用于使固體從含有固體的鉆井流體分離的設備和方法技術

本發明專利技術公開了一種用于使固體從含有固體的鉆井流體分離的設備，所述設備包括泥漿振動篩和篩網組件（300），所述泥漿振動篩包括基座和與所述基座隔開的篩籃（30），位于所述篩籃（30）內用于引導篩過的鉆井流體的流動托盤（301），所述篩網組件（300）包括至少一層篩分材料（299），具有周界的篩網支架（340），其中所述周界內具有至少一個支撐點，其特征在于，所述流動托盤（301）包括至少一個凸起部（313a-313e）以支撐所述篩網組件（300）。本發明專利技術還公開了一種用于使固體從含有固體的鉆井流體分離的設備，所述設備包括泥漿振動篩和篩網組件（300），所述泥漿振動篩包括具有側部支架（109，110）和布置在所述側部支架（109，110）之間的至少一個中間支架（313a-313e）的篩籃（30），所述篩網組件（300）包括支撐至少一層篩分材料（299）的篩網支架（340），所述篩網支架（340）具有由所述側部支架（109，110）支撐的至少兩個側部（352，353）和位于所述側部之間用于與所述至少一個中間支架（313a-313e）接合的至少一個支撐構件（358），其特征在于，所述篩網支架（340）還包括錐形表面（357）并且所述至少一個中間支架（313a-313e）具有錐形支撐表面（321，322），以使得在使用中，所述錐形表面（357）和所述錐形支撐表面（321，322）抵靠。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，特別但不排他地涉及用于使固體從含有固體的鉆井泥漿分離的設備和方法。本專利技術還涉及用于此目的的泥漿振動篩和篩網組件。
技術介紹
在油氣井的結構中進行鉆孔時，鉆頭布置在鉆柱端部，鉆柱旋轉以在地層中鉆出鉆孔。稱作“鉆井泥漿”的鉆井流體經由鉆柱泵送到鉆頭以對鉆頭進行潤滑。鉆井泥漿還用于將由鉆頭產生的切屑和其它固體通過形成在鉆柱和鉆孔之間的環形空間輸送至地面。鉆井泥漿的密度受到嚴格控制以避免鉆孔塌陷和確保最佳地進行鉆進。鉆井泥漿的密度影響鉆頭的鉆進速度。通過調節鉆井泥漿的密度，鉆進速度以可能避免鉆孔塌陷的方式改變。鉆井泥漿還可以輸送用于密封鉆孔的多孔部分的堵漏材料。還可以根據被鉆地層的類型調 節鉆井泥漿的酸性。鉆井泥漿含有特別昂貴的合成油基潤滑劑，因此通常回收和再使用用過的鉆井泥漿，但是這尤其需要將固體從鉆井泥漿中去除。這通過處理鉆井泥漿實現。處理的第一部分是使固體從含有固體的鉆井泥漿分離。這至少部分地利用振動分離器完成，諸如US5，265，730、W096/33792和W098/16328中公開的那些泥漿振動篩。可以使用諸如離心機和旋液分離器的進一步處理設備對固體泥漿進行進一步清理。固體包括于污染物和殘渣中。在鉆孔中的循環中通常有30-100m3的鉆井流體。對這里稱作“鉆屑”的所得固體進行處理以從固體中大體上去除全部殘渣和污染物。固體隨后可以丟棄在地下掩埋場或者傾瀉在產生固體的海洋環境中。替代地，固體可以作為建筑工業中的材料使用或者具有其它工業用途。泥漿振動篩通常包括底部敞開的篩籃，具有一個敞開的排出端和一個實心壁進給端。多個矩形篩網布置在篩籃敞開底部的上方。篩網可以為大體上平坦的或者具有輕微隆起。篩籃布置在彈簧上，位于接收回收的鉆井泥漿的容器上方。料車或泥漿槽設置在篩籃的敞開排出端的下面。馬達固定到篩籃上，其具有配置有偏心配重塊的驅動轉子。在使用中，馬達使轉子和偏心配重塊轉動，導致篩籃和固定于其上的篩網產生振動。含有固體的泥漿從篩籃的進給端引到篩網上。振動使鉆井泥漿與固體分離，鉆井泥漿穿過篩網并且固體留在篩網上方。振動還使固體沿著篩網朝向敞開的排出端運動。回收的鉆井泥漿接收在容器中以進一步處理，固體通過篩籃排出端流到泥漿槽或料車中。矩形篩網可以布置成與水平方向成一定角度，例如，從泥漿振動篩的進給端到排出端成7度傾斜。角度可以進行調節。篩網通常固定在篩籃中并且篩籃可以進行調節以調節篩網相對于水平方向的角度。含有固體的鉆井流體的流動可以在傾斜篩網上形成儲池。振動機構的作用使固體爬上傾斜篩網到達振動篩的排出端并進入泥漿槽或料車。通常，引起圓形振動的振動機構往往將固體以圓形運動從篩網甩到空氣中，常見于具有水平篩板的泥漿振動篩中。引起橢圓運動的振動機構使固體沿橢圓的長弦方向運動，通常在具有傾斜篩板的泥漿振動篩中使用，以使得在使用中，固體沿傾斜篩網向上的運動變得方便。具有引起極窄橢圓運動的振動機構的泥漿振動篩稱作線性泥漿振動篩并且導致固體沿著篩網快速運動，但是篩網由于固體在它們與篩網接觸時突然減速而受到迅速破壞。泥漿振動篩中使用的篩網在處理鉆井流體時經受大加速度和重載。需要大加速度以便產生穿過篩網的通過量并且在篩網上方輸送固體進行排放。泥漿振動篩振動驅動設備的尺寸設置成基于組件的總質量產生優化行程曲線，組件的總質量包括振動驅動設備、篩籃、篩網和位于其中的含有固體的鉆井流體，即所有被振動部件，基本上為彈簧支撐的質量。篩網被夾持或以其它方式緊固到篩籃上并且篩網支撐要處理的含有固體的鉆井流體。在組件中產生的運動典型地為簡諧運動，從其最低點開始，振動驅動設備、篩籃、篩網和含有固體的鉆井流體典型地以橢圓運動被向上加速，橢圓的最長弦通過大正加速度作用力設定為朝向篩籃前方大約45度，該大正加速度作用力朝向加速度值減小為零的中 間行程減少，隨后產生負加速度，將速度在行程頂點減少到最小。這個循環在下行行程重復進行，顯示為在速度最小的每個行程頂點經受大加速度值(正負)，在速度最大的行程中點加速度值為零。由于流體未物理附著到篩網上，篩網載荷根據行程周期進行變化。在向上行程期間，篩網被加速進入流體質量中從而產生通過量，隨后只要流體質量在行程底部由于重力再次落在篩網上則篩網在向下行程脫離流體質量加速，整個循環典型地以大約1800到2000rpm重復進行。為了獲得最佳性能，篩網總體上應當優選地作為一個整體移動，與篩籃的行程曲線匹配，并且所有的偏轉應當達到最小。篩網偏轉會導致更大的加速度值，導致過早磨損和篩網寬度上不均勻的載荷。假定還利用該運動輸送固體跨過篩網移動，則篩網的任何附加偏轉會導致跨過篩網寬度不均勻的輸送。現有技術已經顯示出篩網能夠跨越位于篩籃側部上的篩網夾具之間的距離，所述夾具用于將篩網夾持到篩籃上，但是這要求相當多的材料量以提供所需的剛性。這種方法的缺陷在于篩網通常更大更重，從而不便于操作并且制造成本更高。篩網通常為兩種類型之一鉤帶型；和預張緊型。鉤帶型篩網包括夾層狀的若干個矩形柵網層，通常包括一或兩層細柵網和具有較大篩孔和較大規格線材的支撐柵網。柵網層在每個側邊由形式為細長鉤的帶相連。在使用中，細長鉤鉤到沿著泥漿振動篩的每個側部布置的張緊裝置上。泥漿振動篩還包括一組冠狀支撐構件，其沿著振動篩的篩籃長度延伸，柵網層在其上方張緊。GB-A-1，526，663中公開了這類篩網的實例。支撐柵網可以設置有內部具有孔的嵌板或由其替代。預張緊型篩網包括若干個矩形柵網層，通常包括一或兩層細柵網和具有較大篩孔和較大規格線材的支撐柵網。柵網層預張緊在包括矩形角鋼框架的剛性支架上并附接到其上。篩網隨后插入布置在泥漿振動篩的篩籃中的C形槽導軌中。GB-A-1，578，948中公開了這類篩網的實例，GB-A-2, 176，424中公開了適于接收預張緊型篩網的泥漿振動篩的實例。W02004/035234公開了用于泥漿振動篩的篩網組件，所述篩網組件包括嵌板和支撐結構，所述嵌板具有設置有多個孔的區域并且至少一層篩分材料布置在所述多個孔上方。所述孔具有向下伸出的接片以給嵌板提供剛性。相鄰孔的接片形成嵌板突肋。支撐結構包括多個橫向支撐突肋。橫向嵌板突肋安放在橫向支撐突肋上。嵌板可從支撐結構上拆下。W003/013690和W02004/069374公開了包括篩網元件和單獨支架的篩網組件。篩網元件包括柵網嵌板和具有向下傾斜表面的側部傾斜的支撐構件。支架包括在每個側部具有側部傾斜表面的剛性框架。在使用時，篩網組件滑入泥漿振動篩的導軌中。致動布置在導軌中的充氣密封件以將側部傾斜的支撐構件推靠在剛性框架的傾斜表面上，從而使柵網嵌板在支架上方張緊。篩網元件可以包括輕質柔性多孔板。與泥漿振動篩相關的一個問題在于所用篩網會趨于堵塞，尤其是在固體為粘性例如粘土或者尺寸接近篩網篩孔尺寸時。后一種類型的堵塞稱作接近篩孔尺寸的顆粒堵塞。已經提出了許多方案解決該問題，例如GB-A-1，526，663中公開了篩網組件使用處于夾層結構的兩層篩分材料并且允許篩分材料層獨立移動以去除卡在任一篩網中的所有接近篩孔尺寸的顆粒。涉及可旋轉鼓式分離器的W001/76720還公開了使用位于多孔鼓外面的空氣噴嘴在干燥區內提供穿過多孔鼓的正壓空氣，從而確保孔不會被固體堵住。 有利地，使本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：G·A·伯內特，
申請(專利權)人：國民油井華高有限合伙公司，
類型：
國別省市：