[发明专利]立式切屑干燥机

说明书

立式切屑干燥机(“VCD”)可用于从夹带液体中分离固体颗粒。在一些实例中，VCD包括与内部擦拭器壳体同轴安装的筛网，该内部擦拭器壳体承载擦拭器，其扫除筛网和擦拭器壳体之间的环形空间。VCD可以具有通过驱动轴连接到筛网的第一马达和通过单独的驱动轴连接到擦拭器壳体的第二马达。控制器可以独立地控制第一马达和第二马达的速度，以独立地施加到被处理材料的离心力的大小以及被处理材料在环形空间中的停留时间。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请序列号62/329,943的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于处理含固体流的分离装置，更具体地，涉及用于处理含固体流的立式切屑干燥机装置。

背景技术

立式切屑干燥机(“VCD”)是钻井工业中用于将钻屑与夹带液体分离的分离装置。例如，在石油工业中，VCD可以使用单独的昂贵且环境敏感的钻井液，这些钻井液来自在钻头钻入地下时产生的土钻屑。在典型的应用中，钻井液中流化的钻屑从井筒中抽出并输送到流动线振动系统，该系统在钻屑和钻井液之间进行大量分离。这可以产生湿钻屑流，例如，其含有残余油、水和/或钻井液。为了进一步将固体钻屑与夹带的液体分离，钻屑可以通过VCD以进一步将固体颗粒物质与夹带的液体分离。

在实践中，在VCD上处理的钻屑流的特征可以广泛变化。例如，发生钻井的区域的地质、引入井中的钻井液的类型、以及VCD之前的上游处理单元的配置都可以影响由VCD接收的钻屑流的特征。能够改变VCD的操作特性和性能以解决钻屑流中的任何变化，可以为操作员提供过程控制和灵活性，以避免过程扰乱并最大化流体回收。

发明内容

一般而言，本发明涉及一种立式切屑干燥机以及包含这种立式切屑干燥机的技术和系统。在一些实例中，VCD包括与擦拭器壳体同轴且安装在擦拭器壳体外部的筛网。例如，筛网和擦拭器壳体可以都是圆锥形的并且在部件之间具有环形处理空间而彼此分开。在操作中，筛网和擦拭器壳体都可以旋转，以对被处理的流体施加离心力，并影响流体上的分离。例如，当用于处理包含湿钻屑的钻屑流时，钻屑流可以通过VCD顶部的入口引入环形处理空间。筛网和擦拭器壳体都可以旋转，以向环形空间中的钻屑流提供离心力。擦拭器壳体可以以与筛网不同的速度旋转，以使向外延伸的擦拭器刮片扫过擦拭器壳体和筛网之间的环形空间，有助于防止堵推材料垂直向下穿过环形处理空间。当钻屑流被推进通过VCD时，夹带的液体可以通过筛网并通过一个出口排出，而残留的固体切屑向下通过环形空间并通过不同的出口排出，从而分离钻屑所携带的液体与固体切屑本身。当然，VCD可以用于处理湿钻屑之外的需要组分分离的其他材料。

根据本公开的一些实例，VCD配置有两个马达，其独立地驱动筛网和擦拭器壳体的旋转运动。例如，一个马达可以通过一个或多个可旋转轴的直接机械连接装置连接到筛网，而另一个马达通过一个或多个可旋转轴的直接机械连接装置连接到擦拭器壳体。每个马达的速度可以独立变化，以独立地设定筛网和擦拭器壳体的旋转速度。

由于各种原因，配置带有两个马达的VCD以独立驱动筛网和擦拭器壳体可能是有用的。作为一个例子，马达可以允许施加到被处理的流的力的大小独立于VCD内的流的停留时间而变化。通常，赋予被处理流的离心力的大小取决于筛网旋转的速度。相比之下，VCD内的流的停留时间与VCD上的吞吐量或处理速率成反比，由筛网和擦拭器壳体之间的速度差决定。增加速度差异会增加材料通过VCD的速度，并相应地减少材料在VCD中的停留时间。降低速度差会降低材料通过VCD的速度，并相应地增加材料在VCD中的停留时间。