[发明专利]振动分离器的滤网

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求了2006年9月29日提交的美国临时专利申请 No.60/827577的权益，其内容由此被引用作为参考。

技术领域

在这里所披露的实施方案大体上涉及泥浆振动筛和用于泥浆振动筛 的滤网。具体地说，在这里所披露的实施方案涉及构成用来接合楔状滤网 框的泥浆振动筛。

背景技术

通常被称为“泥浆”的油田钻井液在工业中具有多种用途。在其许多 功能中，钻井液用作冷却旋转钻头的润滑剂并且有利于加快切削速度。钻 井液在表面处混合并且通过钻杆柱向下泵送给钻头，在那里它通过各种喷 嘴和孔口离开，从而对钻头进行润滑和冷却。在通过喷嘴离开之后，“用 过的”流体通过形成在钻杆和钻出的井身之间的环状空间返回到表面。

另外，钻井液静液压柱或压头以防止所钻探的油井“井喷”。如果地 层内的受压沉积物被后压(breeched)，则所述静液压抵销地层压力由此防止 泥浆喷出。产生钻井液柱的液静压的两个因素是该钻井液柱自身的高度(或 深度)(即，从井身表面到底面的垂直距离)和所使用的流体密度(或其倒数， 比重)。根据所要钻探的地层的类型和结构，将各种填充剂和润滑剂混入钻 井液以获得适当的混合物。通常，增加溶解在钻井液基体中的填充剂溶质 的量能够产生出更重的钻井液。太轻的钻井液不能防止地层喷出，而太重 的钻井液会过度侵入地层。因此，要花费大量时间和仔细考虑以便确保最 佳的钻井液混合物。因为钻井液测定和混合过程费时并且花费高，所以钻 探工人和服务公司喜欢要求返还收回的钻井液并且使其再生以便继续使 用。

钻井液的另一个重要目的是将岩屑从钻头带到表面上。由于钻头粉碎 或刮削钻井底部处的岩层，所以留下许多固体材料碎片。从在钻头上的喷 嘴处退出的钻探流体(或钻井液)用于搅拌岩石和地层的固体颗粒并且将其 在钻杆柱和钻孔之间的环形空间内运送到表面。因此，从环形空间排除钻 孔的流体是一种在钻井液内融入地层岩屑的浆体。在将所述泥浆重复利用 并且再次通过钻头的喷嘴向下泵送之前，必须要去除所述岩屑颗粒。

用于将岩屑和其它固体颗粒从钻井液中去除的一种设备在工业中一 般被称为“泥浆振动筛”。泥浆振动筛，也被称为振动分离器，为振动的 筛状工作台，返回的用过的钻井液放置在其上并且干净的钻井液通过其流 下。通常，泥浆振动筛具有大体上带有孔的滤网底部的倾斜工作台。返回 的钻井液在顶部沉积，并且当钻井液沿斜面朝下端行进时，流体通过穿孔 落到下面的容器，并将固体颗粒材料留下。泥浆振动筛的倾斜角度与振动 动作的组合使得剩下的固体颗粒流动直到它们从泥浆振动筛台的下端落 下。上述设备是本领域普通技术人员所公知的其中一种泥浆振动筛。在可 选的泥浆振动筛中，振动筛的顶缘相对于下端更靠近地面。在这种振动筛 中，该倾斜角度会要求颗粒沿着大体上向上的方向运动。在还有其它的泥 浆振动筛中，工作台可以不倾斜，因此振动筛自身的振动动作可以使得颗 粒/流体能够分离。但是，现有的泥浆振动筛的工作台倾斜和/或设计变化 不应该被认为是对本发明进行限制。

优选的是，泥浆振动筛工作台的振动量和倾斜角度可以调节以适应各 种不同的钻井液流速和在钻井液中的颗粒百分比。在流体通过泥浆振动筛 的带孔底部之后，它可以立即返回到井筒中使用，存储以便测量和评价， 或者通过另外一个设备(例如，干燥振动筛、离心机或更小型的泥浆振动筛) 以去除更小的岩屑和/或颗粒状材料。

泥浆振动筛所用的滤网通常按照大体上水平的方式放置位于振动筛 中的篮框内的大体上水平的底座或支撑件上。这些滤网本身是平坦的或近 似平坦的、波纹状、带凹陷的或包含突起表面。其中安装有滤网的篮框可 以朝着泥浆振动筛的排出端倾斜。泥浆振动筛向篮框以及滤网施加迅速的 往复运动。将要与颗粒分离的材料浇到振动筛的后端上，从而朝着篮框的 排出端流动。不能运动穿过滤网的大颗粒保留在滤网顶部上，并且朝着用 来收集它们的篮框的排出端运动。更小的颗粒和流体流过滤网并且收集在 位于滤网下方的底座、容器或盘中。