A Bohrspülungszentrifuge ist ein wichtiges Gerät zur Feststoffkontrolle. Sie trennt in erster Linie Feststoffe von der Bohrspülung. Dadurch bleiben die Eigenschaften der Flüssigkeit erhalten und die Bohreffizienz wird verbessert. Das wichtigste Funktionsprinzip ist die Zentrifugalsedimentation. Es nutzt die Zentrifugalkraft der Hochgeschwindigkeitsrotation, um eine Fest-Flüssig-Trennung zu erreichen.
Arbeitsprinzip einer Bohrspülungszentrifuge
Eine Bohrspülungszentrifuge nutzt die Hochgeschwindigkeitsdrehung einer rotierenden Trommel (in der Regel 1500-4000 U/min) zur Erzeugung einer starken Zentrifugalkraft. Die Bohrspülung gelangt durch den Einlass in die Trommel. Die Zentrifugalkraft schleudert die dichteren Feststoffpartikel (z. B. Bohrklein und Schwerspat) an die Innenwand der Trommel, während sie die weniger dichte flüssige Phase (Wasser und Öl) in der Mitte konzentriert und so eine Fest-Flüssig-Trennung bewirkt.
Trennungsprozess
Sedimentationszone: Die Bohrspülung bildet in der Trommel eine ringförmige Flüssigkeitsschicht, in der sich feste Partikel allmählich an der Innenwand absetzen.
Schubzone: Ein Differential steuert den Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Förderschnecke und der Trommel und drückt abgesetzte Feststoffe in Richtung der Austragsöffnung am kleinen Ende der Trommel.
Flüssigkeitsrückgewinnung: Die abgetrennte klare Flüssigkeit fließt durch die Überlauföffnung am großen Ende der Trommel ab und fließt zurück in den Bohrspülungszirkulationssystem.
Funktion des Differentials
Das Differential ist ein Kernstück der Zentrifuge. Verstopfungen werden durch die Steuerung des Drehzahlunterschieds zwischen der Trommel und dem Schneckenförderer verhindert. Dieser Unterschied (in der Regel 10-100 U/min) sorgt für einen kontinuierlichen, stabilen Ausstoß von Feststoffen aus der Austragsöffnung.
