[发明专利]用于从含固体的流体中分离固体的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从含固体的流体中分离固体的装置和方法，而且更特别地涉及，但不排除，一种用于从含有固体的流体钻井泥浆中分离固体的装置和方法。

背景技术

振动分离器广泛应用于多种工业以分离原料(比如从固体中分离液体或从固体中分离固体)。典型地，这种分离器具有安装在接收池或接收罐中或其上方的篮子或其他筛的保持装置或安装装置，以及具有用于振动篮子从而振动所述筛的振动装置。一个或多个筛被安装在篮子中。将待处理原料从上方引入筛，即：或者通过将所述待处理原料直接流到筛上，或者通过先将所述待处理原料流入容器、罐、或“贮存处”，然后再从这些地方继续流到筛上。而且，在一些多筛装置中，原料通常水平地或向上地从一个筛流到另一个筛上，以及在某些系统中是从上筛流到下筛上，所述下筛可以具有相同等级的筛或更细等级的筛。

在油井或气井的建造中的井眼钻进过程中，钻头被布置在钻柱的一端并被旋转以钻井眼。钻井液(即通常所说的“钻井泥浆”)被泵送通过钻柱到钻头以便润滑钻头。钻井泥浆也用于将由钻头产生的钻屑和其他固体通过钻柱和井眼之间形成的环形空间带到地面。钻井泥浆包含昂贵的合成油基润滑剂，因此通常要回收并重新使用用过的钻井泥浆，但这需要将固体从钻井泥浆中除去。这可通过处理钻井液来实现。处理过程的第一部分是从含固体的钻井泥浆中分离固体。这至少可用振动分离器(比如在US 5,265,730、WO 96/33792和WO98/16328中公开的那种泥浆振动筛)来部分实现。

泥浆振动筛通常包括一种开放底的篮子，所述篮子具有一个开放的排放端和一个实心壁进料端。许多矩形筛被布置在篮子中，所述篮子被位于篮子壁上的C-槽形轨保持，比如在GB-A-2,176,424中所公开的。篮子被布置在用于接收被回收的钻井泥浆的接收器上方的弹簧上，料斗(skip)或沟渠(ditch)设在篮子的开放的排放端的下面。马达被固定在篮子上，所述马达具有设有偏置配重块的驱动转子。在使用中，马达旋转转子和偏置配重块，引起篮子和固定在篮子上的筛振动。含固体的泥浆被引入篮子的进料端，进而引到筛上。振动运动导致固体沿着筛朝开放的排放端移动。钻井泥浆穿过筛。被回收的钻井泥浆被接收在接收器中用于进一步处理，而且固体越过篮子的排放端进入料斗或沟渠中。

筛通常是钩条型和预张型这两种类型中的一种。

钩条型筛包括几层层叠的矩形筛眼层，通常包括一层或两层精细筛眼和支撑筛眼，所述支撑筛眼具有更大的筛眼孔和更重规格的金属丝网。筛眼层由伸长钩形式的条在每个侧边连接在一起。在使用中，伸长钩被进而钩到张紧装置上，所述张紧装置沿泥浆振动筛的每一侧布置。泥浆振动筛还包括一套冠形支撑构件，所述支撑构件的走向沿着振动器的篮子的长度方向，在振动器的上方，筛眼层被张紧。在GB-A-1,526,663中公开了这种类型筛的实例。可以设有支撑筛眼或由其中具有孔眼的板代替支撑筛眼。

预张型筛包括几层矩形筛眼层，通常包括一层或两层精细筛眼和支撑筛眼，所述支撑筛眼具有更大的筛眼孔和更重规格的金属丝网。筛眼层被在由矩形角钢架构成的刚性支撑上预张紧并附着在所述刚性支撑上。然后将筛插入布置在泥浆振动筛的篮子中的C-槽形轨中。在GB-A-1,578,948中公开了这种类型筛的实例。

在PCT出版物No.WO 01/76719中公开了一种公知刚性支撑的另一个实例，尤其公开了其中具有孔眼的类似平板部和折叠形成支撑结构的翼部，所述刚性支撑由单片材料制成。这种刚性支撑已经被申请人以商标“UNIBODY”转让。

筛中的筛眼层经常磨损，因此需要可易于更换。泥浆振动筛通常定制为5ft(英尺)宽和10ft长。尺寸为5ft宽×10ft长的筛不易操作、更换和运输。公知在单个泥浆振动筛中使用两个、三个、四个或多个筛。当前使用的筛的标准尺寸定制为4ft×3ft。

美国再颁专利No.25,774中公开了图1中的容器，所述容器具有斜底并用于容纳流体，筛组件的中间部分被浸入流体中，所述筛组件具有排放管，固体原料被引入容器和筛组件之间，以使粗粒的固体落入容器底部并被沿着斜底清除，已被筛分的流体和细颗粒流动通过筛组件并从排放管流出。图2显示了一种用于湿细分固体原料的装置，所述装置包括将进料引入其中的固定箱体；在固定箱体中用于搅拌进料的叶轮；位于固定箱体下面的锥形部，用于收集沉降的粗粒组分；横跨固定箱体顶部角的筛，所述筛被磁振动器或机械振动器振动，细粒组分穿过筛并被收集到洗涤槽中。