DE2504773C2 - Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Der beim Bohren in ein Bohrloch gepumpte Bohrschlamm enthält bei seiner Rückkehr an die Erdoberfläche vielfach dispergierte Gase sowie Sand und ausgebohrtes Material, die sämtlich aus dem Schlamm entfernt werden müssen, bevor dieser wieder in das Bohrloch zurückgeleitet werden kann. Bisher benutzte übliche Bohrschlamm-Entgasungseinheiten sind meist kompliziert, teuer und erfordern viel Platz und Rohrleitungen zum Zuführen des gashaltigen Bohrschlamms vom Sammeltank zur Entgasungseinheit und von dort zurück zu einem Reinschlammtank. Beispielsweise hat eine solche übliche Bohrschlamm-Entgasungseinheit ein Ge-. wicht von 2700 kg und weist eine Vielzahl von beweglichen Teilen, wie eine Vakuumpumpe, eine Schlammförderpumpe, Schwimmer und Schalter auf. Eine solche Anlage muß wegen ihres Umfangs gewöhnlich einzeln am Bohrloch errichtet werden.
Aus US 32 71 929 ist eine derartige Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm bekannt. Diese bekannte Vorrichtung bewirkt jedoch durch den am Bohrschlammeinlaß angeordneten Schraubenflügelförderer eine kräftige Durchmischung des Bohrschlamms, der durch die in der Strömungsrichtung folgenden flachen und konischen Lochplatten noch zusätzlich »gepeitscht« wird, wodurch die Auftrennung des durch den Rotor in einem Wirbelzustand gehaltenen Bohrschlamms in feste Bestandteile (Sand), gereinigten Schlamm und Gase wesentlich erschwert wird. Diese bekannte Vorrichtung hat außerdem einen erheblichen Antriebsenergiebedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten, daß unter Vermeidung von Rührorganen und deren Rührwirkung auf den angesaugten Bohrschlamm eine bessere Trennleistung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Es wird die Trennwirkung von Zentrifugal- sowie Saugkräften benutzt, um eine größere Trennwirkung zu erzielen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit senkrechter Achse auf, das zum Untertauchen in einem Tank oder Teich von gashaltigem Bohrschlamm oder zum Einbau in eine solchen Bohrschlamm führende Rohrleitung bestimmt ist. Der einzige bewegliche Teil der Vorrichtung, der hohle Rotorkörper, ist im Gehäuse drehbar gehalten und starr verbunden mit dem Schaufelrad des über dem Gehäuse angeordneten Gasabzuggebläses, dessen Einlaß mit dem Innenraum des Rotorkörpers verbunden ist. Das Schaufelrad oder die Schaufelräder des Gasabzuggebläses und der Rotor werden als Einheit durch

einen einzigen Antriebsmotor angetrieben, der auf dem Gasabzugsgebläse befestigt ist Am Boden des Rotorkörpers ist ein Flüssigkeitseinlaß vorgesehen. Während der Drehung des Rotor-Hohlkörpers weHen der Bohrschlamm und darin suspendierte Feststoffe durch Zentrifugalkraft nach außen und oben geschleudert und durch am Umfang vorgesehene Auslaßeinrichtungen abgegeben, während das freigesetzte Gas in das Gebläse gesaugt und von dort aus der Vorrichtung abgegeben wird. Das Gehäuse kann von einem Schwimmkragen oder in anderer Weise so gehalten sein, daß die Vorrichtung im wesentlichen gleichmäßig untertaucht, oder es kann auf einem Gestell ruhen.

Die Vorrichtung weist eine kompakte, einfache Bauweise mit nur eimern beweglichen Teil, dem Rotor, der starr mit dem Schaufelrad des Gasabzuggebläses verbunden ist, auf. Es wird nur eine geringe Antriebsenergie für gleiche Trennleistung benötigt, was nicht nur die Energiekosten senkt, sondern auch ermögHcht, die Vorrichtung bei gleicher Leistung kleiner, billiger und vor allem dadurch leichter transportabel auszubilden, so daß sie ar jedem gewünschten Ort einsetzbar ist. Sie ist zum Einbau in vorhandene Bohrschlamm-Behandlungssysteme entweder in oder in Verbindung mit einem Tank für verunreinigten Bohrschlamm oder in einem Rücklaufschlammteich geeignet und kann untergetaucht in einem Tank oder Teich von gashaltigem Bohrschlamm gleichmäßig arbeiten. Im letzten Fall ist keine zusätzliche Rohrleitung erforderlich, um den verunreinigten Schlamm der Vorrichtung zuzuführen. Der Rotor-Hohlkörper ist so ausgebildet und angeordnet, daß er bei im Bohrschlamm untergetauchter Vorrichtung im Betrieb für dauerndes Rühren des Schlamms sorgt, so daß ein Anbacken des Schlamms an der Vorrichtung und dadurch notwendige häufige Reinigung vermieden werden, ohne daß eine getrennte Rührvorrichtung benötigt würde. Die Vorrichtung wiegt in einer typischen Ausführungsform etwa 227 kg, während gebräuchliche Entgasungsvon ichtungen etwa 2700 kg wiegen können. Die Vorrichtung hat nur einen beweglichen Teil, während die üblichen Vorrichtungen gewöhnlich eine Vakuumpumpe, eine Schlammförderpumpe, Schwimmkörper und Schalter aufweisen. Dennoch hat sie eine größere Trennkraft als übliche Vorrichtungen, die beispielsweise ein Abfließen über absteigende Lamellen oder Flügel benutzen. Wegen ihres geringen Raumbedarfs ist die Vorrichtung leicht transportierbar und kann an irgend einem bestehenden Schlammsystem angebaut werden. Der Schwimmkragen gewährleistet eine gleichmäßige Lage der Vorrichtung bezüglich der Höhe des flüssigen Schlamms, so daß die Vorrichtung auch bei fallender oder steigender Schlammhöhe gleichmäßig arbeitet. Schließlich ermöglicht die wahlweise Anordnung von Sandaustragsöffnungen den Verzicht auf eine weitere große Maschineneinheit, die etwa 2700 kg wiegen kann. Es kann eine Saugpumpe beliebigen Typs benutzt werden, und der Antriebsmotor kann in verschiedener Weise angeordnet und befestigt sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung, die in einem Tank für verunreinigten Bohrschlamm eingebaut ist;

F i g. 2 und 3 Einzelheiten der Vorrichtung der F i g. 1 im waagerechten Schnitt längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 der F i g. 1;

Fig.4 einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform;

F i g. 5 einen senkrechten axialen Schnitt einer anderen Ausführungsform;

F i g. 6 einen waagerechten Schnitt längs der Linie 6-6 der F i g. 7;

FI g. 7 einen Teil eines senkrechten axialen Schnitts noch einer anderen Ausführungsform;

Fig.8 einen Teilaufriß einer vorgeschalteten Entgasungsvorrichtung;

F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 der F i g. 3.

F i g. 1 zeigt einen Schlammtank 5 eines Typs, wie er gewöhnlich an einem Bohrlochplatz vorgesehen ist wobei zur Zuleitung von gashaltigem Bohrschlamm und Abgabe von aufgearbeitetem Schlamm zum Reinschlammtank, aus dem der Bohrschlamm wieder beim Bohren eingesetzt wird, entsprechende Rohrleitungen vorgesehen sind. Ein ringförmiger Schwimmkragen 6 ist im Tank durch eine Stange 7 am oberen Rand der Tankwand mittels einer Zwinge 9 angelenkt. Im Schwimmkragen ist ein Gehäuse 12 angeordnet und gehalten, das einen offenen Boden 13 und einen oberen Teil 14 mit einer Mittelöffnung 15 aufweist, von der sich ein hohler Hals 16 nach oben erstreckt. Auf dem Hals 16 ist ein torusförmiges Gebläsegehäuse 17 gehalten, auf dem wiederum auf Beinen 19 ein Motor 18 befestigt ist.

Das Schaufelrad 22 des Gebläses ist unter Zwischenschaltung einer Abdichtung an der Motorwelle 18a befestigt und von dieser gehalten. Das Schaufelrad fördert bei der dargestellten Ausführungsform zum Rand hin in den torusförmigen Gasauslaß 23 und von dort zu einem Sammelpunkt oder in die Atmosphäre. Das Schaufelrad hat in seiner Mitte einen Bodeneinlaß 24, von dem ein Rohr 25 bis durch den Rotorkopf 26 des hohlen Rotorkörpers 27 herabreicht, an dem es befestigt ist. Der Rotorkörper 27 hat einen Boden 28 mit einer zentralen Einlaßöffnung 29, die wiederum in einem Ringflansch 30 endet, auf dem eine Abdeckplatte 31 durch Radial- oder Spiralflügel 32 gehalten ist. Am äußeren Rand des Ringflansches 30 ist eine ringförmige scharfkantige Rippe 33 ausgebildet, die mit der Abdeckplatte 31 eine enge Austrittsöffnung bildet. Die Wand 36 des Rotorkörpers erstreckt sich vom Boden 28 wie gezeigt nach oben und außen, kann jedoch auch zylindrisch oder anders geformt sein. Im wesentlichen am Schnittpunkt zwischen der Wand 36 und dem Kopf 26 des Rotors sind ringförmig angeordnete, stromabwärts offene Auslaßöffnungen 37 (F i g. 2) vorgesehen, aus denen durch die Zentrifugalkraft längs der Wand 36 nach oben getriebener Sand und Bohrgutteilchen ausgetragen werden, wie noch weiter erläutert. Dieses feste Material wird in die offene Seite eines auf drei Seiten begrenzten Ringkanals 38 abgegeben, der vom Gehäuse 12 getragen ist, und gelangt von dort durch das Ableitungsrohr 39, das eine öffnung 40 im Schwimmkragen 6 durchsetzt, und ein Anschlußrohr oder einen Schlauch 43 zu einem Sammelkasten 41, von wo das gesammelte Material von Zeit zu Zeit durch einen mit Ventil versehenen Auslaß 42 herausgewaschen wird.

Am Rotorkopf 26 sind als Ring verteilt stromabwärts offene Auslaßöffnungen 45 angeordnet (F i g. 3), die über den Auslaßöffnungen 37 und mit ihrem Einlaßbereich näher an der Achse des Rotorkörpers angeordnet sind, um den leichteren Flüssigkeitsanteil aus dem Rotor abzugeben. Längs der Unterkanten der unteren Auslaßöffnungen 37 können eine Lippe oder Lippen 46 erforderlich sein. Die Auslaßöffnungen 45 können in den Kopfbereich des Gehäuses 12 fördern, der mit Bohrungen 47 versehen ist, die mit öffnungen 40 und 48 im

Schwimmkragen in Verbindung stehen.

Die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform arbeitet ähnlich der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, ist jedoch zum Einbau in eine Rohrleitung bestimmt, durch die gashaltiger Schlamm oder eine andere Flüssigkeit strömt. Das Gehäuse 12a hat ein engeres unteres Einlaßrohr 13a, das mit einem Flansch 50 versehen ist, so daß es an den entsprechenden Flansch eines Schlammeinleitungsrohrs 51 angeschlossen werden kann. Der gereinigte Schlamm tritt durch das Auslaßrohr 52 aus, während aus dem Schaufelradgehäuse das freigesetzte Gas durch eine Leitung 53 abgegeben wird. Bei dieser Ausführungsform sind keine Einrichtungen zur getrennten Abgabe von Sand und Bohrgutteilen vorgesehen, obgleich das möglich wäre, entsprechend Fig. 1.

Das Gehäuse 60 der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform kann, wie bei Fig. 1, von einem Schwimmkragen gehalten sein oder auf einer Plattform oder einem anderen stationären Gerüst ruhen. Die Bodenplatte 61 trägt in der Mitte ein Wellenzapfenlager 62, in dem das untere Ende eines Einlaßrohrs 63 drehbar gelagert ist, das ei nen dem Einlaß zugewandten Lagerteil 64 aufweist und in einer abdichtenden Lagerschale, dem Lagerteil 65 läuft. Ein kleiner Spalt 66 ermöglicht den Zutritt einer dünnen Schicht des umgebenden Fluids zwischen die Lagerteile. Das Rohr 63 weist am Ende ein Gewinde zur Aufnahme von Muttern 67 auf, weiche gegen den unteren Teil der rotierenden Lagerteile 64 und 65 drücken. Das obere Ende des Rohrs 63 trägt einen Stopfen 74 mit einer öffnung 138. An der linken Seite der Bodenplatte 61 ist die Auslaßleitung 68 für den entgasten Bohrschlamm sichtbar. Ein Kragen 69 erstreckt sich am Boden rings um die Innenwand des Gehäuses und hat an seiner Bodenkante einen nach außen gerichteten Flansch 70 mit Bohrungen zur Aufnahme von langen Bolzen 71 mit Muttern 72, um die Bodenplatte 61 an Ort und Stelle zu halten, wie noch erläutert.

Der rotierende Hohlkörper hat in diesem Fall eine zylindrische Seitenwand, die, wie gesagt, eine beliebige Form haben kann, beispielsweise kegelstumpfförmig, wie in Fig. 1, oder im senkrechten Schnitt parabolisch. Eine Platte bildet den Boden 76 des rotierenden Körpers, und ihr Rand ist zur Aufnahme der Unterkante der Seitenwand des Rotorkörpers ausgebildet. Eine Mittel-Öffnung 77 in der Platte des Bodens 76 nimmt genau passend das Einlaßrohr 63 auf. und die Platte selbst ruht auf einer Schulter 78 des Rohrs 63. Die Platte ist mit Verstärkungsrippen 79 versehen, die an ihr und dem Einlaßrohr 63 angeschweißt sind. Die Rippen lassen einen geringen Zwischenraum 80 zur Außenwand des Rotorkörpers, urn Flüssigkeiten nach oben in den Innen raum des Rotorkörpers durchtreten zu lassen. Von der Platte des Bodens 76 stehen nach außen die Axialstromflügel 81 vor, welche teilweise durch den zwischen der Wand des Gehäuses 60 und der Außenwand des Hohlkörpers 75 des Rotorkörpers liegenden Ringraum 82 reichen und einem noch darzulegenden Zweck dienen.

Eine Ringanordnung von Löchern nahe der Oberkante der Seitenwand des Rotorkörpers bildet die Auslaßöffnungen 84 für Schlamm in den Ringraum 82, wobei deren Lage so gewählt ist, daß der durch sie austretende Schlamm gegen die Wand des Gehäuses 60 schlägt und auf diese Weise nochmals entgast wird. Etwas unterhalb der Auslaßöffnungen 84 für den Schlamm können in der Seitenwand des Rotorkörpers und näher am Boden 76 Sand-Auslaßöffnungen 85 angeordnet sein, die nach außen weisende Nippel 86 aufweisen, welche in einem Hohlring 87 rotieren, der von der Gehäusewand mittels einer Mehrzahl von radialen Rippen gehalten ist, von denen eine, nämlich die Rippe 88, hohl und mittels eines Fittings an ein Sandauslaßrohr 89 angeschlossen ist.

Auf der Oberkante der Rotorwand ruht eine Deckplatte 91 und bildet den Kopf des Rotors sowie gleichzeitig den Boden der Toruskammer 92 einer ersten Stufe einer Zentrifugalsaugpumpe. Die Platte 91 weist zu diesem Zweck Einlaßöffnungen 93 auf, die in den Hals dieser Stufe führen. Auf der oberen Fläche der Deckplatte 91 sind beispielsweise durch Schweißen Rippen 94 ausgebildet, die sich radial oder tangential von einem Innenring 95 bis nahe zur äußeren Ringwand % erstrekken und ein als Zentrifuge wirkendes Schaufelrad bilden. Die Deckplatte 91 erstreckt sich ebenfalls vom Innenring 95 nach außen. Eine Deckplatte 100 ruht auf den Rippen 94 und deckt die Schaufelradkammern ab. Die Rippen können an die Platten 91 und 100 und an den Innenring 95 angeschweißt sein. Quer über das obere Ende des Ringraums 82 erstreckt sich eine rippenartige Ringwand 98 mit Gasauslaßöffnungen 99, die in der Toruskammer 92 münden.

Auf dieser ersten Zentrifugenstufe ruht eine zweite Stufe mit einer waagrechten Bodenplatte 102, die eine zentrale Einlaßöffnung 103 aufweist, in der ein Kragen 104 befestigt ist, der einen Hals bildet. Vom Kragen 104 erstreckt sich eine konkave Platte 105 bis nahe zur Außenwand 106, die in einer Richtung mit und über der Ringwand 96 der ersten Stufe liegt. Verjüngte radiale oder tangentiale Rippen 107 erstrecken sich längs der oberen Fläche der konkaven Platte 105 von einem Innenring 108, der auf dem unteren Innenring 95 ruht, zu diesem konzentrisch ist und sich in gleicher Richtung wie er erstreckt, bis zum äußeren Rand der konkaven Platte 105 und bis nahe zur Außenwand 106. Eine waagrechte Platte 109 ist auf die Oberseite der Rippen 107 aufgeschweißt und bildet mit den Rippen und der unteren Platte 105 die Schaufelradkanäle der zweiten Stufe. Acht weitere Zentrifugalgebläse ähnlich dem beschriebenen zweiten Gebläse sind über letzterem angeordnet, um die am Innenraum des Rotorkörpers angelegte Gassaugwirkung zu vervielfachen. Der Weg der aus dem Rotorkörper durch die Einlaßöffnungen 93 abgesaugten Gase ist durch die Pfeile 110 angedeutet

Die aufeinandergesetzten Innenringe 95,108 usw. haben in einer Richtung liegende Mittelöffnungen 111,112 usw. welche eng auf die axiale Antriebswelle 113 passen. Ein Längskeil 114 ist in entsprechenden Nuten in der Antriebswelle und den Schaufelradnaben aufgenommen und treibt die Schaufelräder. Ein Zwischenabschnitt der Antriebswelle ist mit einem Gewinde 115 versehen, auf das eine Mutter 116 aufgeschraubt ist, die unter dem untersten Innenring 95 liegt und die Schaufelräder zentral stützt und die Pumpe zusammenhält
Am Kopf der obersten Pumpenstufe befindet sich die Stirnplatte 120, die ein Lager 123 trägt. Die Gesamtanordnung der zehn Zentrifugalpumpengehäuse und der Gehäusewand 60 ist durch die langen Bolzen 71 zusammengehalten, die sich durch Öffnungen an den Rändern der Stirnplatte 120 und Bodenplatte 61 erstrecken. Die äußere Umfangswand 128 der obersten Pumpenstufe bildet den Gasauslaßöffnungsanschluß 129.

Die Stirnplatte 120 trägt auf ihrer Oberseite einen elektrischen Antriebsmotor 134, dessen Nutenwelle 136 mit dem entsprechenden oberen Ende der Antriebswel-Ie 113 gekuppelt ist Die Anordnung der Innenringe (Kragen) 95,108 usw. mit den Schaufelrädern ist untereinander und mit der Deckelplatte 91 des Rotorkörpers durch die Mutter 116 fest verbunden und dadurch als

Einheit drehbar. Das mit Gewinde versehene untere Ende 137 der Antriebswelle 113 erstreckt sich durch eine öffnung 138 im oberen Stopfen 74 in das Einlaßrohr 63 und trägt Muttern 139, welche das Einlaßrohr halten. Das Rohr 63 hat einen Bodeneinlaß 140 für den zu behandelnden Schlamm und Austrittslöcher 141.

Die Entgasungsvorrichtung wird zusammengebaut, indem man nacheinander die Pumpenstufen auf die umgekehrte Antriebswelle 113 stapelt, die Mutter 116 gegen die Deckplatte 91 (= Bodenplatte der Pumpe) anzieht, dann den Hohlkörper 75 und das Gehäuse anfügt. Dann wird das Einlaßrohr 63 eingesetzt, und die Muttern 139 und 67 werden aufgeschraubt. Zuletzt werden die Muttern 72 auf die langen Bolzen 71 aufgeschraubt, um die zusammengesetzten Teile zu sichern. Wenn eine Entsandungseinrichtung benutzt werden soii, wird der Hohlring 87 mit seinen radialen Tragrippen und dem Anschlußrohr der Rippe 88 in den Ringraum zwischen dem Gehäuse 60 und dem Rotorkörper eingesetzt. Nach Aufstellen der zusammengesetzten Einheit kann der Motor 134 angefügt und durch Ankuppeln des Antriebszapfens der Nutenwelle 136 mit der Antriebswelle 113 verbunden werden.

Die F i g. 8 und 9 zeigen eine vorgeschaltete Gasabtrenneinrichtung, die wirksam wird, falls ein Gasstoß auftritt, also der Druck im Bohrloch so ansteigt, daß die Bohrlochsicherung (Preventer) schließt und das Bohrfluid durch die vom Preventer wegführende Drosselverzweigung umleitet. Die von der Drosselverzweigung kommende Leitung 160 mündet, wie gezeigt, tangential im Gehäuse 71 und leitet dadurch das stark mit Gas angereicherte Bohrfluid in eine Umlaufbahn im Ringraum 82 zwischen dem Gehäuse und dem Hohlkörper 75. Das freigesetzte Gas bleibt hier im Innenbereich des Ringraumes und steigt darin auf, so daß es durch Gasauslaßöffnungen 99 in die darüber liegende Saugpumpe gelangt Die flüssigen und festen Bestandteile des Bohrfluids haften durch Zentrifugalwirkung an der Gehäusewand und sinken bei ihrem Kreislauf im Ringraum etwas nach unten, worauf sie durch das im Ringraum tangential mündende Auslaßrohr 161 zu einem Abfackelkamin oder anderen Bereich geführt werden. Ein Teil der Energie des Bohrfluidstroms wird auf die vom Rotorkörper nach Art einer Turbine nach außen vorspringenden Rippen 162 abgegeben, um die Drehung des Rotorkörpers zu fördern.

Die in den F i g. 6 und 7 gezeigte Ausführungsform verkürzt erheblich den Rotorkörper und damit die gesamte Einheit. Der verkürzte Rotorkörper 145 hat Auslaßöffnungen 146 für entgasten Schlamm in seinen unteren Ecken, statt oben, wie bei Fig. 1. Schlammeinlaßrohr 147,148, Gehäuse 149 und gestapelte Zentrifugalgebläse 150, 151 usw. sind im allgemeinen ähnlich entsprechenden Teilen bei den vorangehenden Ausführungsformen. Die Schaufeln der Schaufelräder reichen an ihren inneren Enden bis zu etwas dickeren Nabenringen 152, die gegen Drehung auf der Antriebswelle 153 durch einen langen Keilstab 154 mit Kreisquerschnitt gesichert sind. F i g. 6 zeigt Schaufelradrippen 155, die sich vom Nabenring 152 tangential nach außen erstrekken.

Um die flache Bauweise des Rotorkörpers 145 zu kompensieren, sind das Einlaßrohr 147 und das Auslaßrohr 156 so lang im Verhältnis zur Höhe der Einlaßöffnungen 157 bezüglich der Schlammoberfläche, im Verhältnis zur Dichte des Schlammes und der durch die aufeinandergestapelten Gebläse erzeugten Saugleistung, daß der Schlamm nicht in die Gebläse gehoben werden kann.

Betrieb

Alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeiten im allgemeinen ähnlich. In Fig. 1 ist die Einheit vom Schwimmkragen gehalten, um die Einlaßöffnung 29 auf der richtigen Eintauchtiefe im gashaltigen Schlamm zu halten. In F i g. 4 ist das Schlammeinleitungsrohr 51 mit einem Teich oder Tank von verunreinigten Schlamm verbunden. In den F i g. 5 und 7 ist die Entgasungsvorrichtung in irgendeiner geeigneten Weise gehalten. Der verunreinigte Schlamm tritt am Boden des glockenförmigen Gehäuses 12 (Fig. 1) oder des Einlaßrohrs 13a (F i g. 4) oder 63 (F i g. 5) oder 147 (F i g. 7) ein, von wo er durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit und/oder die durch Drehung des Rotorkörpers sowie der Saugpumpe entwickelte Saugwirkung in den Rotorkörper gezogen wird. In Fig. 1 tritt der Schlamm durch die Einlaßöffnung 29 in den Rotor ein und wird in einer dünnen Schicht seitlich gegen die Wand 36 des Rotors verteilt. Etwas Gas wird außerhalb des Rotors freigesetzt und strömt durch das Gehäuse und den Hals 16 nach oben zum Gebläsegehäuse 17 und Gasauslaß 23. Der Rest des im Auslaßbereich 31,32,33 des Einlasses 29 freigegesetzten Gases wird in das Rohr 25 und von dort in das Schaufelrad 22 und zum Auslaß 23 gezogen.

Der gereinigte Schlamm und andere schwerere Bestandteile werden durch Zentrifugalwirkung gegen die Wand 36 des Rotors und längs dieser nach oben geschleudert, wie durch die Pfeile 54 gezeigt. Sand, der schwerer als der Schlamm ist, bleibt gegen die Wand 36 gedrückt und wird durch die Auslaßöffnungen 37 und das Rohr der Leitung 39 ausgetragen. Die an der Wand 36 haftende Sandschicht bewirkt, daß der Schlamm von der Wand 36 und den Auslaßöffnungen 37 entfernt gehalten wird und zu den oberen Auslaßöffnungen 45 strömt.

In der Ausbildungsform der F i g. 4 tritt das verunreinigte Fluid durch das Einlaßrohr 13a in das Gehäuse ein und wird wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform in den Rotorkörper gesaugt. Alle flüssigen und festen Stoffe treten durch die einzige Reihe von Auslaßrohren 52 aus.

Die Ausführungsformen der Fig. 5 und 7 sollen entweder teilweise untergetaucht, beispielsweise an einem Schwimmkragen, oder auf einer Plattform montiert gehalten sein, wobei das Einlaßrohr 63 und Auslaßleitung 68 jeweils mit einem Teich oder Tank für gashaltigen Bohrschlamm bzw. gereinigten Bohrschlamm verbunden sind, in F i g. 5 wird der Schlamm wie üben beschrieben durch Zentrifugalkraft sowie den Unterdruck im Rotor nach außen und oben getrieben. Das mehrstufige Gebläse liefert genügend Saugwirkung, um einen Rückfluß in den Rotor durch die Einlaßöffnungen 93 zu verhindern. Der entgaste Schlamm wird durch öffnungen 84 abgegeben, trifft auf die Gehäusewand, wo eine weitere Ausscheidung von Gas erfolgen kann, und strömt dann durch den Ringraum 82 nach unten. Am Boden des Ringraums erhält der Schlamm Impulse durch Axialstromflügel 81 und tritt schließlich durch die Auslaßleitung 68 aus. Im Ringraum 82 freigesetzte Gase können durch die Gasauslaßöffnungen 99 in die Saugpumpe gelangen. Die Gase treten schließlich am Kopf durch den Auslaß 129 aus.

Im Fall eines Druckstoßes im Bohrloch (»Kick«) werden vom Preventer durch die Leitung 160 (F i g. 8 und 9)

9

umgeleitete Fluide tangential in den Ringraum 82 einge-

\ leitet, wo sie zentrifugiert und entspannt werden, wodurch Gas in die Saugpumpe entweichen kann, deren

Wirkung durch die Turbinenwirkung des mit hohem

J Druck auf die Flügel 162 treffenden vom Bohrloch korn- 5

menden Fluids noch verstärkt wird.
Bei der Ausführungsform der F i g. 7 steigt der

Schlamm im Rotor bis nahe zur Höhe der zu den Gebläsen führenden Einlaßöffnungen 157 auf. Die höhere Lage dieser öffnungen gegenüber der Außenhöhe des gas- 10 haltigen Schlamms verhindert ein Einsaugen des
Schlamms in die Gebläse. Der entgaste Schlamm tritt
seitlich unten am Umfang durch Auslaßöffnungen 146
aus und strömt weiter durch das Auslaßrohr 156 nach
unten. 15

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entgasen von Bohrschlamm mir einem Gehäuse mit senkrechter Achse, das mindestens teilweise in den Bohrschlamm eintaucht und dort gehalten ist, einem Einlaß für den Bohrschlamm im unteren Bereich des Gehäuses, einem Auslaß für den behandelten Bohrschlamm nahe am Umfang des Gehäuses und einem Auslaß für Gase im oberen Bereich des Gehäuses, mit einem im Gehäuse gleichachsig gehaltenen und durch einen Motor angetriebenen Rotor und mit einem oberhalb des Rotors angeordneten, mit dem Gehäuse verbundenen, vom gleichen Motor angetriebenen Gasabzugsgebläse, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Hohlkörper (27, 36, 75) ausgebildet ist, der an seinem unteren Teil einen axialen Einlaß (29,140) für den gashaltigen Bohrschlamm und an seinem Umfang vom Einlaß (29,140) entfernt Auslaßeinrichtungen (45,84) für den Bohrschlamm aufweist, und daß das Gasabzugsgebläse mindestens ein Schaufelrad (22) aufweist, das in einem torusförmigen Gebläsegehäuse (ί7) läuft und mit dem Rotor starr verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasabzugsgebläse durch einen hohlen Hals (16) mit dem oberen Teil des Gehäuses verbunden und oberhalb des Spiegels des Bohrschlamms gehalten ist, in den das Gehäuse eintaucht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper in seiner Seitenwand zwei Gruppen von Auslaßeinrichtungen aufweist, nämlich mindestens eine Auslaßöffnung (45, 84) für Bohrschlamm und näher an der Einlaßöffnung (29) mindestens eine Auslaßöffnung (37,85), durch welche im Betrieb schwereres Feststoffmaterial, wie Sand, ausgetragen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch einen im Gehäuse gegenüber peripheren Auslaßöffnungen (37) des Hohlkörpers angeordneten, um den ganzen Umfang des Gehäuses reichenden und zu den Auslaßöffnungen offenen Ringkanal (38), der mit einem vom Gehäuse wegführenden Ableitungsrohr (39) verbunden ist und aus den öffnungen (37) des Hohlkörpers im Betrieb austretende verhältnismäßig schwere feste Teilchen, wie Sand, auffängt und abführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (60) und dem Hohlkörper (75) eine Ringkammer (82) vorgesehen ist und der Hohlkörper Auslaßöffnungen (84, 85) in verschiedenen Abständen von seinem Boden (76) aufweist, wobei durch die Auslaßöffnungen (84) Bohrschlamm in die Kammer (82) abgegeben wird und durch die näher am Boden (76) angeordneten Auslaßöffnungen (85), die nach außen weisende Nippel (86) aufweisen, Sand abgegeben wird, wobei die Nippel (86) in einem Hohlring (87) rotieren, der an der Gehäusewand durch radiale Rippen gehalten ist, wobei eine Rippe (88) hohl und an ein Sandauslaßrohr (89) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch auf der Außenseite des Hohlkörpers angeordnete Axialförderflügel (81) für den Bohrschlamm in der Kammer (62).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (75) an seinem Kopf einen Gasauslaß (93) aufweist und mk dem Gehäuse (60) eine Ringkammer (82) bildet, die an ihrem oberen Ende einen Gasauslaß (99) und im unteren Teil einen Auslaß (68) für entgasten Bohrschlamm aufweist, und daß das Gasabzugsgebläse mit den Gasauslaßöffnungen (93, 99) in Verbindung steht und mindestens ein starr mit dem Hohlkörper (75) verbundenes Schaufelrad (105, 107, 109) aufweist