NL2013005B1

NL2013005B1 - Device for mechanically sieving a waste stream, such as drilling mud.

Info

Publication number: NL2013005B1
Application number: NL2013005A
Authority: NL
Inventors: Knijpstra Hette
Original assignee: Kig Heerenveen Bv
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2016-07-19
Also published as: NL2013005A

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting (1) voor het mechanisch zeven van een afvalstroom, zoals boormodder, omvattende ten minste twee zeven, middelen (4) voor het laten vibreren van de zeven, eerste aansluitmiddelen voor eerste transportmiddelen voor het transporteren van de afvalstroom naar de eerste zeef (10), opvangmiddelen voor het opvangen van een eerste filtraat afkomstig van de eerste zeef en een tweede filtraat afkomstig van de tweede zeef (20), tweede aansluitmiddelen voor tweede transportmiddelen voor het transporteren van het eerste filtraat naar de tweede zeef, en een afvoer voor de resterende afvalstroom aan het einde van de tweede zeef, waarin de tweede zeef fijner is dan de eerste zeef, waarin de tweede zeef boven de eerste zeef is gelegen, en waarin de tweede zeef losneembaar is bevestigd in de inrichting.The invention relates to a device (1) for mechanically sieving a waste stream, such as drilling mud, comprising at least two sieves, means (4) for vibrating the sieves, first connecting means for first conveying means for conveying the waste stream to the first screen (10), collecting means for collecting a first filtrate from the first screen and a second filtrate from the second screen (20), second connecting means for second transport means for transporting the first filtrate to the second screen, and a drain for the remaining waste stream at the end of the second screen, in which the second screen is finer than the first screen, in which the second screen is situated above the first screen, and in which the second screen is detachably mounted in the device.

Description

INRICHTING VOOR HET MECHANISCH ZEVEN VAN EEN AFVALSTROOM, ZOALS BOORMODDERDEVICE FOR MECHANICAL SEVENING OF A WASTE FLOW, SUCH AS DRILL MILL

De uitvinding betreft een inrichting voor het mechanisch zeven van een afvalstroom, zoals boormodder, omvattende ten minste twee zeven, middelen voor het laten vibreren van de zeven, eerste aansluitmiddelen voor eerste transportmiddelen voor het transporteren van de afvalstroom naar de eerste zeef, opvangmiddelen voor het opvangen van een eerste filtraat afkomstig van de eerste zeef en een tweede filtraat afkomstig van de tweede zeef, tweede aansluitmiddelen voor tweede transportmiddelen voor het transporteren van het eerste filtraat naar de tweede zeef, en een afvoer voor de resterende afvalstroom aan het einde van de tweede zeef, waarin de tweede zeef fijner is dan de eerste zeef, waarin de tweede zeef boven de eerste zeef is gelegen, en waarin de tweede zeef losneembaar is bevestigd in de inrichting.The invention relates to a device for mechanically sieving a waste stream, such as drilling mud, comprising at least two sieves, means for vibrating the sieves, first connecting means for first conveying means for conveying the waste stream to the first sieve, collecting means for collecting a first filtrate from the first screen and a second filtrate from the second screen, second connecting means for second transport means for transporting the first filtrate to the second screen, and a discharge for the remaining waste stream at the end of the second screen, in which the second screen is finer than the first screen, in which the second screen is situated above the first screen, and in which the second screen is detachably mounted in the device.

De inrichting volgens de uitvinding heeft tot doel om een aangeleverde afvalstroom optimaal in te dikken door vloeistof eraan te onttrekken. De inrichting volgens de uitvinding is universeel inzetbaar voor het scheiden van afvalstromen in een vaste en vloeibare fractie. De inrichting volgens de uitvinding is bijzonder geschikt voor het indikken van de afvalstroom afkomstig van boorprocessen, zowel van horizontale als verticale boorprocessen. De twee gangen leiden tot een optimale indikking.The device according to the invention has for its object to optimally thicken a supplied waste stream by withdrawing liquid from it. The device according to the invention can be used universally for separating waste streams into a solid and liquid fraction. The device according to the invention is particularly suitable for thickening the waste stream originating from drilling processes, both from horizontal and vertical drilling processes. The two courses lead to optimum thickening.

Door een fijnere zeef boven een grovere zeef te plaatsen wordt het weinige tweede filtraat uit de fijnere tweede zeef verwerkt in de afvalstroom op de eerste zeef. Het proces blijft dan goed beheersbaar.By placing a finer screen above a coarser screen, the few second filtrate from the finer second screen is processed in the waste stream on the first screen. The process then remains well manageable.

Een inrichting volgens de aanhef van conclusie 1 is bekend uit US2002/0104806.A device according to the preamble of claim 1 is known from US2002 / 0104806.

De inrichting volgens de uitvinding is compact uitgevoerd en kan gemakkelijk worden getransporteerd en tevens gemakkelijk worden opgenomen als onderdeel in een grotere inrichting, bijvoorbeeld voor het herwinnen van gebruikte boorvloeistof of boorspoeling. De kwetsbaardere fijnere zeef kan regelmatig verwisseld worden dankzij de losneembare bevestiging, die tevens een snelle wisseling mogelijk maakt zodat ongewenste stilstand van de inrichting tot een minimum beperkt kan blijven.The device according to the invention is of compact design and can easily be transported and also easily incorporated as part of a larger device, for example for recovering used drilling fluid or drilling mud. The more delicate, finer sieve can be changed regularly thanks to the detachable attachment, which also makes rapid change possible so that undesired downtime of the device can be kept to a minimum.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting geschikt voor het herwinnen van vloeistof en omvat de inrichting verder separatiemiddelen, bijvoorbeeld een aantal hydrocyclonen, voor het separeren van vloeistof uit het eerste filtraat voordat het eerste filtraat de tweede zeef bereikt. Bij voorkeur zijn de separatiemiddelen althans ten dele boven de tweede zeef aangebracht.In a first preferred embodiment, the device is suitable for recovering liquid and the device further comprises separation means, for example a number of hydrocyclones, for separating liquid from the first filtrate before the first filtrate reaches the second sieve. The separation means are preferably arranged at least partly above the second screen.

De uitvinding zal nu in meer detail worden beschreven onder verwijzing naar de figuren.The invention will now be described in more detail with reference to the figures.

Figuur 1 toont een schematisch aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding;Figure 1 shows a schematic view of a preferred embodiment of the device according to the invention;

Figuur 2 toont de inrichting uit figuur 1 schematisch in gedeeltelijk doorsnede-aanzicht; enFigure 2 shows the device of Figure 1 schematically in partial cross-sectional view; and

Figuur 3 toont de inrichting uit figuur 2 in combinatie met een verdere inrichting.Figure 3 shows the device from Figure 2 in combination with a further device.

Figuur 1 toont een inrichting 1 volgens de uitvinding voor het mechanisch zeven van een afvalstroom. In de getoonde en beschreven voorkeursuitvoeringsvorm bestaat de afvalstroom uit boormodder. In de context van de onderhavige aanvrage wordt onder boormodder een mengsel verstaan van grond en boorvloeistof of boorspoeling vermengd met vreemd materiaal, zoals hompen klei, schelpen, hout, grind/stenen alsmede allerhande afval meekomende uit een boorput.Figure 1 shows a device 1 according to the invention for the mechanical sieving of a waste stream. In the shown and described preferred embodiment, the waste stream consists of drilling mud. In the context of the present application, drilling mud is understood to mean a mixture of soil and drilling fluid or drilling mud mixed with foreign material, such as lumps of clay, shells, wood, gravel / stones and all kinds of waste coming from a borehole.

Inrichting 1 wordt op het relevante vakgebied ook al wel aangeduid als “shaker”.Device 1 is also referred to as a "shaker" in the relevant field.

Inrichting 1 omvat twee zeven 10, 20 en een aandrijving 4 voor het laten vibreren van de zeven. De aandrijving 4 en de twee zeven zijn opgenomen in een trilframe 3, dat middels veren 5 afsteunt op een bodemframe 2. Inrichting 1 is bestemd voor het ontvochtigen ofwel indikken van de boormodder. Tijdens vibratie van de zeven zal de boormodder in langsrichting van elke zeef worden voortbewogen, terwijl vloeistof vermengd met kleine deeltjes door de zeef onder invloed van de zwaartekracht naar beneden valt en een filtraat vormt.Device 1 comprises two sieves 10, 20 and a drive 4 for causing the sieves to vibrate. The drive 4 and the two sieves are accommodated in a vibrating frame 3, which is supported by means of springs 5 on a bottom frame 2. Device 1 is intended for dehumidifying or thickening the drilling mud. During vibration of the sieves, the drilling mud will be advanced in the longitudinal direction of each sieve, while liquid mixed with small particles falls down through the sieve under the influence of gravity and forms a filtrate.

Figuur 2 toont inrichting 1 gedeeltelijk in langsdoorsnede waardoor de stromingsrichting van de boormodder en het filtraat zichtbaar kunnen worden gemaakt met behulp van pijlen. Inrichting 1 is voorzien van een ingang 8 waardoor een stroom A van boormodder afkomstig uit een boorput wordt getransporteerd middels niet getoonde eerste transportmiddelen, waaronder pijpleidingen en pompmiddelen. De boormodder komt op de eerste vibrerende zeef 10 waar de eerste scheiding plaats vindt in een vaste fractie C, die in hoofdzaak vreemd materiaal omvat, en een filtraat B. Filtraat B wordt opgevangen in opvangmiddelen 11, die in verbinding staan met een niet getoonde opslagtank. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm zijn opvangmiddelen 11 gevormd door een opvangplaat, die in het bodemframe 2 is aangebracht. Deze staat in verbinding met een compartiment voor vuile vloeistof in de opslagtank of procestank. Nabij het einde van de eerste zeef 10 bevindt zich een afvoer 9 voor het afvoeren van het vreemde materiaal uit de boormodder.Figure 2 shows device 1 partly in longitudinal section whereby the direction of flow of the drilling mud and the filtrate can be made visible with the help of arrows. Device 1 is provided with an entrance 8 through which a stream A of drilling mud originating from a borehole is transported by means of first transport means (not shown), including pipelines and pumping means. The drilling mud arrives at the first vibrating sieve 10 where the first separation takes place in a solid fraction C, which essentially comprises foreign material, and a filtrate B. Filtrate B is collected in collecting means 11, which are connected to a storage tank (not shown) . In the shown preferred embodiment receiving means 11 are formed by a receiving plate, which is arranged in the bottom frame 2. This is connected to a dirty liquid compartment in the storage tank or process tank. Near the end of the first screen 10 there is a drain 9 for discharging the foreign material from the drilling mud.

Aandrijving 4 omvat bij voorkeur elektromotoren, bij voorbeeld twee elektromotoren, die zijn ingericht voor het laten bewegen van de zeven. De beweging kan een lineaire, circulaire, elliptische of elke andere geschikte beweging zijn die tot gevolg heeft dat het materiaal op de zeef zich in langsrichting van het ene uiteinde van de zeef naar het andere uiteinde voortbeweegt.Drive 4 preferably comprises electric motors, for example two electric motors, which are adapted to cause the sieves to move. The movement can be a linear, circular, elliptical or any other suitable movement that causes the material on the screen to move longitudinally from one end of the screen to the other end.

Figuur 2 illustreert de eerste gang van het indikken van de modderstroom. Figuur 3 illustreert de tweede gang daarvan. In figuur 3 is inrichting 1 opgenomen in een groter geheel. Inrichting 1 is opgesteld onder een aantal separatoren 12. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm zijn de separatoren zogenaamde (hydro)cyclonen. Een cycloon is een separator, die door middel van middelpuntvliedende krachten een mengsel van materialen kan scheiden op basis van dichtheidsverschillen. Met een hydrocycloon worden bijvoorbeeld zand en andere deeltjes met een hoger soortelijk gewicht uit vloeistof verwijderd.Figure 2 illustrates the first step of thickening the mud stream. Figure 3 illustrates the second course thereof. In figure 3, device 1 is included in a larger whole. Device 1 is arranged under a number of separators 12. In the preferred embodiment shown, the separators are so-called (hydro) cyclones. A cyclone is a separator that can separate a mixture of materials on the basis of density differences by means of centrifugal forces. With a hydrocyclone, for example, sand and other particles with a higher specific gravity are removed from liquid.

Het filtraat uit stroom B uit figuur 2 wordt als stroom D vanuit de opslagtank getransporteerd naar ingang 15 van de separatoren 12 middels (niet getoonde) tweede transportmiddelen, waaronder pijpleidingen en pompmiddelen. Het filtraat wordt in de cyclonen bewerkt. Een resulterende, schonere vloeistoffractie wordt in stroom E afgescheiden uit uitgang 13. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm dient uitlaat 13 van cyclonen 12 voor het afvoeren van boorspoeling, die is gesepareerd uit het eerste filtraat. Deze boorspoeling is in principe geschikt voor hergebruik. De herwonnen boorspoeling wordt opgevangen in een apart compartiment voor schone vloeistof in de opslagtank of procestank.The filtrate from stream B from figure 2 is transported as stream D from the storage tank to entrance 15 of the separators 12 by means of (not shown) second transport means, including pipelines and pumping means. The filtrate is processed in the cyclones. A resulting, cleaner liquid fraction is separated from stream 13 in stream E. In the preferred embodiment shown, outlet 13 of cyclones 12 serves to drain drilling mud separated from the first filtrate. This drilling mud is in principle suitable for reuse. The recovered drilling fluid is collected in a separate compartment for clean liquid in the storage tank or process tank.

Het bewerkte filtraat wordt getransporteerd via uitgang 14 als stroom F naar de tweede vibrerende zeef 20. Op analoge wijze als bij de eerste vibrerende zeef 10 beweegt het bewerkte filtraat in de richting van de pijlen in langsrichting naar het vrije uiteinde van zeef 20. Onderweg verlaat een tweede filtraat als stroom G de zeef 20 onder invloed van de zwaartekracht. Dit tweede filtraat wordt bij voorkeur op analoge wijze als het eerste filtraat opgevangen via opvangmiddelen 11 en naar het compartiment voor vuile vloeistof in de opslagtank geleid. Aan het uiteinde van de tweede zeef 20 bij afvoer 16 ontstaat een resulterende ingedikte afvalstroom (H).The processed filtrate is transported via output 14 as stream F to the second vibrating screen 20. The processed filtrate moves analogously to the first vibrating screen 10 in the direction of the arrows in the longitudinal direction to the free end of screen 20. Leave on the way a second filtrate as stream G through the screen 20 under the influence of gravity. This second filtrate is preferably collected in an analogous manner as the first filtrate via collecting means 11 and fed to the dirty liquid compartment in the storage tank. At the end of the second screen 20 at outlet 16, a resulting thickened waste stream (H) is formed.

De eerste zeef 10 is een grove zeef met een maaswijdte, die bij voorkeur 2-10 mm of groter is. De tweede zeef 20 is een relatief fijne zeef, in elk geval fijner dan de eerste zeef, met een maaswijdte die bij voorkeur ligt tussen 0,01 en 1 mm.The first screen 10 is a coarse screen with a mesh size, which is preferably 2-10 mm or larger. The second screen 20 is a relatively fine screen, in any case finer than the first screen, with a mesh width that is preferably between 0.01 and 1 mm.

De eerste zeef 10 is vast gemonteerd in inrichting 1 en is bij voorkeur van slijtvast, duurzaam materiaal vervaardigd. De tweede zeef 20 is volgens de uitvinding losneembaar gemonteerd in de inrichting 1. De tweede zeef 20 is van een kwetsbaarder materiaal gemaakt, bijvoorbeeld geweven doek en dient regelmatig te worden vervangen.The first screen 10 is fixedly mounted in device 1 and is preferably made of wear-resistant, durable material. According to the invention, the second screen 20 is detachably mounted in the device 1. The second screen 20 is made of a more vulnerable material, for example woven cloth, and must be replaced regularly.

Geschikte zeven voor de eerste zeef 10 zijn op het vakgebied bekende, zogenaamde "industry decks”. Dit zijn industriële zeven, die bekend zijn voor gebruik bij zandwinning, mijnbouw en het aanleggen van tunnels. Industriële zeven hebben in het algemeen de volgende kenmerken. Industriële zeven zijn niet zelfdragend. Ze kunnen bijvoorbeeld vervaardigd zijn als polyurethaan paneel, dat oprolbaar kan zijn. Industriële zeven hebben een ondersteuning nodig om in vorm te komen en te blijven vanwege het gebrek aan eigen stijfheid, en dienen opgespannen te worden in een frame. Industriële zeven worden altijd permanent gemonteerd.Suitable sieves for the first sieve 10 are known in the art, so-called "industry decks". These are industrial sieves known for use in sand extraction, mining and tunneling. Industrial sieves generally have the following characteristics. sieves are not self-supporting, for example they can be made as a polyurethane panel that can be rolled up Industrial sieves need support to get and stay in shape due to the lack of own stiffness and must be clamped in a frame. seven are always mounted permanently.

Industriële zeven worden pas gewisseld wanneer ze versleten zijn. Het bevestigingssysteem is niet ingericht om dit type zeef eenvoudig en snel te wisselen.Industrial sieves are only changed when they are worn out. The mounting system is not designed to easily and quickly change this type of screen.

De shaker machine en daarmee het proces dienen relatief langere tijd stil gelegd te worden. Een voorbeeld van een dergelijke zeef is een in de handel verkrijgbare zeef uit de "cliptech" lijn van Ludwig Krieger. Deze zeven zijn in hoofdzaak stevig in één richting en behoeven ondersteuning middels permanente montage.The shaker machine and thus the process must be stopped for a relatively long time. An example of such a screen is a commercially available screen from the "clip-tech" line by Ludwig Krieger. These sieves are substantially sturdy in one direction and require support by permanent mounting.

Geschikte zeven voor gebruik als tweede zeef 20 in inrichting 1 zijn op het vakgebied bekend als “oil field sereens”. Dit zijn olieveldzeven, die bekend zijn voor gebruik bij boringen in het kader van oliewinning met in het algemeen de volgende kenmerken. Olieveldzeven omvatten een zevend materiaal en een subframe waarin een of meerdere lagen van het zevend materiaal aangebracht zijn. Het subframe is vervaardigd van een materiaal met een hoge stijfheid, bijvoorbeeld staal of composiet, waardoor het zeefdek vorm en werking behoudt. Olieveldzeven zijn ontwikkeld voor quasi-permanente montage, d.w.z. voor verwisseling indien de situatie of de samenstelling van de te zeven emulsie daarom vraagt. Een voorbeeld hiervan is een olieveldzeef van de VSM 300 lijn, die door diverse producenten in de handel wordt gebracht of een olieveldzeef MD3 van producent M-l Swaco.Suitable sieves for use as a second sieve 20 in device 1 are known in the art as "oil field sereens". These are oil field sieves, which are known for use in oil extraction drilling with generally the following characteristics. Oilfield sieves comprise a sieving material and a subframe in which one or more layers of the sieving material are arranged. The subframe is made of a material with a high rigidity, for example steel or composite, whereby the screen deck retains its shape and function. Oilfield sieves have been developed for quasi-permanent assembly, i.e. for exchange if required by the situation or the composition of the emulsion to be sieved. An example of this is an oil field screen from the VSM 300 line, which is marketed by various producers or an oil field screen MD3 from producer M-1 Swaco.

Olieveldzeven zijn losneembaar bevestigbaar. De bevestiging is ingericht om de zeven eenvoudig en snel te wisselen, waarbij de machine en het proces niet of nauwelijks stil gelegd hoeven te worden. Voorbeelden van een losneembare bevestiging zijn wiggen of mechanische of pneumatische inklemmingsrails.Oilfield sieves are detachably attachable. The attachment is arranged to change the sieves easily and quickly, whereby the machine and the process hardly need to be stopped. Examples of a detachable attachment are wedges or mechanical or pneumatic clamping rails.

Voor het verwisselen van de tweede zeef 20 is inrichting 1 voorzien van een klemrail 6 met een aandrijving 7. Deze aandrijving 7 is bij voorkeur pneumatisch of hydraulisch. Klemrails 6 zijn ingericht voor het inklemmen van een frame, waarin zeef 20 is opgespannen. Zeef 20 met opgespannen frame vormt een zogenaamd zeefdek.For exchanging the second screen 20, device 1 is provided with a clamping rail 6 with a drive 7. This drive 7 is preferably pneumatic or hydraulic. Clamping rails 6 are adapted to clamp a frame in which screen 20 is clamped. Sieve 20 with stretched frame forms a so-called sieve deck.

De maatvoering van de klemrails 6 kan worden aangepast voor samenwerking met zeven van de VSM 100 lijn, die door verschillende producenten worden geleverd.The dimensions of the clamping rails 6 can be adjusted for cooperation with sieves from the VSM 100 line, which are supplied by different producers.

Hoewel de inrichting volgens de uitvinding is geïllustreerd aan de hand van het ontvochtigen van een modderstroom afkomstig uit een boorput zal het duidelijk zijn dat de inrichting volgens de uitvinding ook voor andere toepassingen geschikt is.Although the device according to the invention has been illustrated on the basis of the dehumidification of a mud stream originating from a borehole, it will be clear that the device according to the invention is also suitable for other applications.

De onderhavige uitvinding berust op het inzicht dat een afvalstroom, bijvoorbeeld een stroom boormodder, optimaal kan worden ingedikt in twee gangen.The present invention is based on the insight that a waste stream, for example a stream of drilling mud, can be optimally thickened in two courses.

In de eerste zeefgang wordt de afvalstroom over een eerste, grovere, vibrerende zeef geleid om te worden gescheiden in grof afval en filtraat. In de tweede zeefgang wordt het filtraat over een tweede, fijnere, vibrerende zeef geleid om te resulteren in tweede filtraat en een ingedikte afval stroom. Bij boormodder vindt optioneel een additionele bewerking van het eerste filtraat plaats tussen de eerste en de tweede zeefgang om boorspoeling of boorvloeistof te herwinnen uit het eerste filtraat.In the first screen run, the waste stream is passed over a first, coarser, vibrating screen to be separated into coarse waste and filtrate. In the second screen run, the filtrate is passed over a second, finer, vibrating screen to result in a second filtrate and a thickened waste stream. In drilling mud, optionally, additional processing of the first filtrate takes place between the first and the second sieve run to recover drilling mud or drilling fluid from the first filtrate.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de beschreven en getoonde voorkeursuitvoeringsvorm, maar strekt zich uit tot elke uitvoeringsvorm die valt binnen de reikwijdte van de beschermingsomvang, zoals gedefinieerd in de conclusies en bezien in het licht van de voorgaande beschrijving en bijbehorende tekeningen.The invention is of course not limited to the described and shown preferred embodiment, but extends to any embodiment that falls within the scope of the scope of protection, as defined in the claims and viewed in the light of the foregoing description and accompanying drawings.

Claims

Device for mechanically sieving a waste stream, such as drilling mud, comprising at least two sieves, means for causing the sieves to vibrate, first connecting means for first conveying means for conveying the waste stream to the first sieve, collecting means for collecting sieves a first filtrate from the first screen and a second filtrate from the second screen, second connecting means for second transport means for transporting the first filtrate to the second screen, and a discharge for the remaining waste stream at the end of the second screen, wherein the second screen is finer than the first screen, wherein the second screen is located above the first screen, characterized in that the second screen is detachably mounted in the device.

Device as claimed in claim 1, wherein the device further comprises separation means, for instance a number of hydrocyclones, for separating liquid from the first filtrate before the first filtrate reaches the second sieve.

Device as claimed in claim 2, wherein the separation means are arranged at least partially above the second screen.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the second screen is an industrial screen and wherein the first screen is an oil field screen.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the second sieve comprises a sieving material and a subframe of a material with a high rigidity, for example steel or composite, in which one or more layers of the sieving material are arranged.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the first screen is manufactured as a polyurethane panel.