NO774446L - PROCEDURES AND DEVICES FOR DEGASSING A VISCUES VAE - Google Patents
PROCEDURES AND DEVICES FOR DEGASSING A VISCUES VAEInfo
- Publication number
- NO774446L NO774446L NO774446A NO774446A NO774446L NO 774446 L NO774446 L NO 774446L NO 774446 A NO774446 A NO 774446A NO 774446 A NO774446 A NO 774446A NO 774446 L NO774446 L NO 774446L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- container
- gas
- vessel
- inlet
- Prior art date
Links
- 238000007872 degassing Methods 0.000 title claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 177
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 63
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 60
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 18
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 77
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 28
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
- B01D19/0047—Atomizing, spraying, trickling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/067—Separating gases from drilling fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/605—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps
- F04D29/606—Mounting in cavities
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
- F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Fremgangsmåte og anordning for avgassing av en viskøs væske. Method and device for degassing a viscous liquid.
Foreliggende oppfinnelse angår behandling av borefluid, og mer bestemt et system.for avgassing av boreslam. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et sentrifugalpumpesystem for pumping av gassinneholdende borefluider samtidig som. gasstrømmene som fjernes fra slike væsker avgrenses i rørlednin-ger gjennom hvilke de føres til sikre deponeringsområder. Et slikt sentrifugalpumpesystem erønskelig for overføring av slike gassinneholdende fluider til avgassings- eiler avluftingsbéhol-dere, eller ut av slike beholdere under perioder med ufullstendig avgassing... The present invention relates to the treatment of drilling fluid, and more specifically a system for degassing drilling mud. The present invention provides a centrifugal pump system for pumping gas-containing drilling fluids at the same time as. the gas streams that are removed from such liquids are delimited in pipelines through which they are led to safe disposal areas. Such a centrifugal pump system desirable for transferring such gas-containing fluids to degassing or deaeration containers, or out of such containers during periods of incomplete degassing...
Ved boring av en brønn for olje, gass og.lignende bæres borkronen i brønnhullet ved hjelp av en rørstreng. Rør-' strengen er sammensatt av et antall sammenkoplede enkel t-rør'leng-der. Innvendig i rørstrengen føres borefluid ned til og gjennom borkronen. Borefluidet ved bunnen av brønnhullet strømmer oppover i ringrommet mellom'rørstrengens utvendige overflate og brønnhullets innvendige overflate, opp til jordoverflaten og deretter gjennom et tilbakeføringsrør til lagringsbeholdere på jordoverflaten, vanligvis betegnet som slamtanker. When drilling a well for oil, gas and the like, the drill bit is carried in the wellbore using a pipe string. The pipe string is composed of a number of interconnected single t-pipe lengths. Inside the pipe string, drilling fluid is led down to and through the drill bit. The drilling fluid at the bottom of the wellbore flows up into the annulus between the outer surface of the tubing string and the inner surface of the wellbore, up to the ground surface and then through a return pipe to storage containers on the ground surface, commonly referred to as mud tanks.
Boreslammet er vanligvis en vandig oppløsning av fast stoff som generelt inneholder mineraler såsom bentonitt og'baritt'. Boreslammet smører og kjøler borkronen og virker som en bærer for opphenting av borekaks og steinrester fra brønnen for deponering. Boreslammet danner også en trykktetning i brønnhul-let og hindrer derved at gass unnslipper fra brønnen. Trykket som utøves av boreslamsøylen er vanligvis større enn det trykk som vil bli utløst dersom man' støter på en gasslomme under boring av brønnen. Boreslamsøylen motvirker gasstrykket og hindrer ut-blåsinger, men blir meget ofte forurenset av gassene slammet kommer i kontakt med under boreoperasjonen. The drilling mud is usually an aqueous solution of solids which generally contains minerals such as bentonite and 'barite'. The drilling mud lubricates and cools the drill bit and acts as a carrier for collecting cuttings and rock residues from the well for disposal. The drilling mud also forms a pressure seal in the wellbore and thereby prevents gas escaping from the well. The pressure exerted by the drilling mud column is usually greater than the pressure that will be released if a gas pocket is encountered while drilling the well. The drilling mud column counteracts the gas pressure and prevents blowouts, but is very often contaminated by the gases the mud comes into contact with during the drilling operation.
I mange tilfeller er det ønskelig og faktisk ofte absolutt nødvendig å fjerne gassene fra boreslammet og overføre dem til et deponeringsområde. Ettersom det er økonomisk ugjen-nomførlig å kaste det forurensede boreslam, og på grunn av fa- In many cases it is desirable and indeed often absolutely necessary to remove the gases from the drilling mud and transfer them to a disposal area. As it is economically unfeasible to dispose of the contaminated drilling mud, and due to fa-
ren for at gassene i slammet skal frigjøres til atmosfæren i store mengder hvilket kan skape farlige forhold på borestedet, clean for the gases in the mud to be released into the atmosphere in large quantities, which can create dangerous conditions at the drilling site,
er det nødvendig å behandle slammet for å fjerne gassene og re-sirkulere det avgassede boreslam gjennom borehullet. De forurensede gasser kan være giftige eller meget eksplosive og fri-gjøring av slike gasser til atmosfæren ville utgjøre en utilbør-lig risiko for personell i boreområdet. Tilstedeværelsen av gass: i boreslammet reduserer slammets vekt og påvirker dets viskositet' slik at det ofte blir uhensiktsmessig for resirku-lasjon gjennom borehullet. Når gass er tilstede i boreslammet som sirkuleres gjennom borehullet øker dette faren for utblåsing i brønnen. it is necessary to treat the mud to remove the gases and re-circulate the degassed drilling mud through the borehole. The contaminated gases can be toxic or highly explosive and the release of such gases into the atmosphere would pose an undue risk to personnel in the drilling area. The presence of gas in the drilling mud reduces the mud's weight and affects its viscosity, so that it is often unsuitable for recirculation through the borehole. When gas is present in the drilling mud that is circulated through the borehole, this increases the risk of blowout in the well.
En "Notice to Léssees and Operators of Federal OilA “Notice to Lessees and Operators of Federal Oil
and Gas Leases in the Outer Continental Shelf, Gulf of Mexico Area" ble utgitt 7 . mai 1974 av the United States Department of and Gas Leases in the Outer Continental Shelf, Gulf of Mexico Area" was published on May 7, 1974 by the United States Department of
the Interior Geological Survey, Gulf of Mexico Area, vedrørende-hydrogensulfid ved boreoperasjoner. Denne "Notice" angir bestem-melser for boreoperasjoner under forhold hvor det er mulig eller sannsynlig at man under boringen vil trenge gjennom reservoarer som man vet eller antar inneholder hydrogensulfid. Paragraf 3. f. angir at "boreslam inneholdende H^S-gass skal avgasses ved det-, optimale.sted for den spesielle riggutforming som anvendes. De gasser som herunder fjernes skal føres.i rør til et lukket bluss-system og forbrennes ved en hensiktsmessig fjerntliggende skorstein." the Interior Geological Survey, Gulf of Mexico Area, regarding-hydrogen sulfide during drilling operations. This "Notice" sets out regulations for drilling operations under conditions where it is possible or probable that during drilling you will penetrate reservoirs that are known or assumed to contain hydrogen sulphide. Paragraph 3. f. states that "drilling mud containing H^S gas must be degassed at the optimal location for the special rig design used. The gases that are removed below must be piped to a closed flare system and burned at a suitably distant chimney."
Teknikkens stilling omfatter eksempler på systemerThe technique's position includes examples of systems
for avgassing av boreslam, hvorav mange benytter en vakuumtank og et slags omløpsarrangement som utsetter boreslammet for vakuum^miljø, hvorved den innelsuttede gass kan unnslippe. for degassing drilling mud, many of which use a vacuum tank and some kind of circulation arrangement that exposes the drilling mud to a vacuum environment, whereby the trapped gas can escape.
Dette er imidlertid bare en del av oppgaven,- idet alvorlige problemer er forbundet med håndteringen av boreslam, særlig ved evakuering av boreslammet fra vakuumtanken for tilbakeføring av det avgassede slam til brønnhodet. Nøyaktig kontroll av den mengde og hastighet med hvilken boreslam innføres i vakuumtanken, avgasset slam forlater vakuumtanken, og gasser evakueres fra tanken, er nødvendig for å frembringe et akseptabelt'produkt med den nødvendige strømningshastighet. However, this is only part of the task, as serious problems are associated with the handling of drilling mud, particularly when evacuating the drilling mud from the vacuum tank for returning the degassed mud to the wellhead. Accurate control of the amount and rate at which drilling mud is introduced into the vacuum tank, degassed mud leaves the vacuum tank, and gases are evacuated from the tank is necessary to produce an acceptable product at the required flow rate.
Ved enkelte tidligere kjente systemer benyttes en . særskilt vakuumpumpe som ofte ér utsatt for å innta boreslam, In certain previously known systems, a . special vacuum pump which is often exposed to ingest drilling mud,
en situasjon som vanligvis ødelegger pumpemekanismen, og i det minste gjør det nødvendig å stenge hele systemet for rensing. Ved tidligere kjente innretninger har det også vært .problemer a situation that usually destroys the pump mechanism and, at the very least, makes it necessary to shut down the entire system for cleaning. There have also been problems with previously known devices
med å tilpasse undertrykket i vakuumtanken til hele systemets strømningskrav, som kan forandre seg kontinuerlig. by adapting the negative pressure in the vacuum tank to the entire system's flow requirements, which can change continuously.
Det er tidligere gjort en rekke anstrengelser for å eliminere bruken av et trykkspyleapparat (mud jet) for å frembringe slamstrømmen, f.eks. har man.forsøkt å erstatte trykk-spyleapparatet med en sentrifugalpumpe. Slike tidligere forsøk har imidlertid ikke falt helt heldig ut på grunn av tendenser til luftlommer i pumpen når slamtilførselen til tanken er util-strekkelig, eller på grunn av at opphvirvling av slam i tanken bringer luft eller gass inn i pumpen eller, av annen, grunn • er opptatt i slammet. Selv ved bruk av selvansugende sentrifugalpumper kan det gå flere minutter før effektiv pumpevirkning er gjenopprettet, og under dette tidsrom påvirkes avgassingsopera-s.jonen i tanken i vesentlig grad. Tidligere forsøk på å anven-de dampluf-tede sentrifugalpumpér innbefatter en. anordning som er vist i US patent nr. 3 815 717, og som ikke er praktisk i for-bindelse med slipende fluider såsom boreslam, på grunn av hurtig nedsliping av pakningene. Ved en konstruksjon som er foreslått i US patent nr. 3 769 779 unngår man nedsletting av pakningene,, men ved anordningen ifølge dette patent må den frigjorte gass ved ett eller flere punkter strømme iihot det innkommende fluid. A number of efforts have previously been made to eliminate the use of a mud jet to produce the mud flow, e.g. attempts have been made to replace the pressure washer with a centrifugal pump. However, such previous attempts have not turned out to be entirely successful due to tendencies for air pockets in the pump when the sludge supply to the tank is insufficient, or due to swirling of sludge in the tank bringing air or gas into the pump or, for some other reason • is stuck in the mud. Even with the use of self-priming centrifugal pumps, several minutes can pass before effective pump action is restored, and during this time the degassing operation in the tank is affected to a significant extent. Previous attempts to use steam-air centrifugal pumps include a device which is shown in US patent no. 3 815 717, and which is not practical in connection with abrasive fluids such as drilling mud, due to rapid grinding down of the seals. With a construction that is proposed in US patent no. 3 769 779, the seals are avoided, but with the device according to this patent, the released gas must flow into the incoming fluid at one or more points.
I nevnte US patent nr. 3769 779 er vist et apparat for avgassing av fluider, spesielt boreslam, omfattende en beholder med et innløp og et utløp for innføring og utføring av In said US patent no. 3769 779, an apparatus for degassing fluids, in particular drilling mud, is shown, comprising a container with an inlet and an outlet for the introduction and discharge of
i fluidet som skal behandles, en sentrifugalpumpe koplet til beholderen for sirkulering av fluidet gjennom beholderen samt organer for å fjerne gass fra området ved løpehjulet i sentrifugalpumpen. Oppfinnelsen innbefatter også en sentrifugalpumpe som er konstruert for håndtering av gassinneholdende fluider, idet pumpen har organer for å fjerne gass fra området ved pumpe-løpe-hjulet. Videre omfatter oppfinnelsen en sentrifugalpumpe for håndtering.av korroderende og/eller slipende fluider hvor nevnte fluider hindres fra å komme i kontakt med pumpetetningen ved hjelp av et under trykk stående avlukke nær tetningen. in the fluid to be treated, a centrifugal pump connected to the container for circulating the fluid through the container and means for removing gas from the region of the impeller in the centrifugal pump. The invention also includes a centrifugal pump designed for handling gas-containing fluids, the pump having means for removing gas from the area of the pump impeller. Furthermore, the invention comprises a centrifugal pump for handling corrosive and/or abrasive fluids where said fluids are prevented from coming into contact with the pump seal by means of a pressurized compartment near the seal.
I US patent nr. 3 616 599 er vist et apparat for av- US patent no. 3,616,599 shows an apparatus for de-
gassing av boreslam. Ifølge patentet er ledeplater anordnet'igasification of drilling mud. According to the patent, guide plates are arranged'i
en vakuumtank over hvilken tynne slamfilmer avgasses idet de strømmer nedover til.ét mottagelsesområde i tanken. En dobbel ejectorinnretning av venturitypen er anordnet i en sump i tanken for fjerning av avgasset slam og for å danne undertrykk ved . tankens øvre parti. a vacuum tank over which thin sludge films are degassed as they flow down to a receiving area in the tank. A double ejector device of the venturi type is arranged in a sump in the tank for removing degassed sludge and for creating negative pressure at . the upper part of the tank.
I- US patent nr. 3 241 295 er vist et slamavgass.ings- : apparat méd en slamavgassings-vakuumtank omfattende et slaminn-. løp<p>g et slamutløp for kontinuerlig slamstrøm gjennom .tanken, organer for å holde tankens innvendige rom ved undertrykk, ven-tilorganer anordnet i slaminnløpet for styring av hastigheten til slamstrømmen inn i tanken, organer som reagerer på variasjoner i slamnivået i tanken for å variere undertrykket i tanken, samt organer som reagerer på variasjoner i trykket i tanken for åpning og lukking av ventilorganene. In US patent no. 3,241,295, a sludge degassing apparatus is shown with a sludge degassing vacuum tank comprising a sludge inlet. run<p>g a sludge outlet for continuous flow of sludge through the tank, means for keeping the interior of the tank under negative pressure, valve means arranged in the sludge inlet for controlling the speed of the flow of sludge into the tank, means which react to variations in the level of sludge in the tank for to vary the negative pressure in the tank, as well as organs that react to variations in the pressure in the tank for opening and closing the valve organs.
I US patent nr. 3 249 227 er vist en sentrifugal-separator for behandling (mekanisk behandling) av slam,.samt for sortering etter egenvekt av faste stoffer i slam, av emulsjons-komponenter,.samt også for avgassing av boreslam. Apparatet er hensiktsmessig for bruk i kjemisk, gruve- og petroleumsindustri. US patent no. 3 249 227 shows a centrifugal separator for treatment (mechanical treatment) of mud, as well as for sorting according to specific gravity of solids in mud, of emulsion components, as well as for degassing drilling mud. The device is suitable for use in the chemical, mining and petroleum industries.
Publikasjonen "A Degasser You Can Understand" av Walter E. Liljestrand, presentert ved IADC Rotary Drilling Con-ference i mars 1974, inneholder en beskrivelse av slamavgassing. En avgasser' er én av flere viktige komponenter som ér nødvendige på en rigg som skal kunne behandle gass i slam. Dette skrift gir perspektiv til hele problemet. Den beskrevne atmosfæriske ' avgasser, er i prinsippet fullstendig hy. Strømmen reguleres' ved hjelp av væsken og pumpen. The publication "A Degasser You Can Understand" by Walter E. Liljestrand, presented at the IADC Rotary Drilling Conference in March 1974, contains a description of mud degassing. A degasser' is one of several important components that are necessary on a rig that must be able to process gas in sludge. This paper gives perspective to the whole problem. The atmospheric 'exhaust' described is in principle completely hy. The flow is regulated using the liquid and the pump.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et s,ystem for ,avgassing; av boreslam på kontinuerlig måte idet slammet sirkuleres til og fra et brønnhode.Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et sentrifugalpumpe-avgassingssystem som er istand .til å pumpe gassinneholdende væsker, innbefattende borefluider, samtidig som strømmen av gasser som fjernes fra slike gasser begren-ses til rørledninger ved hjelp av hvilke gassene føres til sikre deponeringsområder. Et slikt sentrifugalpumpe-avgassingssystem innbefatter overføring av slike gassinneholdende fluider til avgassings- eller avluftingsbeholdere, eller ut av slike beholdere under perioder med ufullstendig avgassing. The present invention provides a system for degassing; of drilling mud in a continuous manner as the mud is circulated to and from a wellhead. The present invention provides a centrifugal pump degassing system capable of pumping gas-containing liquids, including drilling fluids, while limiting the flow of gases removed from such gases to pipelines by with the help of which the gases are taken to safe disposal areas. Such a centrifugal pump degassing system involves the transfer of such gas-containing fluids to degassing or venting vessels, or out of such vessels during periods of incomplete degassing.
En utføringsform av sentrifugalpumpe-avgassingssys- An embodiment of centrifugal pump degassing system
ternet ifølge foreliggende oppfinnelse- omfatter et med hult midtparti utformet løpehjul som drives av en hul aksel gjennom hvilken gassen kan trekkes ut uten å måtte føres gjennom en fluidfylt sone. Et prerotasjons-innløpskammer under løpehjuLet slipper boreslam inn i løpehjulhuset i en omkretsende strøm hvorun-der den frigjorte gass strømmer fra hvirvelen 1 kammeret og løpehjulet gjennom den hule drivaksel og inn i en- rørledning som fører direkte inn i avgassingsbeholderne.. Løpehjuldekslet.gir boreslammet ytterligere rotasjonshastighet gjennom avtagende radius, hvilket ytterligere etablerer en midtre hvirvel mot hvilken all gass som unnslipper fra fluidet vil bli tvunget på grunn av slammet opp den hule løpehjulaksel. Frigjort gass strømmer i samme aksialretning som slammet gjennom pumpen. Boreslammet strømmer ut av løpehjulhuset gjennom utløpsporten og føres i av-hengighet av pumpetrykket inn i en sylindrisk beholder hvor det . utstøtes, i et radielt sprutmønster mot veggen i beholderen.. I . sprutmønsteret opprettholdes- en midtre åpning som. kommuniserer beholderen over spr.utmønsteret med det parti av beholderen som befinner seg under mønsteret. Sprutmønsteret treffer fortrinnsvis hele beholderens innside og dette mønster innebærer fordeler som ikke forefinnes i andre sprutformasjoner. the cube according to the present invention comprises an impeller designed with a hollow central part which is driven by a hollow shaft through which the gas can be extracted without having to be passed through a fluid-filled zone. A pre-rotational inlet chamber below the impeller releases drilling mud into the impeller housing in a circumferential stream during which the freed gas flows from the vortex 1 chamber and the impeller through the hollow drive shaft and into a single pipe leading directly into the degassing tanks. The impeller cover provides the drilling mud further rotational speed through decreasing radius, which further establishes a central vortex against which any gas escaping from the fluid will be forced due to the sludge up the hollow impeller shaft. Released gas flows in the same axial direction as the sludge through the pump. The drilling mud flows out of the impeller housing through the outlet port and is fed, depending on the pump pressure, into a cylindrical container where it . is ejected, in a radial spray pattern against the wall of the container.. I . the splash pattern is maintained- a central opening which. communicates the container above the spr.out pattern with the part of the container located below the pattern. The spray pattern preferably hits the entire inside of the container and this pattern entails advantages that are not found in other spray formations.
Ovennevnte samt andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil klarere fremgå av følgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen i sammenheng med vedlagte tegning, hvor : The above as well as other purposes and advantages of the present invention will become clearer from the following detailed description of the invention in connection with the attached drawing, where:
Figur 1 illustrerer ét avgassingssystem konstruertFigure 1 illustrates one degassing system constructed
i samsvar med foreliggende oppfinnelse.in accordance with the present invention.
Figur 2 viser i større målestokk, og delvis i snitt, sentrifugalpumpeinnretningen.i systemet vist på figur lv Figur 3 viser sprutbeholderen i større målestokk og: delvis i snitt. Figur 4 viser et sideriss. delvis i' snitt, av gassutskillerkaret. Figur 4a viser, i større målestokk et parti av konstruksjonen vist på figur 4. Figure 2 shows on a larger scale, and partially in section, the centrifugal pump device. in the system shown in figure lv Figure 3 shows the splash container on a larger scale and: partially in section. Figure 4 shows a side view. partial in' section, of the gas separator vessel. Figure 4a shows, on a larger scale, a part of the construction shown in figure 4.
På tegningen, og under spesiell henvisning til fi-In the drawing, and with special reference to fi-
gur 1, er vist en utføringsform av et avgassingssystem som er konstruert i samsvar med foreliggende oppfinneJ.se. Gassforu-renset boreslam 22 fra slamtanken 20 føres til en slamsprøyte-beholder 29 gjennom ledning 24 ved hjelp av et pumpesystem 14, Figure 1 shows an embodiment of a degassing system constructed in accordance with the present invention. Gas-contaminated drilling mud 22 from the mud tank 20 is fed to a mud injection container 29 through line 24 by means of a pump system 14,
Et undertrykk som dannes i beholderen 29 kommuniseres gjennom .. en ledning 25 til en toppkappe■12 med en dreibar tetning på A negative pressure which is formed in the container 29 is communicated through .. a line 25 to a top cover■12 with a rotatable seal on
topp-endepartiet til pumpens 14 hule pumpeaksel. Slam pumpes via ledningen 24 gjennom veggen til beholderen 29 og sprøytes utover gjennom sprøytehodet 27 hvor det treffer veggen i beholderen 29 og strømmer nedover og ut gjennom bunn-utløpsrøret 23. Fra utløpsrøret 23 strømmer slammet inn i gass.utskillerkaret 28 og strømmer nedover karet under en fiottørstyrt port 58, ned gjennom tilbakeføringsrøret 30 og tilbake inn i avgassings-slamtanken 21. the top end portion of the pump's 14 hollow pump shaft. Sludge is pumped via the line 24 through the wall of the container 29 and sprayed outwards through the spray head 27 where it hits the wall of the container 29 and flows down and out through the bottom outlet pipe 23. From the outlet pipe 23 the sludge flows into the gas separator vessel 28 and flows down the vessel below a manually operated gate 58, down through the return pipe 30 and back into the degassing sludge tank 21.
Pumpesystemet 14 ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en sentrifugalpumpe som er istand til å pumpe det gassinneholdende boreslam 22, samtidig som det begrenser strømmen av forurenset gass som fjernes fra boreslammet til rørledningen 25, The pumping system 14 according to the invention provides a centrifugal pump capable of pumping the gas-containing drilling mud 22, while limiting the flow of contaminated gas removed from the drilling mud to the pipeline 25,
ved hjelp av hvilken gassen føres via behplderen 29, karet 28by means of which the gas is led via the container 29, the vessel 28
og ledningen 26 til sikre deponeringsområder. Pumpesystemet. 14 and line 26 to secure disposal areas. The pump system. 14
overfører det gassinneholdende boreslam inn i sprøyte.beholderen 29.. Det er velkjent at konvensjonelle sentrifugalpumper lett får damplommer som vesentlig reduserer pumpens volumkapasi-tet.og begrenser dens evne til å håndtere fluider. Tidligere forsøk på å frembringe dampluftede sentrifugalpumper innbefatter anordningen vist i US patent 2 815 717 som ikke er praktisk for slipende fluider såsom boreslam på grunn av hurtig nedslit-ning av tetningene. Konstruksjonen vist i US patent .3 769 779 unngår nedsliting.av tetningene, men her må den frigjorte gass'strømme .'imot det innkommende fluid på ett eller flere punkter. transfers the gas-containing drilling mud into the syringe container 29. It is well known that conventional centrifugal pumps easily develop vapor pockets which significantly reduce the pump's volume capacity and limit its ability to handle fluids. Previous attempts to produce steam-vented centrifugal pumps include the device shown in US patent 2,815,717 which is not practical for abrasive fluids such as drilling mud due to rapid wear of the seals. The construction shown in US patent 3 769 779 avoids wear and tear of the seals, but here the released gas must flow against the incoming fluid at one or more points.
Slik det best fremgår av figur 2 benytter pumpesystemet 14 ifølge foreliggende oppfinnelse et med hult midtparti utformet, løpehjul 2 som drives av en hul aksel 3 gjennom hvilken gassen kan trekkes ut,uten. å måtte føres gjennom en fluidfylt As can best be seen from figure 2, the pump system 14 according to the present invention uses an impeller 2 designed with a hollow central part which is driven by a hollow shaft 3 through which the gas can be extracted without. to have to be passed through a fluid-filled
sone. Et prerotasjons-innløpskammer 8 og deksel 7 under løpehju-let 2 slipper fri fluid inn i løpehjulhuset 4 i en omkretsende strømning. Frigjort gass som strømmer fra hvirvlene i kammerene zone. A pre-rotation inlet chamber 8 and cover 7 below the impeller 2 allow free fluid into the impeller housing 4 in a circumferential flow. Released gas flowing from the vortices in the chambers
og 8 og av løpehjulet 2 føres oppover' gjennom den hule driv- . aksel 3, deretter gjennom' akselens topparti inn i en toppkappe 12 med dynamiske tetninger 12a for tettende anlegg mot den roterende aksel. and 8 and of the impeller 2 is carried upwards through the hollow drive. shaft 3, then through the top part of the shaft into a top cover 12 with dynamic seals 12a for sealing against the rotating shaft.
Sentrifugalpumperi innbefatter et løpehjul'2 som er dreibart, opplagret på akselen 3 og bringes til å rotere i løpe- hjulhuset 4 ved hjelp av en motor 5 som driver akselen. 3 via en skive 6a og beitedrift 6. En dekselseksjon 7 og en prerotasjorts-innløpsseksjon 8 er festet til løpehjulhuset 4. Fluid kommer inn i prerotasjons-innløpsseksjonen 8 gjennom vesentlig tangentiale innløp 9 som gir fluidet en sirkelbevegelse i løpehjulets 2 om-dreiningsretning. Fluidet må deretter strømme gjennom deksel-seksjonen 7 for å nå løpehjulet og herunder får det ytterligeré omdreiningshastighet på grunn av minsket radius, hvilket ytterligere etablerer en midthvirvel gjennom hvilken eventuell gass som unnslipper fra fluidet kan føres mot pumpeakselens lengde-akse og opp gjennom akselen. Den frigjorte gass stiger gjennom midtåpningen 10 i løpehjulet 2., gjennom akselens 3 hule midtparti 11, til rørledningen 2 5 i to.ppkappen 12. Centrifugal pumping includes an impeller'2 which is rotatable, supported on the shaft 3 and made to rotate in the impeller housing 4 by means of a motor 5 which drives the shaft. 3 via a disc 6a and grazing drive 6. A cover section 7 and a prerotation inlet section 8 are attached to the impeller housing 4. Fluid enters the prerotation inlet section 8 through substantially tangential inlets 9 which give the fluid a circular movement in the direction of rotation of the impeller 2. The fluid must then flow through the cover section 7 in order to reach the impeller and below it gains additional rotational speed due to the reduced radius, which further establishes a center vortex through which any gas that escapes from the fluid can be directed towards the longitudinal axis of the pump shaft and up through the shaft. The liberated gas rises through the central opening 10 in the impeller 2., through the hollow central part 11 of the shaft 3, to the pipeline 2 5 in the double jacket 12.
Fluid under trykk fra løpehjulets omdreining strømmer ut fra løpehjulhuset gjennom utløpet 19, men har også anledning til å strømme inn i rommet mellom løpehjulet 2 og husets 4 topparti 16 og inn i ringrommet 17 mellom akselen 3 og akselhu-set 15. Når løpehjulet. ikke ér i bevegelse vil fluidet i ringrommet 17 ha samme nivå som det utvendige fluid, mén når løpe-hjulet roterer vil det utviklede trykk tvinge fluidet noe høyere i ringrommet 17. For å hindre en slik nivåheving kan et avløps-rør 18 være anordnet gjennom hvilket trykket kan avlastes ved utslipp.av den lille •fluidstrøm som kan trenge opp gjennom rommet 17. ■ Videre kan dobbel skruevinge 37.være -festet til utsiden av løpehjulakselen 3 for å gi en nedadrettet impuls til eventuell fluidstrømning opp gjennom ringrommet 17, eller en ringformet dynamisk tetning kan være anordnet mellom akselen 3 og huset 15. Fluid under pressure from the rotation of the impeller flows out of the impeller housing through the outlet 19, but also has the opportunity to flow into the space between the impeller 2 and the top part 16 of the housing 4 and into the annular space 17 between the axle 3 and the axle housing 15. When the impeller. is not in motion, the fluid in the annulus 17 will have the same level as the external fluid, but when the impeller rotates, the developed pressure will force the fluid somewhat higher in the annulus 17. To prevent such a level rise, a drain pipe 18 can be arranged through which pressure can be relieved by discharge of the small fluid flow that can penetrate up through the space 17. Furthermore, double screw vane 37 can be attached to the outside of the impeller shaft 3 to give a downward impulse to any fluid flow up through the annular space 17, or an annular dynamic seal can be arranged between the shaft 3 and the housing 15.
"På figur 3 er vist et snitt gjennom sprøytebeholde-ren. Beholderen 29 omfatter generelt en sylindrisk øvre seksjon 29a, en konisk midtseksjon 29b og bunn-utløpsrøret 23.. Slam-inn-løpsledningen 24 er festet til en overføringskrage 32 som er tettende, festet i veggen til beholderen 29. En toppdekselplate 33 er tettende festet til toppseksjonen 29a f.eks. ved hjelp.av bolter 34 gjennom en flens 35. Et øvre utløpsrør 36 kommuniserer med en åpning i platen 3 3<p>g er forbundet med gasstrømlednin-gen 25. Figure 3 shows a section through the spray container. The container 29 generally comprises a cylindrical upper section 29a, a conical middle section 29b and the bottom outlet pipe 23. The sludge inlet line 24 is attached to a transfer collar 32 which is sealed, fixed in the wall of the container 29. A top cover plate 33 is tightly fixed to the top section 29a, for example by means of bolts 34 through a flange 35. An upper outlet pipe 36 communicates with an opening in the plate 3 3<p>g is connected to gas flow line 25.
Sprøyteenheten 27 er opplagret stort sett sentralt i sprøytebeholderen 29 ved hjelp av en.innløpsledning 40 som igjen er koaksialt festet til kragen. 32. Enheten 37. omfatter generelt et ytre ringformet strømningskar 38 som generelt innbefatter et. The spray unit 27 is stored largely centrally in the spray container 29 by means of an inlet line 40 which is again coaxially attached to the collar. 32. The unit 37. generally comprises an outer annular flow vessel 38 which generally includes a.
dobbeltvégget sylindrisk element med lukket bunn og åpen topp. double-walled cylindrical element with closed bottom and open top.
Det omsluttede areal 39 som utgjøres av de to vegger og bunnenThe enclosed area 39 which consists of the two walls and the bottom
i karet 38 står i fluidkommunikasjon med rørledningen 24 via kragen 32 og innløpsledning 40. in the vessel 38 is in fluid communication with the pipeline 24 via the collar 32 and inlet line 40.
En ledeplate 41 er anordnet direkte over ringrommet 39 og tett inntil karet 38. Platen 41 er slik plassert i forhold til karet 38 at det mellom disse deler dannes en forholdsvis smal sprøytespalte 44. Platen 41 har fortrinnsvis større diameter enn karet 38 for å hindre at fluid spruter'oppover i ,' karet 29. Platen har en midtre åpning i hvilken er festet en sylindrisk senterspole 42 som i sin tur med forholdsvis trang pasning er innført i midtrommet til rlngkaret 38. A guide plate 41 is arranged directly above the annulus 39 and close to the vessel 38. The plate 41 is positioned in relation to the vessel 38 in such a way that a relatively narrow spray gap 44 is formed between these parts. The plate 41 preferably has a larger diameter than the vessel 38 to prevent fluid squirts upwards into the vessel 29. The plate has a central opening in which a cylindrical center coil 42 is attached, which in turn is inserted with a relatively tight fit into the central space of the coil vessel 38.
Senterspolen' 42 har innvendig en åpen, gjennomgående kanal 43. Den sentrale plate- og spoleanordning. er opplagret The center coil' 42 internally has an open, continuous channel 43. The central plate and coil device. is stored
ved hjelp av en gjengebolt 45 som i sin nedre ende er fastskrudd til et tverrløpende bæreelement 46 og -i sin øvre ende tii et tilsvarende tverrløpende bæreelement 47.. Bæreelementet 47 strekker seg over boringen 43 og er i hver ende festet til platen 41 f.eks. ved sveising eller skruer. Likeledes strekker bæreelementet 46 seg over åpningen 43 og er i hver ende festet til bunnen'by means of a threaded bolt 45 which at its lower end is screwed to a transversely running support element 46 and -at its upper end to a corresponding transversely running support element 47.. The support element 47 extends over the bore 43 and is attached at each end to the plate 41 f. e.g. by welding or screws. Likewise, the support element 46 extends over the opening 43 and is attached to the bottom at each end.
av karet 38 f.eks. ved sveising. of the vessel 38 e.g. when welding.
Regulering av sprøytespalten 44 oppnås ved å dreie platen 41 i retning.med urviseren for å innsnevre spalten 44 eller mot urviseren for å utvide spalten. 44. Omdreining av platen 41 bevirker også omdreining av. det gjengede bæreelement 47 som be-veger platen og bære-elementet opp og ned på gjengebolten 45. Regulation of the spray gap 44 is achieved by turning the plate 41 clockwise to narrow the gap 44 or counter-clockwise to widen the gap. 44. Rotation of the plate 41 also causes rotation of. the threaded support element 47 which moves the plate and the support element up and down on the threaded bolt 45.
Figur 4 viser i større målestokk et snitt av gassutskillerkaret 28. Dette består hovedsakelig av et langstrakt lukket strømningskar .50 forbundet med et innløpskammer 51. Øverst har innløpskammeret en innløpsledning 52 med en øvre ringformet flens 53 en motsvarende flens '48 er anordnet ved bunnen av beholderens 29 utløpsrør 23. Figure 4 shows on a larger scale a section of the gas separator vessel 28. This mainly consists of an elongated closed flow vessel .50 connected to an inlet chamber 51. At the top, the inlet chamber has an inlet line 52 with an upper annular flange 53, a corresponding flange '48 is arranged at the bottom of outlet pipe 23 of the container 29.
De motsvarende flenser 48 og 53 gjør det mulig å plassere beholderen 29 oppe på karet 28 hvor den kan festes f.eks. ved hjelp av bolter gjennom de motsvarende flenser. Innløpsrøret 52 er koaksialt innrettet méd utløpsrøret 23 og strekker seg gjennom en vesentlig del av kammeret 51 til et punkt nær bunnen av dette. En alternativ plassering av rørledningen 52' er antydet med stiplet linje ved 55 for utførelser 'hvor enhetens høyde er begrenset.. The corresponding flanges 48 and 53 make it possible to place the container 29 on top of the tub 28 where it can be fixed, e.g. using bolts through the corresponding flanges. The inlet pipe 52 is aligned coaxially with the outlet pipe 23 and extends through a substantial part of the chamber 51 to a point near the bottom thereof. An alternative location of the pipeline 52' is indicated by dashed line at 55 for embodiments 'where the height of the unit is limited..
En vertikal ledeplate 54 er festet til bunnen av kammeret 51 og strekker seg' tvers over kammeret fra den ene til den andre side. En annen plate 72 strekker seg nedover fra toppen av karet til et. punkt over karets bunn, slik at det dannes en strømningsåpning under platen. Et spisst tak 5=6 er A vertical guide plate 54 is attached to the bottom of the chamber 51 and extends across the chamber from one side to the other. Another plate 72 extends downward from the top of the vessel to a. point above the bottom of the vessel, so that a flow opening is formed under the plate. A pointed roof 5=6 is
hengslet til kanalseksjonen 50 og avlukker fullstendig denne karseksjonen. hinged to the channel section 50 and completely encloses this vessel section.
Innløpskammeret 51 er også fullstendig lukket. En utløpsåpning '57 er .anordnet nær kanalseksjonens 50 endeparti og kommuniserer med slam-tilbakeføringsrøret 30. En strømningsregu-leringsplate 58 er festet til en flottørarm 61 som ved 59 er hengslet til den bortre ende 60 av karet. Platen strekker seg vesentlig over hele karets bredde og er beliggende' foran åpningen 57 . The inlet chamber 51 is also completely closed. An outlet opening '57 is provided near the end portion of the channel section 50 and communicates with the sludge return pipe 30. A flow control plate 58 is attached to a float arm 61 which is hinged at 59 to the far end 60 of the vessel. The plate extends substantially across the entire width of the vessel and is located in front of the opening 57.
Et flottørélement 62 er festet til armens 61 ende motsatt forbindelsen 59. En dekkplate 66 er festet til karets endeparti 60 og strekker seg forover over utløpsåpningen 57. En nédadrettet frontplate 67 er festet til platens 66 forkant nær inntil reguleringsplaten 58 og slik at sistnevnte plate kan gli A float element 62 is attached to the end of the arm 61 opposite the connection 59. A cover plate 66 is attached to the tub's end part 60 and extends forwards over the outlet opening 57. A downward facing front plate 67 is attached to the front edge of the plate 66 close to the regulation plate 58 and so that the latter plate can slide
mot' frontplaten 67. Platene 58, 66 og 67 strekker seg fortrinnsvis over vesentlig hele bredden av karet 28. Én tilbakeslagsventil 68 som kan .være av hvilken som helst kjent type, kan være anordnet på platen 66 for utslipp av gass som eventuelt har samlet seg under dekkplaten. towards the front plate 67. The plates 58, 66 and 67 preferably extend over substantially the entire width of the vessel 28. One non-return valve 68, which can be of any known type, can be arranged on the plate 66 for the discharge of gas which may have collected itself under the cover plate.
Figur 4a viser en tilbakeslagsventil som-kan benyttes i platen 66. I dette tilfelle er et ventilspjeld 69 hengslet til platen 66 ved hjelp av en pinne 70 slik at spjeldet i lukket stilling hviler på en . åpning 71 gjennom platen 6'6 . Gasstrykk under Figure 4a shows a non-return valve which can be used in the plate 66. In this case, a valve damper 69 is hinged to the plate 66 by means of a pin 70 so that the damper in the closed position rests on a . opening 71 through the plate 6'6. Gas pressure below
platen 66 kan trenge opp gjennom åpningen 71, løfte spjeldet 69 og inn i øvre parti av karet 28. Gass eller fluid hindres fra å strømme ned gjennom åpningen 71 ved lukking av spjeldet. 69. the plate 66 can penetrate up through the opening 71, lift the damper 69 and into the upper part of the vessel 28. Gas or fluid is prevented from flowing down through the opening 71 by closing the damper. 69.
Det skal bemerkes at portenheten omfattende flottøren 62, armen 61, og platene 58, 66 og 67 virker til å sikre en fluid-tetning mellom karet 38 og utløpsåpningen 57 for å hindre gass fra å strømme gjennom åpningen 57. For ytterligere å hindre gasstrøm gjennom åpningen 57 kan utløpsrøret 30 strekke seg oppover en forutbestemt avstand over bunnen av karet 38. ' Denne avstand kan velges . slik at rørets 30 toppkant blir liggende høyere enn nedre kant på platen 67. It should be noted that the port assembly comprising the float 62, the arm 61, and the plates 58, 66 and 67 act to provide a fluid seal between the vessel 38 and the outlet opening 57 to prevent gas from flowing through the opening 57. To further prevent gas flow through through the opening 57, the outlet pipe 30 can extend upwards a predetermined distance above the bottom of the vessel 38. This distance can be chosen. so that the top edge of the pipe 30 is higher than the bottom edge of the plate 67.
Et gåss-utløpsrør 6 3 er ført gjennom det spisse tak 56 og er tilfestet en gasstrømningsledning 26. En eller flere vertikale ledeplater 6 4 strekker seg over en vesentlig' del av karets 28 bredde og strekker seg nedover mot bunnen av.karet. Platene 64 kan være sveiset eller festet til karets sider og er åpne i den spisse takseksjon 56. Takseksjonen 56 hadde i en utføringsform en helning på 45° med toppunktet'beliggende omtrent midt langs takseksjonen. A gas outlet pipe 63 is passed through the pointed roof 56 and is attached to a gas flow line 26. One or more vertical guide plates 64 extend over a substantial part of the width of the vessel 28 and extend downwards towards the bottom of the vessel. The plates 64 can be welded or fixed to the sides of the vessel and are open in the pointed roof section 56. In one embodiment, the roof section 56 had an inclination of 45° with the apex located approximately midway along the roof section.
Ved typisk bruk kan slam-gassutskillerenhéten ifølge foreliggende oppfinnelse monteres ved et brønnborings.område og plasseres på slamtankene 20 og 21 f.eks. ved hjelp av rørelemen-ter 65 som strekker seg tvers over tanken 20. Den motordrevne pumpeenhet kan også være opplagret på tanksiden ved hjelp av ert In typical use, the mud-gas separator unit according to the present invention can be mounted at a well drilling area and placed on the mud tanks 20 and 21, e.g. by means of stirring elements 65 which extend across the tank 20. The motor-driven pump unit can also be stored on the tank side by means of pea
opphengningsinnretning eller annen kjent, innretning. Borefluidet pumpes inn i tanken 20 fra boreområdet fortrinnsvis gjennom suspension device or other known device. The drilling fluid is pumped into the tank 20 from the drilling area preferably through
en innretning som fjerner faste stoffer såsom stenrester og sand fra boreslammet. a device that removes solid substances such as rock residues and sand from the drilling mud.
Pumpemotoren startes og fluid suges inn i tangential-innløpene 9 i kammeret 8 og. oppover gjennom dekslet 7 hvoretter' løpehjulet 2 kaster det ut gjennom utløpet 19. The pump motor is started and fluid is sucked into the tangential inlets 9 in the chamber 8 and. upwards through the cover 7 after which the impeller 2 throws it out through the outlet 19.
En hvirvel dannes midt i den hule løpehjuldel ved 10A vortex forms in the middle of the hollow impeller part at 10
og gassbobler som utskilles fra slammet i sentrifugalpumpen be-veges innover til. området 10 som følge av at det tyngre slam be-veges utover som reaksjon på de sentrifugalkrefter som virker på slammet på grunn av løpehjulets rotasjon. Den utskilte gass fø-res oppover gjennom akselens 3 hule midtparti 11 og ut gjennom toppen av den hule aksel som er tettende innkapslet ved hjelp av toppkappen 12. and gas bubbles that are separated from the sludge in the centrifugal pump are moved inwards to. the area 10 as a result of the heavier mud being moved outwards in reaction to the centrifugal forces acting on the mud due to the rotation of the impeller. The separated gas is led upwards through the hollow middle part 11 of the shaft 3 and out through the top of the hollow shaft, which is sealed by means of the top cover 12.
Det pumpede slam føres gjennom utløpet 19 inn i rør-ledningen 2 4 og deretter oppover inn i sprøytebeholderen 29. The pumped sludge is fed through the outlet 19 into the pipeline 2 4 and then upwards into the spray container 29.
Ved sprøytebeholderen 29 føres slammet gjennom kragen 32 inn i ledningen 40 og ringrommet 39. Slammet tvinges under høyt trykk ut gjennom den smale spalte 44 mot ledeplaten'41 i form av en sirkulær sprut utover fra platen 41 mot den innvendige overflate på ytterveggen til beholderen 29. Fluidspruten har "smultring-form" med et. åpent parti ved 43. At the spray container 29, the sludge is fed through the collar 32 into the line 40 and the annulus 39. The sludge is forced under high pressure out through the narrow slot 44 towards the guide plate'41 in the form of a circular splash outwards from the plate 41 towards the inner surface of the outer wall of the container 29 The fluid spray has a "doughnut shape" with a open party at 43.
Sprutvirkningen utover mot beholderens vegg frembringer et sterkt undertrykk i øvre parti av beholderen over spruten. Strømningen mot platen 41 frembringer sterk"turbulens og skjærkrefter i fluidet, hvilket medfører at mange små innesluttede gassbobler forenes til større bobler. Det sterke undertrykk som dannes i øvre del av kammeret ser ut til å være et re sultat av venturivirkningen til den utadrettede sprut.og. den åpne midtkanal 43 . The spray action outwards against the container's wall produces a strong negative pressure in the upper part of the container above the spray. The flow towards plate 41 produces strong "turbulence" and shear forces in the fluid, which causes many small enclosed gas bubbles to unite into larger bubbles. The strong negative pressure that forms in the upper part of the chamber appears to be a result of the venturi effect of the outwardly directed spray. and the open central channel 43.
Dannelsen av et sterkt undertrykk virker meget fordelaktig til å trekke de små boblene i fluidet sammen og ut av fluidet. Undertrykket er også fordelaktig ved sin virkning på sentrifugalpumpen 14. Undertrykket kommuniserer med pumpen.14 gjennom rørledningen 25. Dette virker ytterligere til å suge bort gassen som utskilles i'pumpen ved den midtre åpning 10. The formation of a strong negative pressure acts very advantageously to pull the small bubbles in the fluid together and out of the fluid. The negative pressure is also beneficial in its effect on the centrifugal pump 14. The negative pressure communicates with the pump 14 through the pipeline 25. This further acts to suck away the gas that is secreted in the pump at the central opening 10.
. Undertrykket virker dessuten til å forbedre pumpens virkningsgrad' ved å minske luftlomme- og kavitasjonsforhold i løpehjul-området og ved å bidra til inntak av fluid i pumpen som følge . The negative pressure also works to improve the pump's efficiency by reducing air pocket and cavitation conditions in the impeller area and by contributing to the intake of fluid in the pump as a result
av undertrykket.of the oppressed.
Undertrykket som dannes i beholderens 29 øvre parti har således flere formål. Det bidrar til å forene små bobler til store bobler,.det bidrar til å suge de innesluttede gassbobler fra fluidet både i beholderen 29 og i pumpens -14 løpehjul-område, og det bidrar på flere måter til å bedre sentrifugalpum-pens virkningsgrad. The negative pressure that forms in the upper part of the container 29 thus has several purposes. It helps to unite small bubbles into large bubbles, it helps to suck the trapped gas bubbles from the fluid both in the container 29 and in the pump -14 impeller area, and it helps in several ways to improve the efficiency of the centrifugal pump.
Slammet avgis gjennom sprøytespalten 44 i et sammenhengende skikt og støter mot veggen i beholderen 29, og strømmer nedover langs denne til det når utløpsrøret 2 3 fra hvilket det strømmer inn i utskillerkarets innløp 52. Fluidet- strømmer.nedover til bunnen av kammeret 51, tilbake opp over ledeplatens 54 overkant, og ned igjen under platen 72. Platene 54 -og 72 hindrer åpen kommunikasjon fra øvre parti av kanalen 50 til beholderen 29. Dette virker til å opprettholde det sterke undertrykk'-'i beholderen 29. The sludge is emitted through the spray gap 44 in a continuous layer and impinges on the wall of the container 29, and flows downwards along this until it reaches the outlet pipe 23 from which it flows into the separator vessel inlet 52. The fluid flows down to the bottom of the chamber 51, back up above the upper edge of the guide plate 54, and down again under the plate 72. The plates 54 and 72 prevent open communication from the upper part of the channel 50 to the container 29. This acts to maintain the strong negative pressure in the container 29.
Dersom man fjernet platene 54 og 72 ville undertrykks-området i beholderen 29 få åpen kommunikasjon med utløpsledningen 26 og undertrykket ville gradvis bli redusert. Anordningen av ledeplatene danner smale åpninger ved toppen av innløpskammeret og ved bunnen som generelt er fylt av fluidstrømmen fra ledningen 52, slik at det dannes en effektiv væsketetning som hindrer åpen gasskommunikasjon.. If the plates 54 and 72 were removed, the negative pressure area in the container 29 would have open communication with the outlet line 26 and the negative pressure would gradually be reduced. The arrangement of the guide plates forms narrow openings at the top of the inlet chamber and at the bottom which are generally filled by the fluid flow from the line 52, so that an effective liquid seal is formed which prevents open gas communication.
I beholderen 29 forenes små gassbobler til store bobler som strømmer gjennom ledningen 52 i borefluidet over ledeplaten 54, under platen 72 og inn i karseksjonen. Selv om'boblene fremdeles befinner seg. i fluidet, har turbulens- og vakuumvirk-ningen i beholderen.29 medført at boblene ved sammensmelting har fått en størrelse som gir tilstrekkelig oppdrift til at boblene. kan stige til toppen av fluidstrømmen i den lukkede karseksjon 50. Ledeplatene 64 forsinker gjennomstrømning av det skumaktige øvre fluidnivå som inneholder den høyeste konsentrasjon av gassbobler, slik at boblene får lenger tid til å bryte ut av slammet. In the container 29, small gas bubbles unite into large bubbles that flow through the line 52 in the drilling fluid over the guide plate 54, under the plate 72 and into the vessel section. Although the bubbles are still there. in the fluid, the turbulence and vacuum effect in the container.29 has meant that the bubbles have acquired a size during fusion that provides sufficient buoyancy for the bubbles. can rise to the top of the fluid flow in the closed vessel section 50. The baffle plates 64 delay flow of the foamy upper fluid level containing the highest concentration of gas bubbles, so that the bubbles have more time to break out of the sludge.
Hele driften av avgassingssystemet avhen-ger i stor grad av at de små innesluttede gassbobler smeltes sammen til større bobler slik at deres totale oppdrift blir tilstrekkelig til å overvinne tregheten og viskositeten til den.tunge fluid de er opptatt i. Driften av' foreliggende oppfinnelse er fordelaktig ved at utløpsgassen som samler seg ved toppen av karseksjonen 50 er under et netto overtrykk og derfor strømmer fritt fra karseksjonen gjennom slangen 26 uten behov for mekaniske fjernemidler The entire operation of the degassing system depends to a large extent on the small trapped gas bubbles being fused into larger bubbles so that their total buoyancy is sufficient to overcome the inertia and viscosity of the heavy fluid in which they are trapped. The operation of the present invention is advantageous in that the outlet gas which collects at the top of the vessel section 50 is under a net excess pressure and therefore flows freely from the vessel section through the hose 26 without the need for mechanical removal means
■ såsom en vakuumpumpe eller -vifte. Det resulterende gass-overtrykk i karseksjonen 50 er øyensynlig et resultat av den hydrostatiske trykkhøyde til fluidet i beholderen 29 som.virker gjennom hele den lukkede beholder 29 og karet 28. Et optimalt fluidnivå opprettholdes i. karet ved hjelp av porten 58 som fortrinnsvis er forbundet med et regulerbart flottørelement 61 for å. opprettholde det forutbestemte fluidnivå. ■ such as a vacuum pump or fan. The resulting gas overpressure in the vessel section 50 is apparently a result of the hydrostatic head of the fluid in the container 29 acting throughout the closed container 29 and the vessel 28. An optimal fluid level is maintained in the vessel by means of the port 58 which is preferably connected with an adjustable float element 61 to maintain the predetermined fluid level.
Det.skal også påpekes at en av de vesentlige para-metre som påvirker gassutskillingsprosessen er den tid det tar for fluidet å., strømme gjennom utskillerkaret. Et kar med util-strekkelig lengde for borefluidets gitte strømningshastighet vil ikke gi tilstrekkelig tid for oppnåelse av en akseptabel gassut-skillingshas.tighet på grunn av at. de små bobler får . for liten tid - til å overvinne fluidtreghet og -viskositet og stige til overfla-. ten. It should also be pointed out that one of the important parameters that affects the gas separation process is the time it takes for the fluid to flow through the separator vessel. A vessel with insufficient length for the given flow rate of the drilling fluid will not provide sufficient time to achieve an acceptable gas separation rate due to the fact that. the small bubbles get . too little time - to overcome fluid inertia and viscosity and rise to the surface. ten.
Ved en spesiell utføringsform fant man at en kar-lengde på omtrent 2,4 meter ga en gassfjerningshastighet på omtrent 85 % i et prøveslam som ble pumpet med en hastighet på 3,8 l/min. Enhverøking av lengden vil gi litenøking i den prosent-vise gassmengde som fjernes fra fluidet. Andre metoder forøking av fluidets oppholdstid i utskillerkaret innbefatter senking av pumpehastigheten, øking av karets tverrsnittsareal, og endring av boreslammets dybde i karet. In a particular embodiment, it was found that a vessel length of approximately 2.4 meters gave a gas removal rate of approximately 85% in a sample sludge pumped at a rate of 3.8 l/min. Any increase in the length will give a small increase in the percentage amount of gas that is removed from the fluid. Other methods of increasing the residence time of the fluid in the separator vessel include lowering the pump speed, increasing the cross-sectional area of the vessel, and changing the depth of the drilling mud in the vessel.
Det vil således fremgå at man med foreliggende opp-. finnelse kan oppnå mange fordeler ved avgassing av boreslam. Således elimineres behovet for en mekanisk vakuumpumpe eller blåse- , innretning for å fjerne eventuelle farlige gasser.fra utskilieren- heten. En annen fordel er den vesentlig bedre virkningsgrad til sentrifugalpumpen som følge av undertrykket i løpehjul-hvirvelom-■ rådet.. En ytterligere fordel er at man får oppfanget fjernede gasser fra pumpehvirvelarealet og overføring av disse gasser til en seksjon av beholderen hvor de kan innfanges og føres til et sikkert deponeringsområde. It will thus appear that with the present record. invention can achieve many advantages when degassing drilling mud. Thus, the need for a mechanical vacuum pump or blowing device to remove any dangerous gases from the separator unit is eliminated. Another advantage is the significantly better efficiency of the centrifugal pump as a result of the negative pressure in the impeller-vortex area. A further advantage is that gases removed from the pump vortex area are captured and these gases are transferred to a section of the container where they can be captured and taken to a secure disposal area.
Ytterligere fordeler ligger i den meget, effektive i sammensmelting av små gassbobler til de lettere fjernbare store bobler som følge.av det sterke undertrykk i sprøytebeholderen og den meget effektive fjerning av boblene som følge av utskillerkarets effektive konstruksjon. Andre fordeler, som ikke er omtalt her eller som ikke lett fremgår av-beskrivelsen ovenfor vil fremgå ved utøvelse av denne oppfinnelse.. Further advantages lie in the very effective fusion of small gas bubbles into the more easily removable large bubbles as a result of the strong negative pressure in the spray container and the very effective removal of the bubbles as a result of the separator vessel's efficient construction. Other advantages, which are not mentioned here or which are not readily apparent from the description above, will become apparent from the practice of this invention.
Selv om en spesielt foretrukket utføringsform av foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj, må.denne beskrivelse ikké betraktes som en begrensning av oppfinnelsen til de spesielle utføringsformer som her er vist, idet disse bare må betraktes som illustrerende.og ikke begrensende, og det vil være i klart for en fagmann at oppfinnelsen ikke er slik begrenset. Although a particularly preferred embodiment of the present invention has been described in detail, this description must not be regarded as a limitation of the invention to the particular embodiments shown here, as these must only be regarded as illustrative and not limiting, and it will be It will be clear to a person skilled in the art that the invention is not so limited.
Selv om således sprøytebeholderen 29 er beskrevet som en sylindrisk beholder er det klart at man kunne benytte andre utforminger av denne beholder, såsom kvadratisk, rektangulær, oval etc. Videre, selv om en løpehjulpumpe av sentrifugalpumpen benyttes i forbindelse.med denne oppfinnelse, vil det være klart.at andre-typer fluidpumpeapparater kan arbeide med denne oppfinnelsen. Videre, selv om slam-gassutskillerkaret 28 er beskrevet som en rektangulær beholder med langstrakt str.ømningskanal med et spisst tak, er det klart at andre tverrsnittsutforminger av karet kan benyttes, såsom et U-formet kar eller et sirkulært, kar'. En ytterligere modifikasjon ville være å anordne en gassledning fra beholderens 29 øvre parti til beholderens nedre parti.istedenfor kommunikasjonen gjennom en midtre åpning 43 i sprøyteenheten 27.. Oppfinnelsen er således erklært å dekke alle endringer og modi-fikasjoner av det spesielle eksempel på oppfinnelsen som her er vist og beskrevet som ikké avviker fra den oppfinneriske erkjen-nelse og ramme. Thus, although the spray container 29 is described as a cylindrical container, it is clear that other designs of this container could be used, such as square, rectangular, oval, etc. Furthermore, even if an impeller pump of the centrifugal pump is used in connection with this invention, it will be clear that other types of fluid pumping apparatus may work with this invention. Furthermore, although the sludge gas separator vessel 28 is described as a rectangular container with an elongated expansion channel with a pointed roof, it is clear that other cross-sectional designs of the vessel can be used, such as a U-shaped vessel or a circular vessel. A further modification would be to arrange a gas line from the upper part of the container 29 to the lower part of the container instead of the communication through a middle opening 43 in the spray unit 27. The invention is thus declared to cover all changes and modifications of the particular example of the invention which is shown and described here which does not deviate from the inventive recognition and framework.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75485676A | 1976-12-27 | 1976-12-27 | |
| US05/754,857 US4269567A (en) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | Mud degasser pump |
| US05/754,854 US4088457A (en) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | Degasification system |
| US05/754,853 US4097249A (en) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | Method of fluid degassing |
| US05/754,855 US4097253A (en) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | Mud degasser trough |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO774446L true NO774446L (en) | 1978-06-28 |
Family
ID=27542167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO774446A NO774446L (en) | 1976-12-27 | 1977-12-23 | PROCEDURES AND DEVICES FOR DEGASSING A VISCUES VAE |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1114311A (en) |
| DE (1) | DE2758544A1 (en) |
| IT (1) | IT1090848B (en) |
| NL (1) | NL7714248A (en) |
| NO (1) | NO774446L (en) |
-
1977
- 1977-11-29 CA CA292,031A patent/CA1114311A/en not_active Expired
- 1977-12-22 NL NL7714248A patent/NL7714248A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-12-22 IT IT52340/77A patent/IT1090848B/en active
- 1977-12-23 NO NO774446A patent/NO774446L/en unknown
- 1977-12-23 DE DE19772758544 patent/DE2758544A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7714248A (en) | 1978-06-29 |
| IT1090848B (en) | 1985-06-26 |
| DE2758544A1 (en) | 1978-06-29 |
| CA1114311A (en) | 1981-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7429327B2 (en) | Clarifying tank | |
| NO175243B (en) | Separation of the components in a fluid stream | |
| NO317512B1 (en) | Distribution system for cuttings from oil and gas wells with continuous pneumatic filling of tanks | |
| US4666471A (en) | Mud degasser | |
| NO316394B1 (en) | System for removing cuttings | |
| US4088457A (en) | Degasification system | |
| US4046528A (en) | Degassing system | |
| US4097249A (en) | Method of fluid degassing | |
| NO173521B (en) | UNDERGRADUATE STOCK CONSTRUCTION FOR PROCESSING AND STORAGE OF DRILL CAKES FROM DRILL OPERATIONS IN THE SEA SOUND, AND PROCEDURE FOR USING SUCH STOCK CONSTRUCTION | |
| US20070175331A1 (en) | Portable degasser, flare tank and fluid storage system | |
| US4097253A (en) | Mud degasser trough | |
| US4609385A (en) | Multi stage water deoxygenator | |
| US4331458A (en) | Degassing system and centrifugal pump | |
| US4269567A (en) | Mud degasser pump | |
| US4108619A (en) | Degasser spray vessel | |
| NO761656L (en) | ||
| NO870333L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR PUMPING OF FLUID. | |
| NO774446L (en) | PROCEDURES AND DEVICES FOR DEGASSING A VISCUES VAE | |
| NO333605B1 (en) | Apparatus and method for mixing drill cuttings in a tank and transferring the same therefrom | |
| NO832453L (en) | APPLIANCE FOR WASTE-WASTE Separation. | |
| US3213594A (en) | Mud treating device | |
| NO821064L (en) | GAS REMOVAL AND SOLID MATERIALS FROM A DRILL | |
| US11441368B2 (en) | Split-flow degasser | |
| US4152125A (en) | Drilling fluid processing system | |
| CA1123349A (en) | Mud degasser pump |