, og denne kjerneprøven løftes i deler med egnet lengde opp fra borehullet og sorteres for senere undersøkelser.
I prøvetakingsboring blir en sylinderformet, hul diamantskovl som er plassert på enden av et borerør, rotert og presset med en passende kraft mot steinen. Kraften som trengs for å rotere og presse skovlen og borerørene, tilveiebringes med en boremaskin som inneholder både en roterende enhet og et kraftmiddel som tilveiebringer tilførselskraft. Inne i borerøret over skovlenheten er det et separat kjernerør som fester seg til steinprøven, og med hjelp av dette kan steinprøven løftes opp fra hullet ved hjelp av en innretning kalt en frembringer (eng.: retriever) og en vinsj. Kjerneprøven løftes med prøvetakingsboringsfeltets spesialteknologi beskrevet ovenfor, som benytter et kjernerør, en frembringer og en vinsj. Dyptgående boring i stein er ikke mulig å utføre uten anvendelse av borefluid. Vann hentet fra naturen nær borestedet anvendes vanligvis som borefluid, eller det bringes til stedet i en tank eller tilsvarende container. I noen tilfeller kan annet fluid enn vann anvendes som borefluidet.
Uten borefluid overopphetes tuppen av diamantskovlen og slites raskt. På den andre siden, når diamantskovlen smøres og avkjøles av borefluid, varer den svært lenge når den anvendes riktig. Borefluidet smører også rotasjonen av det lange borerøret inne i steinen og fjerner steinmateriale som er avslipt fra steinen, dvs. steinslam, fra skovlen og til slutt ut av borehullet. Ganske lite steinslam dannes i tilfellet med prøvetakingsboring, fordi mengden steinmateriale som avslipes fra steinen, er mye mindre enn på andre felt som anvender grunnboring. Det meste av steinmaterialet i borehullet blir værende i steinmaterialstaven som dannes som et resultat. Kjemikalier kan, om nødvendig, tilsettes i borvannet, hvilket ytterligere forenkler borehendelsen og forlenger skovlens levetid, som er kjent teknikk som sådan.
Med nåværende teknologi tas borefluidet som smører borehendelsen, normalt fra en innsjø, en grøft eller annen naturlig vannkilde beliggende nær borestedet. Om nødvendig kan vann som samler seg i et tidligere boret hull, også benyttes. Borefluidet mates med et egnet trykk inni borerøret og ned langs røret, helt ned til skovlen som roterer inne i steinen. Ved boreskovlen smører borefluidet borehendelsen, kjøler skovlen og fjerner steinmateriale generert i boringen, dvs. boreslam. Deretter strømmer borefluidet og steinslammet det inneholder, tilbake oppover utenfor borerørets vegg. Fluidet og boreslammet det inneholder, strømmer oppover mellom borerøret og veggen i hullet som er boret i steinen, skjøvet av fluidreservetrykk som virker bak det. Samtidig smører fluidet også rotasjonen av borerøret i hullet som er dannet i steinen. Hvis steinen er svært frakturert eller porøs, absorberes noe borefluid inn i sprekker og porer i steinen. Dette er illustrert i figur 4.
Når borefluidet kommer gjennom borehullet som er boret i steinen, og ankommer jordlaget mellom steinen og grunnoverflaten, forflytter det seg inne i det beskyttende røret senket ned i jordlaget, det såkalte jordrøret, oppover til grunnoverflaten. Med hjelp av det beskyttende røret unngås den store absorpsjonen av fluid inn i jordmaterialet mellom grunnoverflaten og steinen. Det beskyttende røret strekker seg noe over grunnoverflaten, og dets ende er plassert under eller inne i boremaskinen. Dette er vist i figur 3.
Med nåværende teknologi strømmer borefluid som stiger fra det beskyttende røret, og de eventuelle kjemikaliene det inkluderer, og faststoffet, som er stein, jord, metallpartikler som har løsnet fra boreutstyret, og annet fint faststoff, fra åpningen av det beskyttende røret under boremaskinen og videre inn i det omgivende terrenget.
Når det stiger fra grunnen er borefluidet tydelig varmt, selv om vinteren. Borefluidet som stiger fra det beskyttende røret og strømmer fra under maskinen til terrenget, kan på noen steder forårsake et gjørmet område som forårsaker tilsøling av maskiner, klær og utstyr, og som hindrer arbeidslagets bevegelse, og ytterligere om vinteren skaper frysing av borefluidet en risiko for å skli, som er arbeidssikkerhetsrisikoer. Om vinteren kan boring utføres på isen på en innsjø eller frossen myr, hvorved isen eller myrens frosne overflate understøtter boremaskinen. Strømmen av borefluid inn i området som omgir maskinen, smelter isen eller den frosne myren som understøtter maskinen, og kan føre til at maskinen synker, hvilket også er en stor arbeidssikkerhetsrisiko.
Fordi det initiale borefluidet vanligvis tas fra en naturlig vannkilde, må det varmes opp umiddelbart etter at det tas fra vannkilden når det er minusgrader ute, og til dette anvendes mye energi. Hvis borefluidet ikke varmes opp, er det, i det minste ved svært lave temperaturer og med lange vannledninger, en risiko for at borefluidledningene fryser. Når en borefluidledning fryser, avbrytes boreoperasjonen umiddelbart.
I noen tilfeller må kjemikalier tilsettes i borefluidet, hvilke kjemikalier medvirker i borehendelsen. Etter anvendelse strømmer fluidet utstyrt med kjemikalier tilbake til miljøet, hvorved i tillegg til kontinuerlige å måtte anvende ganske mye tilleggsstoffer, kjemikalier tilsatt til fluidet også ender opp i miljøet. Selv om disse kjemikaliene med nåværende kunnskap ikke er ansett som farlige for miljøet, er søkerfirmaet oppmerksom på saken på grunn av høy miljøbevissthet.
Patentpublikasjon US2008/121589 beskriver en fluidrenseanordning for rensing av borefluid slik at fluidet kan brukes på nytt i boring. Denne har flere etterfølgende presipiteringsbassenger, mellom hvilke det er demningsvegger som blir lavere i etterfølgende presipiteringsbassenger. Disse demningsveggene er arrangert slik at turbulenser i bassengene minimeres. Et slikt arrangement gjør imidlertid fjerningen av fint materiale fra borefluidet vanskelig, og i prøvetakingsboring er faststoffet i borefluidet hovedsakelig fint.
Patentpublikasjon EP 0047347 beskriver et lukket sirkulasjonssystem for borefluid. Boreoperasjonen beskrevet i referansepublikasjonen er imidlertid relatert til boring etter kullforekomster utført i kullgruver, hvilken boring bare forekommer under jorden og i det vesentlige i den horisontale retningen. Målet er å bore et hull som er noen få hundre meter langt, inn i en kullforekomst, der hullets formål er å fjerne metangass på en kontrollert måte fra et fremtidig utvinningsområde. Følgelig vil kullutvinningen som utføres senere i nærheten av hullet, bli sikrere. Teknologien beskrevet her omfatter en komplisert prosesserågsanonlning for borefluid, hvilken anordning i det vesentlige muliggjør separeringen av eksplosiv metangass fra fluidet og dens sikre fjerning. Den beskrevne anordningen er basert på en svært komplisert teknologi, der det benyttes etterfølgende sedimenteringsbassenger arrangert i lukkede og gasstette rom, optimale grenser for gass og fluid, som er på ulike nivåer i ulike bassenger, en skruetransportør anvendt for å fjerne steinmateriale og sentrifugalseparering anvendt for å fjerne finere steinmateriale og ulike pumper, systemer anvendt for å separere fluid, gass og steinmateriale.
Patentpublikasjon WO 99/15758 beskriver anvendelsen av et lukket borefluidsirkulasjonssystem. Her forekommer boringen bare i havområder, for eksempel i forbindelse med oljeboring. Den beskrevne teknologien inkluderer et svært komplisert rensesystem plassert på havbunnen, hvilket system bare utfører fjerning av grovt steinmateriale. Målet med dette er at slitasjen på pumpene og annen teknologi kan reduseres, og teknologiens pålitelighet forbedres under Offshore-forhold.
Patentpublikasjon US 5928519 beskriver anvendelsen av et lukket borefluidsirkulasjonssystem i forbindelse med underbalansert boring (UBD) i olje- og gassboring. UBD-boring skiller seg fra normal oljeboring ved at ikke noe overtrykk virker i borefluidet i borehullet og rørsystemet, men et undertrykk er tilveiebrakt i borerørsystemet med hjelp av sug som oppstår fra borefluidutløpssiden. I noen tilfeller tilveiebringer dette definitive fordeler, slik som det faktum at risikoen for svekkelse av oljeforekomsten reduseres, og risikoen for at borerøret setter seg fast i hullet, reduseres. To ulike lukkede trykkcontainere trengs for å sirkulere borefluidet, som begge inneholder komplisert teknologi. Én container har et høyere trykk, og den andre et lavere trykk.
Patentpublikasjon US 5928519 beskriver anvendelsen av et lukket borefluidsirkulasjonssystem i forbindelse med oljeboring, der diesel, slam/boreslam og fine partikler separeres fra borefluidet. Et arrangement for lukket sirkulasjon presenteres her, hvor svært komplisert teknologi anvendes, inkludert agitatorer, aktiverte muddertanker, jord- og steinslamvaskere, slamtørkere, mellomliggende lagringstanker for mudder, sentrifuge-/slyngeseparatorer, fluidfeller, fluidprosesseringsinnretninger, dieselseparatorer og -tanker, pumper og transportører. Fremgangsmåtene som er beskrevet for resirkulering av borefluidet, krever svært kompliserte anordninger, der flyttingen av dem fra ett sted til et annet er praktisk talt umulig.
Generelt ved prøvetakingsboring er mengden anvendt borefluid og mengden fint faststoff dannet under boringen betydelig mindre enn ved andre steinboringsrfemgangsmåter. Følgelig har man tradisjonelt ikke sett noen grunn for å resirkulere borefluidet. Følgelig er måtene for å rense borefluid for resirkulering i andre borefremgangsmåter også ganske vanskelig å anvende på prøvetakingsboringer.
Et formål med oppfinnelsen er en løsning der baksidene og ulempene forbundet med den kjente teknikken kan reduseres betraktelig.
Oppfinnelsens formål oppnås med en fremgangsmåte og en renseenhet som erkarakterisert veddet som presenteres i de selvstendige kravene. Noen fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er presentert i de uselvstendige kravene.
Oppfinnelsens hovedidé er å gjenvinne borefluidet som er anvendt i prøvetakingsboring ved en boremaskin, når borefluidet kommer ut av borehullet, og å transportere det til en separat renseenhet. Renseenheten har to eller flere presipiteringsbassenger, der faststoff separeres fra borefluidet. Det rensede borefluidet returneres til boremaskinen og
gjenbrukes i prøvetakingsboring.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å rense borefluid i steinprøvetakingsboring omfatter å anvende en boremaskin som har et hult borerør, en sylinderformet skovlenhet i boreenden av borerøret, et beskyttende rør som omgir den delen av borerøret som er nær grunnoverflaten, slik at det er tomt rom mellom borerøret og det beskyttende røret, og i fremgangsmåten mates borefluid inn i borerøret, hvilket borefluid smører borehendelsen, og borefluidet strømmer mellom borerøret og borehullets vegg mot borehullets åpning, og transporterer samtidig pudderlignende faststoff dannet under boringen. Ytterligere har fremgangsmåten trinn, der borefluidet som kommer fra mellom det beskyttende røret og borerøret i boremaskinen, og som inneholder faststoff, gjenvinnes med et arrangement i boremaskinen, det gjenvunnede borefluidet ledes til en renseenhet, hvilken renseenhet har minst to presipiteringsbassenger, hvor faststoff separeres fra borefluidet, og borefluidet som er renset i renseenheten, ledes til boremaskinen og mates inn i borerøret. Av presipiteringsbassengene er minst to i serie, dvs. fluidet som skal renses, passerer i rekkefølge fra ett basseng til det neste. Urenset borefluid mates inn i det første presipiteringsbassenget, og renset borefluid fjernes fra det siste presipiteringsbassenget. Mellom presipiteringsbassengene er det en overføringsforbindelse som har en inntaksende og en utslippsende. Inntaksenden tar fluid fra presipiteringsbassenget, og utslippsenden slipper fluidet ut i det neste presipiteringsbassenget. Utslippsendene av overføringsforbindelsen er nærmere bunnen av bassengene enn inntaksendene.
I én utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fjernes borefluidmudder inneholdende faststoff som samler seg på bunnen av presipiteringsbassenget, fra bassenget. Borefluidmudderet inneholder faststoff i en betydelig større grad enn det urensede borefluidet. I en andre utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir borefluidmudderet som samler seg på bunnen av presipiteringsbassenget og inneholder faststoff, filtrert og returnert til presipiteringsbasseng.
I en tredje utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir borefluidet i renseenheten matet inn i det første presipiteringsbassenget gjennom en dyse, hvilken dyse har en halsdel og en kurvet flensdel, og den kurvede flensdelen er arrangert slik at fluidstrømmen i det vesentlige følger flensdelen, og faststoffer inneholdt i fluidet løsner fra strømmen.
I en fjerde utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes en ioneladet polymerblanding, ferrosulfat, ferrisulfat eller annet kjemikalie tilsatt i borefluidet, som medvirker i separeringen av faststoff fra fluid, i rensingen av borefluidet for å forsterke prosessen.
I en femte utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilsettes nytt borefluid i borefluidsirkulasjonen når nødvendig.
I en sjette utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilsettes stoffer eller kjemikalier som medvirker i boreprosessen, i borefluidet før borefluidet returneres til borerøret.
I én utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er renseenheten plassert i én eller flere containere eller andre flyttbare konstruksjoner. Konstruksjonens vegger er termisk isolert, og en varmeinnretning kan være installert deri.
Renseenheten for borefluid i prøvetakingsboring ifølge oppfinnelsen har en forbindelse for å mate urenset borefluid inn i renseenheten, minst to presipiteringsbassenger, der faststoff inneholdt i borefluidet er arrangert for å samle seg på bunnen av bassenget, der det danner borefluidmudder, og i den nedre delen av minst ett presipiteringsbasseng er det et ventilarrangement for å fjerne borefluidmudderet inneholdende faststoff fra presipiteringsbassenget, og mellom presipiteringsbassengene er det en overføringsforbindelse for å forflytte borefluidet mellom presipiteringsbassenger, og i det siste presipiteringsbassenget i serien er det en utløpsforbindelse for å fjerne det rensede borefluidet fra renseenheten. Overføringsforbindelsene har en inntaksende og en utslippsende, og overføringsforbindelsenes utslippsender er nærmere bunnen av presipiteringsbassengene enn inntaksendene. Renseenheten er plassert i én eller flere container eller tilsvarende konstruksjon som er ment for å flyttes.
I en utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er borefluidmudderet som er sluppet gjennom ventilarrangementet og inneholdende faststoff, arrangert for å forflytte seg gjennom et filterarrangement for å separere faststoffet.
I en andre utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen kan filterarrangementet tas av for utskifting eller rensing, eller det kan renses på stedet. I en tredje utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er det et punkt på bunnen av presipiteringsbassenget som er lavere enn resten av bunnen, hvori borefluidmudderet er arrangert for å samle seg. Ventilarrangementet er plassert i dette punktet. I en fjerde utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er borefluidet som er separert fra borefluidmudderet med filterarrangementet, arrangert for å transporteres tilbake til presipiteringsbassenget.
I en femte utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er det et nedre basseng nedenfor presipiteringsbassenget eller presipiteringsbassengene, i hvilket lavere basseng borefluidet som er separert fra borefluidmudderet med filterarrangementet eller filterarrangementene, er arrangert for å samles opp, og fra hvilket lavere basseng det er et overføringsarrangement for å forflytte borefluidet til presipiteringsbassenget.
I en sjette utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er det urensede borefluidet som mates inn i det første presipiteringsbassenget, arrangert for å mates gjennom en dyse (611), hvilken dyse har en halsdel og en kurvet flensdel, og den kurvede flensdelen er arrangert slik at fluidstrømmen i det vesentlige følger flensdelen, og faststoffene inneholdt i fluidet løsner fra strømmen.
I en syvende utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er utslippsendene til overføringsforbindelsene mellom presipiteringsbassengene nærmere bunnen av bassenget enn inntaksendene, og utslippsendene er formet for å lede borefluidet i det vesentlige mot bunnen av presipiteringsbassenget.
I en åttende utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen er en ioneladet polymerblanding, ferrosulfat, ferrisulfat eller annet kjemikalie som medvirker i separeringen av faststoff fra fluid, arrangert for å tilsettes i borefluidet. I en niende utførelsesform av renseenheten ifølge oppfinnelsen har den et arrangement for å mate stoffer som medvirker i borehendelsen, inn i borefluidet før borefluidet returneres til boreprosessen.
En fordel med oppfinnelsen er at med dens hjelp kan arbeidssikkerhetsrisikoer reduseres i prøvetakingsboringsoperasjon. Risikoen for å gli reduseres, fordi bare svært lite vann, om noe, strømmer under boremaskinen. Borvannet forårsaker en risiko for å gli, bortsett fra om vinteren når det fryser, også om sommeren, spesielt hvis glatte boreassisterende kjemikalier anvendes i fluidet.
Den hjelper også boremaskinen med å bevege seg i miljøet. Uten resirkulering av borefluidet strømmer mye vann ut i terrenget som omgir boremaskinen, og veiene som omgir maskinen, blir uunngåelig gjørmete innen kort tid. Dette fører til arbeidssikkerhetsrisikoer når bevegelse blir vanskeligere, spesielt når arbeidslaget må bære utstyr som trengs i boringen, slik som borerør og steinprøver, når de beveger seg rundt maskinen. Ved resirkulering av borefluidet reduseres disse problemene, fordi området rundt maskinen forblir tørt. Tilsølingen av arbeidslagets klær og maskinens indre deler unngås følgelig også.
En ytterligere fordel med oppfinnelsen er at energi spares med dens hjelp. Med tradisjonell teknologi må borvannet varmes kontinuerlig om vinteren, for å unngå at fluidledningene fryser. Ved bruk av initialt fluid tatt fra en grøft eller innsjø med tradisjonell teknologi, må mye energi anvendes for å varme fluidet. Tilsvarende blir svært varmt borvann som kommer tilbake fra under grunnen, i den tradisjonelle fremgangsmåten helt ned i grunnen etter bruk, og den termiske energien det inneholder, går tapt. Om vinteren kan varmen til borefluidet som stiger fra grunnen, utnyttes ved resirkulering, hvorved en betydelig mengde energi spares.
Oppfinnelsen intensiverer prøvetakingsboring ytterligere, fordi den reduserer risikoen for at borefluidledningene fryser om vinteren. Med den tradisjonelle teknologien må boreoperasjonen umiddelbart avbrytes når borefluidledningene fryser, eller når vanntilførselen avbrytes på annen måte, inntil vann igjen hentes til prosessen. Ved anvendelse av oppfinnelsen, selv om ledningen til det initiale erstatningsvannet skulle fryse, vil arbeidslaget på grunn av den store mengden fluid i sirkulasjon, ha god tid til å reparere ledningene uten å måtte avbryte boreoperasjonen. Hvis boreoperasjonen er avbrutt av en eller annen grunn, må det initiale borefluidet med den tradisjonelle teknologien fortsatt fa sirkulere kontinuerlig til ingen nytte for å hindre frysing, og fluidet må fa strømme for å gå tapt som ubrukt. I noen tilfeller må til og med alle mellomliggende fluidlagre tømmes til ingen nytte for på grunn av risikoen for frysing. Fordi borefluidet som stiger fra grunnen, er veldig varmt om vinteren, kan denne varmen utnyttes i tilfellet ifølge oppfinnelsen, hvorved avbrudd i boringen av andre grunner til og med kan være svært lange, uten at det er risiko for at fluidet fryser.
En fordel med oppfinnelsen er også at den sparer vann eller annet anvendt borefluid. På noen steder kan det være vanskelig å finne borvann, eller vannet må ledes til borestedet til og med fra langt unna. Ifølge oppfinnelsen sirkulerer alltid det samme borefluidet i boreoperasjonen, og det må tilsettes kun for eksempel for å kompensere for fordamping og fluid absorbert inn i sprekker i steinen eller inn i grunnen fra grensen av det beskyttende røret.
En fordel med oppfinnelsen er likevel at de anvendte kjemikaliene ikke strømmer ut i miljøet på en ukontrollert måte. Kjemikalier som forenkler boreoperasjonen, må i noen situasjoner tilsettes i borefluidet. Ifølge den tradisjonelle teknologien strømmer disse kjemikaliene kontinuerlig ut i miljøet. Selv om disse kjemikaliene ifølge nåværende kunnskap ikke er skadelige for miljøet, er det bedre at stoffer ikke slippes ut i miljøet, som ikke hører til der. Ved anvendelse av oppfinnelsen trengs det også betydelig mindre av disse kjemikaliene sammenlignet med den tradisjonelle teknologien. Når det samme borefluidet resirkuleres, trenger ikke kjemikalier å anvendes i samme mengde som normalt. Ved anvendelse av det initiale vannet må mange kjemikalier som medvirker i boringen, tilsettes, mens på den andre siden vannet i sirkulasjon ifølge oppfinnelsen, som allerede er behandlet med kjemikalier, allerede inneholder de nødvendige kjemikaliene.
En fordel med oppfinnelsen er også at med dens hjelp gjenvinnes en stor del av steinslammet fra borehullet. Per nå har ikke denne massen noen praktisk nytte, men når den er begynt å samles inn i henhold til oppfinnelsen, kan den over tid utnyttes for eksempel som en arbeidsstedspesifikk steinslamprøve. I tillegg på noen undersøkelsessteder krever boretillatelsen opprydding etter seg, og oppfinnelsen forenkler dette betydelig.
I det følgende beskrives oppfinnelsen i detalj. I beskrivelsen er det henvist til de medfølgende tegningene, der
Figur 1 viser som et eksempel en boremaskin,
Figur 2 viser som et eksempel et tverrsnitt av et arrangement ifølge oppfinnelsen for oppsarnling av borefluid,
Figur 3 viser som et eksempel et borerør og et beskyttende rør,
Figur 4 viser som et eksempel et borerør,
Figur 5 viser som et eksempel et arrangement ifølge oppfinnelsen,
Figur 6 viser som et eksempel den indre strukturen til en renseenhet ifølge oppfinnelsen, Figur 7 viser som et eksempel et langsgående tverrsnitt av en renseenhet ifølge oppfinnelsen, Figur 8a viser som et eksempel en dyse anvendt i en utførelsesform av oppfinnelsen, Figur 8b viser strømmene av fluid og faststoff forårsaket av dysen i figur 8a, og Figur 9 viser som et eksempel et arrangement ifølge oppfinnelsen for oppsamling av borefluid. Figur 1 viser som et eksempel en boremaskin 100 for prøvetakingsboring. Boremaskinen har et borerør 101 og en boreenhet 102, med hvilken bevegelsen som trengs for boringen, produseres. Boremaskinen har en ramme som støtter boremaskinens konstruksjoner. Rammen har arrangementer, med hvilke vinkelen på borerøret og samtidig vinkelen på borehullet justeres. I tilfellet ifølge figuren er boremaskinen på grunnoverflaten 103, men den kan være plassert for eksempel på en flåte eller i en gruve. I prøvetakingsboring er målet vanligvis å oppnå steinprøver fra berggrunnen. Steinen 105 er vanligvis dekket av et lag med jord 104. Boremaskinen har et arrangement, med hvilket borefluid mates inn i borerøret. Punkt B, C og D er markert i figuren, hvilke punkter er presentert mer detaljert i figur 4, 3 og 2. Figur 2 viser et arrangement ifølge oppfinnelsen for oppsamling av borefluid som et tverrsnitt. Arrangementet har et borerør 101, et beskyttende rør 201, en oppsamlingskrage 202 og et oppsamlingsbasseng 203. Borerøret er hult, og boreenheten roterer det. Det beskyttende røret er rundt borerøret slik at det strekker seg i det vesentlige gjennom jordlaget og dets ende mot boremaskinen er over grunnoverflaten. Borefluidet som returnerer fra boreprosessen, som stiger fra et tomrom mellom det beskyttende røret og borerøret, samles opp med en oppsamlingskrage beliggende rundt enden til det beskyttende røret og ledes til oppsamlingsbassenget. Oppsamlingsbassenget er forbundet enten til maskinen eller med en sammenføyning til det beskyttende røret. Oppsamlingsbassenget er formet og plassert slik at boreposisjonen kan beveges i det minste i de vanlig brukte borevinklene, dvs. i en 30-90° vinkel i forhold til det horisontale planet, og at borefluidet som kommer fra det beskyttende røret, ender opp i oppsamlingsbassenget uavhengig av borposisjonen. Bevegelsessømmen mellom det beskyttende røret og oppsamlingsbassenget kan, om nødvendig, strammes for eksempel med en strammer fremstilt fra presenning eller en fleksibel gummi som muliggjør borets nødvendige bevegelsesområde og leder borefluidet som kommer fra det beskyttende røret, i det minste nesten helt ned i oppsamlingsbassenget. Fra oppsamlingsbassenget ledes borefluidet og faststoffet det inneholder, slik som jord og steinslam, og eventuelle boreadditiver, inn i en renseenhet som kan flyttes i terrenget. Figur 9 viser et andre eksempel på et arrangement ifølge oppfinnelsen for oppsamling av borefluidet i en boremaskin. Arrangementet har et beskyttende rør 903, en oppsamlingskrage 904 og et oppsamlingsbasseng 905. Oppsamlingskragen har et hull 901 for borerøret. Vannet som kommer fra det beskyttende røret, samles opp med oppsamlingskragen og ledes til oppsamlingsbassenget. Oppsamlingsbassenget har et rør 902, med hvilket det urensede borefluidet fjernes fra oppsamlingsbassenget og ledes med arrangement inn i renseenheten. Figur 3 illustrerer plasseringen av det beskyttende røret 201 i prøvetakingsboringen. Borerøret 101 har blitt anvendt til å bore et prøvetakingshull fra grunnoverflaten 103 gjennom jordlaget 104 inn i steinen 105.1 tilfellet ifølge figuren strekker det beskyttende røret seg gjennom jordlaget og litt ned i steinen. Fluidet som stiger mellom borehullets vegg og borerøret, går for det meste mellom det beskyttende røret og borerøret og fortsetter å stige. Figur 4 viser boreenden til borerøret 101 inne i steinen 105.1 enden av borerøret er det en sylinderformet skovldel 401 som når den roterer, borer en steinkjerneprøve 402 fra steinen. Inne i borerøret er det et kjernerør 403 som steinkjerneprøven går inni. Med kjernerøret kan steinkjerneprøven løftes til grunnoverflaten og lagres. Borefluidet kommer til skovldelen mellom kjernerøret og innerveggen til borerøret. Til forskjell fra andre borefelt, samler det seg kun litt stein i borefluidet ved prøvetakingsboring, fordi skovlen som anvendes i boringen, maler bort kun en liten del av borehullets areal. Den største delen av steinmaterialet forblir i steinkjerneprøven som genereres som et resultat av boreoperasjonen, hvilken steinkjerneprøve tradisjonelt ifølge kjent teknikk blir løftet med et kjernerør opp fra borehullet. Figur 5 viser et arrangement ifølge oppfinnelsen for rensing og gjenbruk av borefluid i prøvetakingsboring, hvilket arrangement har en boremaskin 100 og en renseenhet 501 for å rense borefluidet. Boremaskinen anvendes til å bore et borehull for å ta prøver fra berggrunnen. Boremaskinen har et borerør 101 og et oppsamlingsbasseng 203 som samler opp borefluid som kommer fra borehullet under boring. Fra oppsamlingsbassenget ledes borefluidet med et rør 502 for urenset borefluid til renseenheten. Om nødvendig tilveiebringes trykk i røret med en pumpe 503. Fordi borefluidet ikke inneholder en svært stor mengde med faststoff, er det svært fluid, og en pumpe trengs ikke nødvendigvis i alle tilfeller for å overføre borefluidet fra oppsamlingsbassenget til renseenheten. Hvis boremaskinen er høyere i terrenget enn renseenheten, kan borefluidet fa strømme langs et tilstrekkelig stort rør med hjelp av tyngdekraften. Om nødvendig anvendes likevel en egnet pumpe for å sikre overføringen av fluidet.
Renseenheten 501 kan være en dertil egnet konstruksjon, slik som for eksempel en container, en vogn eller et kjøretøy, som anordningen som trengs til rensingen, er plassert inni. Denne containeren, vognen eller kjøretøyet eller annen konstruksjon er på den andre siden plassert i terrenget i nærheten av boremaskinen 100, og når borestedet flyttes, kan den flyttes sammen med boremaskinen enten med hjelp av et annet kjøretøy eller med sin egen bevegelseskraft. Renseenheten har midler med hvilke dens stilling kan justeres etter ønske, selv om grunnoverflaten den står på, er ujevn. Renseenheten inneholder enten bare en anordning som trengs til rensing av fluid eller i tillegg også en anordning som anvendes til blanding av kjemikalier som trengs i boreprosessen, inn i borefluidet. Fordi anordningen som trengs til blanding av kjemikalier, ikke anvendes på hvert borested, kan det være fordelaktig å plassere anordningen for blanding av kjemikalier i sin egen separate flyttbare container, vogn eller kjøretøy. Uansett om anordningen for blanding av kjemikalier er plassert på samme sted som eller et annet sted enn anordningen for rensing av borefluid, er de arrangert slik at de etter behov enten begge kan anvendes samtidig eller hver av dem separat. Fra renseenheten bringes det rensede borefluidet til boremaskinen med et rør 504 for renset borefluid. Ved boremaskinen mates det rensede borefluidet tilbake inn i borerøret.
Selv om borefluidet som sirkulerer i boreprosessen, holder seg varmt under boreoperasjonen selv om vinteren på grunn av grunnvarmen i borehullet og friksjonen som skapes av rotasjonen til boreskovlen og rørene, er det om vinteren en risiko for at borefluidet fryser, for det meste i situasjoner der boreoperasjonen stoppes i lang tid. Derfor er rensesystemet for borefluid plassert i en konstruksjon med vegger som er termisk isolert, hvis det anvendes under vinterlige forhold. Tilstrekkelig oppvarming er også arrangert inne i konstruksjonen, slik at fluidene og innretningene den inneholder, ikke fyser når det er minusgrader ute, hvis boreoperasjonen avbrytes.
Figur 6 viser den indre strukturen til en renseenhet ifølge oppfinnelsen. Renseanordningen ifølge oppfinnelsen har fire presipiteringsbassenger: et første presipiteringsbasseng 604, et andre presipiteringsbasseng 605, et tredje presipiteringsbasseng 606 og et fjerde presipiteringsbasseng 607 og et nedre basseng 608 nedenfor disse. Det er minst to bassenger. Borefluidet som skal renses, ledes inn i det første presipiteringsbassenget med en dyse 601. Mellom presipiteringsbassengene er det overføringsforbindelser 610. For å fjerne det rensede borefluidet fra renseenheten er det en utløpsforbindelse 611.1 bunnen av hvert presipiteringsbasseng er det et ventilarrangement som kan anvendes for å slippe fluidmudder som samler seg på bunnen av presipiteringsbassengene, ut av presipiteringsbassenget. Et filterarrangement 609 for borefluidmudderet er festet til ventilarrangementet. Et uttømmingsrør 602 for det nedre bassenget er forbundet med det nedre bassenget, hvilket uttømmingsrør har en pumpe 603.
Renseanordningens presipiteringsbassenger er formet slik at faststoffet inneholdt i fluidet separeres fra fluidet og synker til bunnen av presipiteringsbassenget og danner borefluidmudder. Det urensede borefluidet bringes inn i det første presipiteringsbassenget 604 gjennom en dyse 601. Dette kan for eksempel være en dyse av Coanda-typen, med hvilken fluiddelen og faststoffdelene av borefluidet settes i bevegelse i ulike retninger. Faststoffet rettes slik at det ender opp på bunnen av det første presipiteringsbassenget. Fra det første presipiteringsbassenget forflytter borefluidet seg med en overføringsforbindelse 610 til det andre presipiteringsbassenget 605. Overføringsforbindelsen er plassert slik at borefluidet fjernes fra den øvre delen av presipiteringsbassenget. Om nødvendig kan flere etterfølgende presipiteringsbassenger anvendes, hvorved fluidet forflyttes til et nytt presipiteringsbasseng, der den samme prosessen forekommer på nytt. Når flere presipiteringsbassenger anvendes etter hverandre, samler boreslam og faststoff seg for det meste i det første presipiteringsbassenget, og deretter kan borefluidet fortsatt være noe gjørmete. Mengden faststoff i borefluidet reduseres og borefluidet blir klarere etter som det går fra ett presipiteringsbasseng til et annet. Presipiteringsbassenger er plassert i renseenheten i et slikt antall at borefluidet i det siste presipiteringsbassenget er tilstrekkelig rent, slik at det kan brukes på nytt i boring. I eksempelet ifølge figuren er presipiteringsbassengene plassert etter hverandre, men posisjonen deres kan også være en annen. De kan være ved siden av hverandre, etter hverandre eller i flere rader.
Om nødvendig kan en liten mengde av en polymerløsning med en passende ionisk elektrisk ladning, ferrosulfat eller ferrisulfat, som er mye anvendt i forbindelse med for eksempel rensing av avløpsvann og muddertørking, tilsettes i borefluidet i presipiteringsbasseng, hvilke stoffer forårsaker såkalt koagulering og/eller flokkulering når de blandes med vann, dvs. en elektrokjemisk reaksjon, der faststoffer i vannet binder seg sammen som større partikler som medvirker til separeringen av faststoff fra vannet og dets strømming til bunnen av presipiteringsbassenget et borefluidmudder.
Under presipiteringsbassengene er det plassert et avtakbart mekanisk filterarrangement 609 basert for eksempel på filterduk, og ved hjelp av dette blir det meste av faststoffet inneholdt i borefluidmudderet som er fjernet fra bunnen av bassenget, separert derfra. Det meste av borefluidmudderet strømmer gjennom filterarrangementet. Faststoff som blir igjen inne i filterarrangementet, kan fjernes ved åta av filterarrangementet. Filterarrangementet kan enten være engangs eller slik at det kan tømmes for faststoff, vaskes og gjenbrukes. Den fuktige faststoffrnassen som oppnås med hjelp av filterarrangementet, kan om nødvendig lagres enten i selve filteret eller for eksempel i en separat beholder, slik som en plastflaske, hvis faststoffet i fremtiden for eksempel skulle oppnå et arbeidsstedsspesifikt formål i forbindelse med prøvetaking.
Borefluidet som er separert fra borefluidmudderet med filterarrangementet 609, helles ned i det nedre bassenget 608, fra hvilket det til tider overføres tilbake inn i presipiteringsbasseng via det nedre bassengets uttømmingsrør 602.1 eksempelet ifølge figuren har røret en pumpe 603, og den leder til det første presipiteringsbassenget 604. Hvis filterarrangementet kan renses og gjenbrukes, kan filterarrangementets filterduk vaskes etter at filterarrangementet er tømt, for eksempel med vann inneholdt i enten det nedre bassenget eller presipiteringsbassenget.
Når borefluidet er tilstrekkelig renset i presipiteringsbassengene, blir kjemikalier som medvirker i boreprosessen, om nødvendig tilsatt deri i en kjemisk blandeanordning som inneholder minst to etterfølgende bassenger. I det første bassenget, som kan være mindre, blandes en nødvendig mengde av et ønsket kjemikalie inn i borefluidet, og i det andre bassenget, som kan være større, er det et tilstrekkelig mellomlager for borefluid, slik at boreoperasjonen kan foregå kontinuerlig, uten avbrudd fra den mulige sykliske naturen til borefluidrensingen eller den kjemiske tilsetningsprosessen. Anordningen som er arrangert for å tilsette kjemikalier, plasseres enten på samme sted som renseanordningen, eller om nødvendig på sitt eget separate sted, som transporteres til borestedet bare ved behov. I eksempelet ifølge figur 6 kan det tredje presipiteringsbassenget 606 fungere som et kjemisk blandebasseng og det fjerde presipiteringsbassenget 607 som et mellomlager for borefluid. Ved tilsetning av kjemikalier måles også pH-verdien til borefluidet, fordi doseringen av boreassisterende kjemikalier kan avhenge av pH-verdien, og noen kjemikalier blander seg ikke med borefluidet eller fungerer ikke på en ønsket måte hvis pH-verdien er feil. Borefluidets målte pH-verdi kan endres etter ønske ved å tilsette kjemikalier som justerer borefluidets pH- verdi.
Boremaskinen suger borefluidet den trenger til boring, for eksempel enten fra renseenhetens siste presipiteringsbasseng eller fra kjemikalieblandingsanordningens siste mellomlagerbasseng. Deretter bringes det rensede og behandlede borefluidet til borehullet, og det returnerer etter at det har vært ved boreskovlen langs borehullet og det beskyttende røret tilbake til boremaskinen, der det igjen strømmer til oppsamlingsbassenget ventende ved det beskyttende bassengets åpning og starter en ny behandlingssyklus.
Noe av borefluidet går tapt på tross av sirkulasjonen, for eksempel på grunn av fordamping av det varme vannet, absorpsjon inn i den frakturerte berggrunnen, tap som forekommer ved grensen mellom det beskyttende røret og steinen, eller tap som forekommer i forbindelse med fjerningen av faststoff fra bassenget. Dette kompenseres med en tradisjonell fremgangsmåte, ved å ta substituerende initialt fluid fra en naturlig vannkilde eller fra et tidligere borehull eller et tankkjøretøy eller lignende. Det nye borefluidet kan tilsettes i boreprosessen ved boremaskinen eller renseenheten har et arrangement, for eksempel en kobling, som er i forbindelse med presipiteringsbasseng, med hvilket det nye borefluidet tilsettes i borefluidsirkulasjonen.
Figur 7 viser et langsgående tverrsnitt av en renseenhet 501 ifølge oppfinnelsen, som har en renseanordning ifølge figur 6. Renseanordningen er plassert inne i en ramme 704. Rammen er tilstrekkelig solid for transport og flytting, og den har nødvendige luker, dører, ventilasjonsåpninger og lignende. Rammens vegger er tilstrekkelig termisk isolert i forhold til renseenhetens bruksmiljø. For eksempel er veggene til en renseenhet som er ment for vinterbruk, svært termisk isolert, men for en renseenhet tilpasset til gruvebruk er kompakthet og liten størrelse nyttigere. Inne i rammen er det også nødvendige
arrangementer for renseanordningens drivkraft. Disse er motorer, batterier, ledninger og lignende. Fordelaktig kan alle renseenhetens forbindelser, inntaket og utløpet av borefluid, tilsetningen av nytt borefluid, de elektriske ledningene og lignende, tas av og beskyttes når renseenheten flyttes. Renseenheten har justeringsmidler, slik som justeringsben, med hvilke renseenhetens stilling kan justeres. Med disse justeringsmidlene strebes det etter å holde den utformede stillingen uavhengig av terrengets skråning eller formen på grunnoverflaten. Denne stillingen er fordelaktig den horisontale stillingen.
Borefluidet som skal renses, bringes til renseenheten 501 med et innløpsrør 701 som er i kontakt med dysen 601. Dysen kan være en dyse av Coanda-typen. Innløpsrøret har et passende trykk, slik at fluidstrømmen ankommer dysen med den riktige hastigheten. Dette trykket kan justeres for eksempel med ventiler.
Renseanordningens fire presipiteringsbassenger: det første presipiteringsbassenget 604, det andre presipiteringsbassenget 605, det tredje presipiteringsbassenget 606 og det fjerde presipiteringsbassenget 607 er formet til å ha en konisk bunn eller slik at en del av bunnen er lavere enn resten av bunnen, og formen på bunnen heller mot denne delen. Presipiteringsbassengene kan være åpne eller de kan ha lokk. Mellom presipiteringsbassengene er det en overføringsforbindelse 610 for å overføre borefluid fra ett presipiteringsbasseng til et annet. Overføringsforbindelsen tar borefluidet fra den øvre delen av presipiteringsbassenget. Overføringsforbindelsens inntaksåpning bestemmer den øvre overflaten av fluidet i presipiteringsbassenget, fordi borefluidet alltid strømmer til det neste presipiteringsbassenget når fluidoverflaten stiger til inntaksåpningen. Overføringsforbindelsenes inntaksåpninger kan mellom ulike presipiteringsbassenger være på ulike høyder, hvorved fluidoverflatene er på ulike høyder i ulike presipiteringsbassenger. I tilfellet vist i figuren er overføringsforbindelsen et rør som leder borefluid som kommer fra det forrige presipiteringsbassenget, mot bunnen av presipiteringsbassenget. Rørets utslippsende er i det vesentlige lavere en dets inntaksende i presipiteringsbassenget. Fordi fluidstrømmen gjennom overføringsforbindelsen er ganske langsom, har faststoffet inneholdt i borefluidet tid til å synke til bunnen av presipiteringsbassenget.
I bunnen av presipiteringsbassengene, i det vesentlige på deres laveste punkt, er det et ventilarrangement 703. Dette er i forbindelse med filterarrangementet 609, slik at ventilarrangementet kan, når det er nødvendig, åpnes, og borefluidmudder på bunnen av presipiteringsbassenget, som inneholder mye faststoff, kan slippes gjennom filterarrangementet. Åpningen av ventilarrangementet kan gjøres manuelt eller automatisk. Fordi faststoff samles i ulike presipiteringsbassenger med ulik hastighet, for eksempel samles presipiteringsmaterie raskere i det første presipiteringsbassenget 604 enn i det fjerde presipiteringsbassenget 607, åpnes ventilarrangementene til presipiteringsbassengene til ulike tider. Filterarrangementene kan også være forskjellige i forskjellige presipiteringsbassenger. Borefluidet som er separert fra borefluidmudderet med filterarrangementet, går ned i det nedre bassenget 608 som kan være en åpen eller lukket container. Herfra ledes borefluidet tilbake til filtreringsbassenget. Det fjerde, siste, presipiteringsbassenget 607 har en utløpsforbindelse 611 som er i forbindelse med et utslippsrør 702 for renset borefluid, med hvilket borefluidet returneres til boremaskinen.
Figur 8a og 8b viser en dyse 800 som anvender Coanda-fenomenet. Det har en innløpsdel 801, en halsdel 803 og en kurvet flensdel. I Coanda-fenomenet har en strøm av fluider og gasser som forekommer nær en fast overflate, en tendens til å følge formen til den faste overflaten, selv om retningen på overflaten endrer seg i forhold til strømmens retning. Når dysen er fonnet på den riktige måten, kan retningen til fluidstrømmen endres så raskt at faststoffene som er inneholdt i fluidet, løsner fra strømmen og effektivt separeres fra fluidet. Innløpsdelen er forbundet med røret som bringer urenset borefluid til renseenheten. Halsdelen er formet slik at strømningshastigheten til borefluidet som passerer gjennom den, kan gjøres slik at Coanda-fenomenet oppstår i den kurvede flensdelen, der borefluidet begynner å følge overflaten til flensdelen. Følgelig gjennomgår borefluidstrømmen en rask retningsendring basert på Coanda-fenomenet, der faststoffet inneholdt i borefluidet effektivt løsner fra fluidstrømmen umiddelbart når det ankommer i presipiteringsbassenget, og der fluidets strømningshastighet deretter raskt synker. Plasseringen av dysen velges slik at borefluidstrømmen som snus med dysen, er nær nivået av fluidoverflaten til presipiteringsbassenget og i det vesentlige retningen derav. Avhengig av tilfellet kan borefluidstrømmen også være svakt diagonal oppover eller diagonal nedover i forhold til fluidoverflaten. Retningen til de faste partiklene er i det vesentlige mot bunnen av presipiteringsbassenget. Dette er vist i figur 8b, der fluidstrømmen følger den kurvede flensen, og faststoffpartiklene separeres fra fluidstrømmen. Strømmen som forekommer på presipiteringsbassengets fluidoverflate, er langsom rett etter løsning fra dysen. Fluidet overføres til en overføringsforbindelse beliggende ved den andre kanten av presipiteringsbassenget, hvorved faststoff som muligens fortsatt finnes i borefluidet, har tid til å synke ytterligere og separeres fra den langsomme strømmen som forekommer på den øvre overflaten av fluidet i presipiteringsbassenget.
Noen fordelaktige utførelsesformer ifølge oppfinnelsen er beskrevet ovenfor. Oppfinnelsen er ikke begrenset til løsningene beskrevet ovenfor, men oppfinnelsens idé kan anvendes på atskillige måter innenfor omfanget til kravene.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte for å rense borefluid i steinprøvetakingsboring, der en boremaskin (100) anvendes som har et hult borerør (101), en sylinderformet skovlenhet (401) i boreenden av borerøret, et beskyttende rør (201; 903) som omgir den delen av borerøret som er nær grunnoverflaten (103), slik at det er et tomt rom mellom borerøret og det beskyttende røret, og i fremgangsmåten mates borefluid inn i borerøret, hvilket borefluid smører borehendelsen, og borefluidet strømmer mellom borerøret og borehullets vegg mot borehullets åpning, og transporterer samtidig faststoff dannet under boringen,karakterisert vedat fremgangsmåten ytterligere har trinn, der - borefluid inneholdende faststoff som kommer fra mellom det beskyttende røret og borerøret i boremaskinen, gjenvinnes med et arrangement i boremaskinen - det gjenvunnede borefluidet ledes til en renseenhet (501) - renseenheten har to eller flere presipiteringsbassenger (604, 605, 606,607) i serie, der faststoffet separeres fra borefluidet, og mellom presipiteringsbassengene er det en overføringsforbindelse som har en inntaksende og en utslippsende, og overføringsforbindelsenes utslippsender er nærmere bunnen av presipiteringsbassengene enn inntaksendene, og - borefluidet som er renset i renseenheten, ledes til boremaskinen og mates inn i borerøret.
2. Fremgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert vedat borefluidmudder inneholdende faststoff som samler seg på bunnen av presipiteringsbassenget (604, 605, 606, 607), fjernes fra bassenget.
3. Fremgangsmåten ifølge krav 2,karakterisert vedat borefluidmudderet som er fjernet fra bunnen av presipiteringsbassenget (604, 605, 606, 607), filtreres og returneres til presipiteringsbasseng.
4. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat borefluidet blir i renseenheten matet inn i det første presipiteringsbassenget gjennom en dyse (611), hvilken dyse har en halsdel (803) og en kurvet fiensdel, og den kurvede flensdelen er arrangert slik at fluidstrømmen i det vesentlige følger flensdelen, og faststoff inneholdt i fluidet løsner fra strømmen.
5. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat en ioneladet polymerblanding, ferrosulfat, ferrisulfat eller annet kjemikalie tilsatt i borefluidet som medvirker i separeringen av faststoff fra fluid, anvendes i rensingen av borefluidet for å forsterke prosessen.
6. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat nytt borefluid tilsettes i borefluidsirkulasjonen når nødvendig.
7. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6,karakterisert vedat stoffer eller kjemikalier som medvirker i boreprosessen, tilsettes i borefluidet før borefluidet returneres til borerøret.
8. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat renseenheten (501) plasseres i en container eller en annen flyttbar konstruksjon.
9. Renseenhet (501) for borefluid i prøvetakingsboring,karakterisertv e d at renseenheten plasseres i én eller flere containere eller tilsvarende flyttbare konstruksjoner og renseenheten har - en forbindelse (701) for å mate urenset borefluid inn i renseenheten - minst to presipiteringsbassenger (604, 605, 606, 607), der faststoff inneholdt i borefluidet er arrangert for å samle seg på bunnen av bassenget som borefluidmudder, og i den nedre delen av minst ett presipiteringsbasseng er det et ventilarrangement (703) for å fjerne borefluidmudderet inneholdende faststoff fra presipiteringsbassenget og - mellom presipiteringsbassengene er det en overføringsforbindelse (610) som har en inntaksende og en utslippsende, for å forflytte borefluidet mellom presipiteringsbassenger, og overføringsforbindelsenes utslippsender er nærmere bunnen av presipiteringsbassengene enn inntaksendene, og i det siste presipiteringsbassenget i serien er det en utløpsforbindelse (611) for å fjerne det rensede borefluidet fra renseenheten.
10. Renseenheten (501) ifølge krav 9,karakterisert vedat borefluidmudderet inneholdende faststoff som er sluppet gjennom ventilarrangementet (703), er arrangert for å passere gjennom et filterarrangement (609) for at faststoffet kan fjernes.
11. Renseenheten (501) ifølge krav 10,karakterisert vedat filterarrangementet (609) kan tas av for utskifting og rensing, eller det kan renses på stedet.
12. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-11,karakterisert vedat det er et punkt på bunnen av presipiteringsbassenget (604, 605, 606, 607) som er lavere enn resten av bunnen, og ventilarrangementet (703) er plassert i dette punktet.
13. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-12,karakterisert vedat borefluidet som er separert fra borefluidmudderet med filterarrangementet (609), er arrangert for å transporteres tilbake til presipiteringsbassenget (604, 605, 606, 607).
14. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-13,karakterisert vedat nedenfor presipiteringsbassenget eller presipiteringsbassengene (604, 605, 606, 607) er det et nedre basseng (608), hvori borefluidet som er filtrert fra borefluidmudderet med filfreringsarrangementet (609), er arrangert for å samles opp, og fra hvilket nedre basseng det er et overføringsarrangement for å overføre borefluid til presipiteringsbassenget.
15. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-14,karakterisert vedat det urensede borefluidet som er matet inn i det første presipiteringsbassenget, er arrangert for å mates gjennom en dyse (611), hvilken dyse har en halsdel (803) og en kurvet flensdel, og den kurvede flensdelen er arrangert slik at fluidstrømmen i det vesentlige følger flensdelen, og faststoffene inneholdt i fluidet løsner fra strømmen.
16. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-15,karakterisert vedat utslippsendene til overføringsforbindelsene (610) mellom presipiteringsbassengene er formet for å lede borefluidet i det vesentlige mot bunnen av presipiteringsbassenget.
17. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-16,karakterisert vedat en ioneladet polymerblanding, ferrosulfat, ferrisulfat eller annet kjemikali, som medvirker i separeringen av faststoff fra fluid, er arrangert for å tilsettes i borefluidet.
18. Renseenheten (501) ifølge et hvilket som helst av kravene 9-17,karakterisert vedat den har et arrangement for å mate stoffer som medvirker i borehendelsen, inn i borefluidet før borefluidet returneres til boreprosessen.
NO20131441A 2011-03-31 2013-10-31 Fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakningsboring og en renseenhet NO20131441A1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115311A FI20115311L (fi) 2011-03-31 2011-03-31 Menetelmä kallioperän näytteenottokairauksen kairausnesteen puhdistamiseksi ja puhdistusyksikkö
PCT/FI2012/000019 WO2012131146A1 (en) 2011-03-31 2012-03-30 Method for cleaning drilling fluid in rock sampling drilling and a cleaning unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20131441A1 true NO20131441A1 (no) 2013-10-31

Family

ID=43806519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20131441A NO20131441A1 (no) 2011-03-31 2013-10-31 Fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakningsboring og en renseenhet

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20140014589A1 (no)
AU (1) AU2012237227A1 (no)
CA (1) CA2830832A1 (no)
CL (1) CL2013002785A1 (no)
DK (1) DK201370519A (no)
FI (1) FI20115311L (no)
NO (1) NO20131441A1 (no)
RU (1) RU2576541C2 (no)
SE (1) SE541068C2 (no)
WO (1) WO2012131146A1 (no)
ZA (1) ZA201308154B (no)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9896918B2 (en) 2012-07-27 2018-02-20 Mbl Water Partners, Llc Use of ionized water in hydraulic fracturing
US10036217B2 (en) 2012-07-27 2018-07-31 Mbl Partners, Llc Separation of drilling fluid
US9447646B1 (en) 2012-12-07 2016-09-20 Mud Maxx, LLC Combination unit for managing fluid
DE102015115175A1 (de) * 2015-09-09 2017-03-09 Max Wild Gmbh Bohrflüssigkeitsregenerierungsvorrichtung
US10544344B2 (en) 2016-09-09 2020-01-28 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for neutralizing hydrogen sulfide during drilling
WO2019100037A1 (en) * 2017-11-20 2019-05-23 M-I L.L.C. High pressure filtration
CN108222866A (zh) * 2017-12-03 2018-06-29 北京华飞兴达环保技术有限公司 一种钻井废弃物无害化处理工程车
US20190329304A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Jet Cycle LLC Method of cleaning drilling fluid tanks and admixtures thereof
CN108301798B (zh) * 2018-04-30 2023-09-15 东北石油大学 一种便携式录井岩屑清洗盒
US10385635B1 (en) * 2018-06-05 2019-08-20 Southpaw Fabrication Diffuser and solids collection and measurement system for use in conjunction with oil and gas wells
WO2020034180A1 (zh) * 2018-08-17 2020-02-20 戴文凤 一种钻头清洗箱
CN109455863A (zh) * 2018-12-10 2019-03-12 广东时代环保科技有限公司 一种不锈钢自动沉淀机
CN109632374B (zh) * 2019-01-29 2024-05-24 山东九商工程机械有限公司 一种煤矿开采用样品采集装置
CN109854193B (zh) * 2019-02-23 2023-07-14 中国石油大学(华东) 海底钻机泥浆循环系统及方法
CN112983318B (zh) * 2019-12-17 2023-05-26 中国石油天然气股份有限公司 用于钻井废弃物的处理装置及处理方法
CN111991918B (zh) * 2020-08-19 2021-12-10 江西金凤凰铝业有限公司 一种铝合金外壳加工用加工液沉淀箱
CN114458203B (zh) * 2022-01-26 2023-02-28 四川大学 一种深部原位保真取芯率定平台装配系统
CN116920514B (zh) * 2023-09-15 2023-11-21 山东大禹水务建设集团有限公司 一种砂层钻孔灌注桩泥浆沉淀过滤设备及过滤方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU649821A1 (ru) * 1975-04-28 1979-02-28 Kuliev Agababa E Устройство дл очистки промывочной жидкости от шлама
GB2067427A (en) * 1980-01-21 1981-07-30 Flo Trend Systems Inc Filtration system
SU980764A1 (ru) * 1981-03-31 1982-12-15 Полтавское Отделение Украинского Научно-Исследовательского Геологоразведовочного Института Отстойник
SU1032165A1 (ru) * 1982-04-27 1983-07-30 Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизации Глубокого Разведочного Бурения Циркул ционна система с автоматическим регулированием свойств бурового раствора
DE4224047C2 (de) * 1992-07-21 1998-03-26 Anton Felder Vorrichtung und Verfahren zur zentrischen Beschickung von Rundsandfängen und Sandklassierern in Rundbauweise
RU5112U1 (ru) * 1996-06-18 1997-10-16 ЦБПО - АООТ "Удмуртгеология" Отстойник для очистки буровых растворов
CA2414321C (en) * 2002-12-13 2004-11-09 Donald Roy Smith Shale bin/settling tank/centrifuge combination skid
CA2551684A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-10 Hollman, Don Improved flock tank
CA2568943C (en) * 2006-11-27 2011-02-01 Scott Blair Godlien Fluid clarification system, method, and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
SE1351111A1 (sv) 2013-11-14
ZA201308154B (en) 2015-01-28
RU2576541C2 (ru) 2016-03-10
US20140014589A1 (en) 2014-01-16
WO2012131146A1 (en) 2012-10-04
AU2012237227A1 (en) 2013-09-26
CL2013002785A1 (es) 2014-05-23
DK201370519A (en) 2013-09-18
FI20115311L (fi) 2012-10-01
SE541068C2 (sv) 2019-03-26
CA2830832A1 (en) 2012-10-04
RU2013145618A (ru) 2015-05-10
FI20115311A0 (fi) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20131441A1 (no) Fremgangsmåte for rensing av borefluid i steinprøvetakningsboring og en renseenhet
US3498674A (en) Mining method and apparatus
US8789622B1 (en) Continuous microwave particulate treatment system
RU2601632C2 (ru) Способ и система подготовки жидкости для гидроразрывов
CA2709300C (en) System and method of separating hydrocarbons
NO319818B1 (no) Anordning og fremgangsmate for fjerning og handtering av borekaks fra olje- og gassbronn
NO311232B1 (no) Fremgangsmåte for fjerning av borekaks fra en boreplattform
CN108412466B (zh) 一种海底天然气水合物开采装置及开采方法
US11541330B2 (en) Oilfield centrifuge decanter for drilling waste drying method and apparatus
NO316395B1 (no) Fremgangsmåte for gjenvinning av en komponent fra en br degree nnfluidblanding
NO861203L (no) Fremgangsmaate og anordning for behandling av borkaks fra en offshore broenn.
BRPI0714133A2 (pt) mÉtodo e mecanismo para preparar material de aparas de perfuraÇço para injeÇço em um poÇo
KR101392892B1 (ko) 해양구조물의 드릴링 절단물 처리시스템
NO316394B1 (no) System for fjerning av borkaks
BRPI0811869B1 (pt) sistema e método para formação de lama a partir de cascalhos de perfuração
NO339382B2 (no) Framgangsmåte og anordning for å fjerne en hydratplugg
Bowman ... Well-drilling Methods
NO312915B1 (no) Fremgangsmåte og anordning for behandling av borefluid og borekaks
CN105888613A (zh) 钻屑深井注入工艺
CN202970557U (zh) 一种沉降式排砂泥浆回收装置
CN208494582U (zh) 一种钻井用低速电机泥浆离心装置
NO132557B (no)
US9669340B2 (en) Hydrocarbons environmental processing system method and apparatus
CN101963045A (zh) 泥浆牙轮钻头捞渣钻具和捞渣篮
CN205714046U (zh) 泥浆不落地智能环保一体化钻井固控系统

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application