[发明专利]用于从载有固体的钻井泥浆中分离出固体的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从载有固体的流体中分离出固体的设备和方法，并且更特别地但不排他地涉及一种用于从载有固体的流体钻井泥浆中分离出固体的设备和方法。

背景技术

在多种产业中使用振动分离器来分离物料，例如从固体分离出液体或从固体分离出固体。通常，这种分离器具有安装在接收容器或储罐中或上方的篮或其他滤筛保持或安装设备和用于振动篮并且因此振动滤筛的振动设备。一个或多个滤筛安装在篮中。要处理的物料通过使其直接流到滤筛上的方式或通过使其流入容器、储罐或“泥浆储罐”中然后再从此流到滤筛上的方式从上方导向滤筛。而且，在一些多滤筛设备中，物料通常水平或倾斜向上地从一个滤筛流至另一个滤筛，以及，在某些系统中，物料从上部滤筛流动到可能具有相同等级或更细等级的下部滤筛上。

在构建油井或气井的钻井眼过程中，钻头布置在钻柱的端部上并且被转动以钻出井眼。称作“钻井泥浆”的钻井流体通过钻柱被泵送到钻头从而润滑钻头。钻井泥浆还被用于将钻头所产生的钻屑以及其它固体经由在钻柱与井眼之间形成的环形空间输送到地面。钻井泥浆包含以昂贵的合成油为基础的润滑剂，因此通常回收并且再次使用用过的钻井泥浆，但这需要从钻井泥浆中除去固体。这通过处理钻井流体来实现。该处理过程的第一部分是从载有固体的钻井泥浆中分离出固体。这可利用振动分离器至少部分地完成，所述振动分离器比如在US5,265,730、WO96/33792和WO98/16328中公开的泥浆振动筛。

泥浆振动筛通常包括具有一个开放的排出端和实心壁供给端的底部开放的篮。如GB-A-2,176,424所公开的那样，许多矩形滤筛布置在篮中，所述篮保持在位于篮壁上的C槽形导轨中。篮布置在用于接收回收的钻井泥浆的接收器上方的弹簧上。料斗或沟渠设置在篮的开放排出端的下方。马达固定到篮上，该马达具有设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转动，从而使篮和固定到篮上的滤筛振动。载有固体的泥浆在篮的供给端处被导入到滤筛上。振动运动使固体沿着滤筛向开放的排出端运动。钻井泥浆流过滤筛。回收的钻井泥浆被接收在接收器中用于进一步处理，并且固体通过篮的排出端进入沟渠或料斗中。在一些泥浆振动筛中，物料通常水平或倾斜向上地从一个滤筛流向另一滤筛，并且在某些泥浆振动筛中，物料从上部滤筛流到下部滤筛上。

滤筛通常为下述两个类型之一：钩带式；和预张紧式。

钩带式滤筛包括夹层状的若干个矩形网丝层，通常包括一层或两层细等级的网丝和具有较大网孔和较粗规格金属丝的支承网丝。网丝层在每个侧边处通过细长钩形式的带连接。使用中，细长钩钩到沿泥浆振动筛的每一侧布置的张紧设备上。泥浆振动筛还包括冠状支承构件组，其沿着振动筛的篮的长度延伸，网丝层在该支承构件组上方被张紧。在GB-A-1,526,663中公开了这类滤筛的实例。支承网丝可以设有其内带孔的板或可以由其内带孔的板代替。

预张紧式滤筛包括若干个矩形网丝层，通常包括一层或两层细等级的网丝和具有较大筛孔和较粗规格金属丝的支承网丝。网丝层在包括矩形角钢框架的刚性支承件上被预张紧并且附接到其上。滤筛然后插入到布置在泥浆振动筛的篮中的C槽形导轨中。在GB-A-1,578,948中公开了这类滤筛的实例。

在PCT公布号No.WO01/76719中公开了已知刚性支承件的另一个实例，其尤其公开了其内带孔的平板状部分和折叠形成支承结构的翼状部分，其可由单片材料制成。该刚性支承件已经被申请人赋予商标“UNIBODY”。

滤筛中的网丝层频繁地磨损，因此需要易于更换。泥浆振动筛的尺寸通常约为5英尺宽、10英尺长。尺寸为5英尺宽、10英尺长的滤筛很难操纵、更换和运输。人们已知在单个泥浆振动筛中使用两个、三个、四个或更多个滤筛。当前使用的滤筛的标准尺寸是大约4英尺x3英尺。

美国专利再版号No.25,774在图1中公开了一种具有倾斜底部并且容纳液体的容器，滤筛组件的中间部分浸在液体中，滤筛组件具有排出管，固体物料被引入容器和滤筛组件之间，使得粗的固体落到容器的底部并且沿倾斜底部清除出去，筛分出的液体和细颗粒流动穿过滤筛组件并且通过排出管流出。图2示出了一种用于湿筛分已细分的固体物料的设备，其中，设备包括将供料导入其中的固定箱、用于在固定箱中搅拌供料的叶轮、位于固定箱下方的用于收集沉淀的粗粒部分的锥形部分，跨过固定箱的顶角的滤筛，该滤筛由磁性振动器或机械振动器振动，细粒部分穿过滤筛并收集在流水槽中。