[发明专利]用于将固体从含有固体的钻井流体分离的泥浆振动筛和方法有效

专利信息
申请号: 201180021680.X 申请日: 2011-04-11
公开(公告)号: CN103153488B 公开(公告)日: 2017-07-28
发明(设计)人: G·A·伯内特;T·R·拉尔松 申请(专利权)人: 国民油井华高有限合伙公司
主分类号: B07B1/46 分类号: B07B1/46
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038 代理人: 王会卿
地址: 美国得*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 固体 含有 钻井 流体 分离 设备 方法
【说明书】:

为了保护从本PCT申请衍生的任何美国专利申请,本申请要求2010年4月30日提交的名称为“用于将固体从含有固体的钻井流体分离的设备和方法(Apparatus and Method for Separating Solids from a Solids Laden Drilling Fluid)”的USSN 12/771,201的优先权,或为USSN 12/771,201的继续,所述USSN 12/771,201为2009年6月24日提交的名称为“泥浆振动筛分流器(Shale Shaker flow Diverter)”的12/490,492的部分继续申请,12/490,492为2008年10月10日提交的名称为“用于回收堵漏材料和类似材料的系统和方法(Systems and Methods for the Recovery of Lost Circulation and Similar Material)”的美国申请序列号12/287,709的部分继续申请,上述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于将固体从含有固体的钻井流体分离的设备和方法,更特别地,但不排他地,涉及用于将固体从含有固体的钻井泥浆分离的设备和方法。本发明还涉及泥浆振动筛和用于其的筛网组件。

背景技术

在油或气井结构中钻出钻孔过程中,钻头布置在钻柱端部上,所述钻柱旋转来穿过地层钻出钻孔。已知为“钻井泥浆”的钻井流体通过钻柱泵送到钻头,以润滑钻头。钻井泥浆还用于将钻头产生的切屑和其他固体通过形成在钻柱和钻孔之间的环形空间运送到表面。严格控制钻井泥浆的密度来防止钻孔坍塌,并且确保钻井最佳地进行。钻井泥浆的密度影响钻头的穿透速率。通过调节钻井泥浆的密度,在可能造成钻孔坍塌损害时改变穿透速率。钻井泥浆也可运送用于密封钻孔的多孔部分的堵漏材料。钻井泥浆的酸性也可根据正在钻孔穿过的地层岩层的类型来调节。钻井泥浆尤其包含昂贵的合成油基润滑剂,并且因此通常回收和再使用已经使用过的钻井泥浆,但是这尤其需要将固体从钻井泥浆中去除。这通过处理钻井泥浆来实现。处理的第一部分是将固体从含有固体的钻井泥浆分离。这至少部分通过振动分离器实现,例如US 5,265,730,WO 96/33792和WO 98/16328中公开的泥浆振动筛。其他处理设备,例如离心机和旋流器可用于进一步清理固体泥浆。固体包括于污染物和残渣中。在钻孔中的循环中通常有30至100m3的钻井流体。

本文称为“钻屑”的所得固体经处理来从固体去除基本上全部残渣和污染物。然后可将固体扔到垃圾填埋场,或在海中倒入产生固体的环境中。替代地,固体可以作为建筑工业中的材料使用或者具有其它工业用途。

泥浆振动筛通常包括底部敞开的筛篮,所述筛篮具有一个敞开的排出端和实心壁进给端。多个矩形筛网布置在筛篮的敞开底部上方。筛网可基本上为平面状或具有轻微隆起。筛篮在用于接收回收钻井泥浆的容器上方布置于弹簧上。料车或沟槽设置在筛篮的敞开的排出端下方。马达固定到筛篮,具有设置有偏置配重块的驱动转子。使用中,马达使转子和偏置配重块旋转,这使筛篮和固定到其的筛网振动。含有固体的泥浆在筛篮的进给端处引入到筛网上。振动使钻井泥浆与固体分离,钻井泥浆穿过筛网并且固体留在筛网上方。振动还使固体沿着筛网朝向敞开的排出端运动。回收的钻井泥浆接收在容器中,以进一步进行处理,固体通过筛篮的排出端上方进入沟槽或料车中。

矩形筛网可关于水平方向成某个角度布置,例如从泥浆振动筛的自由端到排出端倾斜七度。该角度可以进行调节。筛网通常固定在筛篮中并且筛篮可以进行调节以调节筛网相对于水平方向的角度。含有固体的钻井流体的流动可以在倾斜筛网上形成储池。振动机构的作用使固体爬上倾斜筛网到达振动筛的排出端并进入沟槽或料车。

通常,产生圆形振动的振动机构倾向于将固体从筛网沿随机方向抛到空气中。产生椭圆形振动的振动机构将使固体沿椭圆的长弦的方向移动。具有产生非常窄椭圆的振动机构的泥浆振动筛称为线性泥浆振动筛,并且使固体沿筛网快速运动,但是筛网往往由于固体在其与筛网接触时突然减速而遭受快速损坏。

筛网通常为两种类型之一:钩带型;和预张紧型。

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