[发明专利]用于监测分离筛的磨损及修理分离筛的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及在石油开采的钻孔期间使用的钻孔泥浆/颗粒分离筛或所谓“分离筛”。更具体地，本发明涉及用于清洗在钻孔泥浆/颗粒分离中使用的分离筛、检查分离筛、识别和记录（register）分离筛上的显著磨损并且在存在显著磨损时修理分离筛以及恢复分离筛以进一步在钻孔中使用的方法和设备。

石油钻井被执行，因为钻柱为空并运输钻孔液体流至具有喷嘴的钻头。钻孔流体将钻屑、岩石颗粒、砂土和金属颗粒形式的岩层岩体返回到表面。为了经由环形物将颗粒和钻屑一起带回并带出钻孔，钻孔液体具有高密度且可能有或没有触变性。这类钻孔液体是昂贵的液体，其应当以可能的最低程度被释放并应当以可能的最高程度被复原。在表面上，经由初分分离站的钻孔液体和钻屑通常包括振动或旋转筛网。

背景技术

振动筛网（1）在所谓的“振动器”中使用，用于捕捉和横向振动出返回的钻孔泥浆或钻孔液体的一部分，该钻孔泥浆或钻孔液体由钻屑、砂土和金属颗粒组成，而且振动筛网（1）用于使这种钻孔泥浆通过筛网而被过滤。钻孔泥浆通过一系列的一个或多个筛网（1），第一个筛网更粗，其移除越粗的颗粒，并之后通过更细及还更细的筛网。在框架中安置的这类筛网的示例如图1所示。

为了使所有大小的钻孔钻屑和颗粒穿过分离筛框架的边缘，整个筛组件被振动，以使小于分离筛网孔大小的钻孔液体液体部分和更细的颗粒将穿过筛网。还具有排布成无端带的筛网（1），这样排布以用于缓慢地旋转。分离筛可以包括约1×1m²的矩形主框架（2），并且在示例中显示了该主框架可以具有10行，每行具有20个矩形的长方形单元框架（22），每个单元框架支撑筛网的一部分。大多数分离筛框架（2）包括上筛网（1），该上筛网具有期望的网孔大小，如从用于非常粗的筛的2500μm（2.5mm）到20μm（0.020mm），所有网孔都具有垫布（support cloth）的垫料，其网孔大小在2500微米（2.5mm）或2000微米（2.0mm）或甚至1000微米（1.0mm）之间，其所有都是粗糙的并且耐用的。筛网（1）和垫布（11）可以通过粘合剂或硬化的接合剂的方式固定到单元框架（22）上，以使筛网和垫布不会互相振动和打磨，并因此阻止筛网被单元框架过度磨损，且进一步阻止垫布相对单元框架的磨损。

所谓的筛网的“切割点”通过颗粒的大小定义，所述颗粒具有在过滤器中被移除的给定可能性。通常，切割点可以被指示为诸如“D50500”和“D90500”，其定义了给定大小的颗粒被移除的可能性为50%和90%，这里为500gym。对于大于指示的“切割点”的颗粒，将被挑选出的颗粒的可能性更大。对于尺寸小于指示的“切割点”的颗粒，与泥浆一起通过的可能性更大。

背景技术存在的问题

筛网初始具有给定的“切割点”，其指示了筛网孔径的网孔大小分布，并间接指示了筛分的大小的颗粒哪个可以通过给定网孔大小分布的孔径。颗粒大小分布（PSD）影响了钻孔液体的性质并对例如关于用不同钻孔直径可以钻到什么程度产生影响，在其他因素中，涉及对有关钻柱上的液体压力和阻力（诸如转矩）的影响。B.Dahl、A.Saasen和T.H.Omland在石油勘探协会会刊中的文章SPE 103934“Successful Drilling of Oil and Gas Wells by Optimal Drilling Fluid Solids Control-a Practical and Theoretical Evaluation”，描述了筛网磨损的缺点。

一个明显的问题是，应当仅使期望大小的颗粒通过的筛网被磨损并形成孔洞，从而该筛网会使与将让垫布通过的颗粒一样粗的颗粒通过，在该示例中这可以是1000gm的标准网孔。因此在返回的钻孔液体中，用于进一步钻孔操作的期望颗粒大小分布和期望最大颗粒大小并没有被实际实现。这是一个已知的问题且钻孔程序在具有限制的情况下建立，其中人们预先知道的通过颗粒大小分布引起的该限制变得错误，也就是说，因筛网中更小或更大比例的开孔（h）而太粗。这使得钻孔过程不像使用根据过滤器的颗粒大小分布且实际实现它们的标称值那样所得到的结果一样好。