振動分離器的製作方法

2023-07-14 08:32:11 2

專利名稱：振動分離器的製作方法
振動分離器 本申請要求2005年12月13日提交的美國臨時申請No. 60/750,090和2006年9月29日提交的美國臨時申請No. 60/827,453 的權益，它們的內容通過引用結合到本文中。
背景技術：
通常稱為"泥漿，，的油田鑽探流體在行業中用於多種目的。 在其所有功能中，鑽探泥漿可用作潤滑劑來冷卻轉動的鑽頭並促進更
快的切削速率。泥漿在表層混合，並經由鑽柱(drillstring)中的孔泵送 到鑽頭上，在此處泥漿經由多個噴嘴和開口流出，潤滑並冷卻鑽頭。 經由噴嘴流出後，"用過的"流體經由在鑽柱與所鑽的井眼(wellbore) 之間形成的環狀空間返回至表層。 此外，鑽探泥漿提供流體靜壓(hydrostatic pressure)柱或靜壓 頭，以防止所鑽的井"井噴"。此流體靜壓^J肖地層壓力(formation pressure),從而如果地層中受壓的沉積物被觸碰(breech)時可防止流體 噴出。對鑽探泥漿柱的流體靜壓力起作用的兩個因素是柱的高度(或深 度)(即，從表層到井眼底部的距離)和所使用的流體的密度(或其倒數， 比重)。在鑽探泥漿中混合了多種填充劑和潤滑劑，以獲得適合於待鑽 地層的類型和構造的混合物。由於泥漿的評定和混合過程費時而昂 貴，所以鑽井人公司和服務公司更願意回收返回的鑽探泥漿，並使之 循環以繼續使用。鑽探泥漿的另一個重要目的是將切削物從鑽頭中帶到表層。 當鑽頭在鑽孔底部粉碎或刮落巖石地層時，留下小片的固體材料。從 鑽頭上的噴嘴中流出的鑽探流體攪拌巖石和地層的固體顆粒並將巖 石和地層的固體顆粒帶到位於鑽柱與鑽孔之間的環狀空間內的表層。
因此，從環狀空間中流出井眼的流體是地層切削物在鑽探泥漿中的懸 浮物，並且在泥漿能夠被循環前必須將切削物顆粒除去。
—種用來從鑽探泥漿中除去切削物和其它固體顆粒的裝置 在行業內通常稱為"泥漿振動篩，，或"振動分離器"。泥漿振動篩是 振動的篩狀工作檯，返回的使用過的泥漿沉積在該工作檯上，並且通 過該振動的篩狀工作檯形成基本上清潔的鑽探泥漿。典型地，泥漿振 動篩為帶有通常穿孔的濾網底部的成角度的工作檯。返回的鑽探泥漿 沉積在泥漿振動篩的第一端。當鑽探泥漿穿過穿孔的篩網時，流體經 由孔眼下落到下面的貯液器中，從而留下固體顆粒物。傾斜角度與泥 漿振動篩工作檯的振動作用的組合使留下的固體顆粒能夠流動，直到
從泥漿振動篩的第二端上滑落。振動量和傾斜角度典型地可調節，以 適應不同鑽探泥漿的流率和鑽探泥漿中顆粒的百分比。當流體通過泥 漿振動篩的穿孔的底部後，流體可以或者立即在井孔中重新使用，或 者儲存用於測量和評定，或者該流體可通過另一個更小尺寸的泥漿振
動篩或其它i殳備，以進一步除去更小的切削物。在泥漿經由振動篩分離器和其它切削物清除裝置循環時，當
鑽井人衝洗井眼或者井眼的地質條件需要鑽探流體的特性改變時，供
料泥漿的流率可增加。流率可能增加到篩面的篩孔會變得被固體堵塞
的程度，這些固體沒有被足夠快速地清除，以允許供料泥漿中的流體
成分流過篩網。 在這種流率增加的過程中，為了防止有用的鑽探泥漿在篩面 的前邊緣上損失以及進入到切削物收集區中，分離器的前端通常被抬 高，使得篩面的前邊緣高於篩面的後邊緣。當分離器啟動時，篩面以 及篩面固定在其內部的籃子以所需的頻率並以預定的動作(諸如線性 的、橢圓的或圓形的形式)振動。當籃子和篩網以預定的頻率和動作振 動時，籃子彈性地固定在其上的殼體不振動。這經常導致在籃子的後 邊緣與殼體之間存在小的間隙。未過濾的鑽探流體經由所產生的間隙 直接排入已過濾的流體的收集區。如在振動分離器正常操作過程中那
樣，當分離器的前端升高時，未過濾的鑽探流體排入已過濾的流體中 的量在泥漿深度增加時會增加。將這種未過濾的流體引進第二級,灘 網，對於由振動分離器過濾的鑽探流體的質量會是一種改進。
篩網的狀況也會影響未過濾的鑽探流體與已過濾的鑽探流 體的混合。當鑽探流體的固體從鑽探流體中過濾時，組成篩面的線易 發生斷裂。這種斷裂在篩面的後部附近更普遍，在此處未過濾的鑽探 流體最初被引到篩面上。當線斷裂時，在篩網中形成孔或裂口並且變 大，這導致更多的固體穿過篩面。因為分離器典型地連續使用，所以 任何的修理操作或相關的停工期都儘可能地減少。通常，固體通過其 從鑽探流體中分離的分離器的篩網隨著時間的推移而被磨損並需要 更換。因此，分離器的濾網典型地構造成快速並輕鬆地拆卸和更換。 通常，通過只鬆開幾個螺栓即可將濾網從振動篩組件中提出，並在幾 分鐘之內完成更換。垂直布置的附加的篩面會使鑽探流體受到多個篩 網的作用，從而降低了在任何單個篩網中裂口或斷裂所造成的影響。 另外，單個篩網的更換可推遲，直到附加的篩網斷裂或直到鑽井操作 中有停工期。 許多分離器裝配的篩網具有比優選的目徑(mesh size)更小的 目徑。這導致除去粗大的固體，但是允許一些比優選的固體更大的固 體穿過篩網並保留在已過濾的鑽探流體中。在使用具有更大孔眼的篩 網的多個原因中，包括當流向振動篩分離器的流體中有湧動時能夠回 收鑽探流體的期望。通過在篩網中帶有更大的孔眼，可通過更多的流 體，並且被和切削物一起丟棄的流體更少。使用這種篩網的另一個原 因是增大分離器過濾鑽探流體的能力。在一段時間內，具有較小孔眼 的篩網不能過濾與具有較大孔眼的篩網所能過濾的鑽探流體等量的 鑽探流體。如果能夠提供更希望的目徑而不具有將鑽探流體損失到切 削物收集區的副作用，這將是一種改進。 振動篩的功率損失或功率波動降低振動篩的G-力，導致篩 分作用的效率下降。未過濾泥漿中的固體不再被推進到篩網的前部，
而是聚集在篩面上。隨著使用過的泥漿繼續提供到篩面上，振動不足 導致更大的固體停留在篩面上，引起篩面堵塞，使得大部分流體不能 穿過篩網的篩孔。如果不能迅速恢復足夠的功率，則未過濾的鑽探流 體將聚集在由傾斜的篩面、籃子的後壁和分離器的側壁所限定的空間 內，從而最終從篩面的前邊緣溢出到切削物的箱子或固體收集區中。 當鑽探流體溢出到切削物收集區中時，對切削物進行恰當的處置之前 通常需要對其進行額外的處理。儘管並不希望將未過濾的鑽探流體持 續地排放到用於已過濾的鑽探流體的收集區中，但是當與將有用的鑽 探流體損失到切削物收集區中相比較時，則寧可選擇這樣的結果。更 為優選的是單獨地收集未過濾的鑽探流體，用於經由振動篩再循環。
概述 —方面，本文所公開的實施例涉及用於從鑽探流體中分離固 體的裝置，該裝置包括具有兩個對置隔開的側壁的籃子，該側壁具 有第一端和第二端，該第一端通過連接到各側壁上的端壁隔開，該籃 子還包括底壁，經由該底壁限定了流體出口通道；多個篩面，篩面具 有前邊緣和後邊緣，並在該籃子內定位於側壁之間，且各篩面與相鄰 的篩面垂直地隔開，而且後邊緣與籃子的端壁隔開，其中各篩面的後 邊緣低於相應篩面的前邊緣；多個堰，各堰沿著相應篩面的後邊緣保 持並與端壁隔開，以在各堰和端壁之間限定流體通道，其中各堰具有 頂部邊緣，該頂部邊緣在相應篩面的後邊緣上方延伸至堰的高度，並 且頂部邊緣低於相應篩面的前邊緣；至少一個流導向器，該流導向器 在流體通道中截留未分離的鑽探流體，並將未分離的鑽探流體引到較 低的篩網上，而且其中在最下面的篩網與端壁之間的流體通道中的流 體被引到溢出流體的出口。 另一方面，本文所公開的實施例涉及用於從鑽探流體中分離 固體的裝置，該裝置包括具有兩個對置隔開的側壁的籃子，側壁具 有第一端和第二端，該第一端由連接到各側壁上的端壁隔開；多個篩
10
面，篩面具有前邊緣、後邊緣和一對隔開的側邊緣，該側邊緣在該前 邊緣與該後邊緣之間延伸，該篩面在籃子內定位於側壁之間，且各篩 面與相鄰的篩面垂直地隔開，並且後邊緣與籃子的端壁隔開，其中各 篩面的後邊緣低於相應篩面的前邊緣，而且最上面的篩面的側邊緣與 籃子的側壁隔開；多個堰，其中各堰沿著相應篩面的後邊緣保持並與 端壁隔開，以在各堰和端壁之間限定流體通道，其中各堰具有頂部邊 緣，該頂部邊緣在相應篩面的後邊緣上方延伸至堰的高度，並且頂部
邊緣低於相應篩面的前邊緣，而且各堰的高度可調節；至少一個流導 向器，該流導向器在流體通道中截留未分離的鑽探流體，並將未分離 的鑽探流體引到較低的篩網上；和一對對置的側壩，該側壩沿著最上 面的篩面的側邊緣的至少一部分保持，並與側壁隔開，以進一步限定 流體通道。 又一方面，本文所公開的實施例涉及用於從鑽探流體中分離 固體的裝置，該裝置包括具有兩個對置隔開的側壁的籃子，該側壁 具有第一端和第二端，該第一端由連接到各側壁上的端壁隔開；多個 篩面，該篩面在籃子內定位於側壁之間，且各篩面與相鄰的篩面垂直 地隔開，其中各篩面包括前邊緣、與前邊緣隔開並低於前邊緣的後邊 緣，和一對隔開的側邊緣，側邊緣在前邊緣與後邊緣之間延伸，而且 後邊緣與端壁隔開；堰，該堰沿著各篩面的後邊緣保持並與端壁隔開， 以在各堰和端壁之間限定流體通道，其中各堰具有頂部邊緣，該頂部 邊緣在相應篩面的後邊緣上方延伸至堰的高度，而且頂部邊緣低於相 應篩面的前邊緣；和至少一個流導向器，該流導向器在流體通道中截 留未分離的鑽探流體，並將未分離的鑽探流體卩1到較低的篩網上。
根據以下描述和所附的權利要求，所要求的主題的其它方面 和優勢將是明顯的。
附圖簡述 圖i是根據本文所公開的實施例的振動分離器的局部等軸視
圖。 圖2是根據本文所公開的實施例的振動分離器的示意性側視 圖。 圖3是根據本文所公開的實施例的振動分離器的局部等軸視 圖。 圖4是根據本文所公開的實施例的篩面和堰的局部等軸視 圖。 圖5是根據本文所公開的實施例的振動分離器的局部視圖。
詳細描述 —方面，本文所公開的實施例涉及泥漿振動篩，其具有排除 在篩面的前邊緣上的全部泥漿損失的篩網布置。具體地，本文所公開 的實施例涉及泥漿振動篩，其具有篩面、堰和流導向器的布置，該流 導向器將過量的流體引向後續的篩面或收集區，用於經由振動篩再循 環。 參照

圖1和3,顯示了根據本發明的一個實施例的振動篩。參 考標號IO通常指振動篩網分離器組件，該組件包括籃子12，籃子12 又包括具有開口 16的底壁14、 一對側壁18和20(側壁18顯示在圖3 中)以及端壁22。側壁18和20隔開並具有第一端和第二端。各側壁 18，22的第一端連接到端壁22上，其中端壁位于振動篩10的自由端 上。底壁14可連接到側壁18,20和端壁22的底部邊緣上。底壁14中 的開口 16用來將已過濾的流體從分離器10中導出，用於進一步的處 理、保存或重新使用。在一個實施例中，底壁14為具有多個開口 16 的結構。籃子12彈性地固定到殼體24上。殼體24可包括開口28， 該開口 28與底壁14中的開口 16流體連通。 一個或多個用於將運動 傳遞給籃子12的驅動器26(顯示在圖3中)連接到籃子12上。儘管為 了更好地顯示本發明的細節，驅動器26描繪在籃子12的側邊上，但 是可以理解，驅動器26可保持在位於側壁18和20之間的結構上並
跨過籃子12的頂部。多個篩面30在籃子12內定位於側壁18和20之間。篩面30 包括後邊緣34和前邊緣36,它們各具有端部，側壁位於該端部之間 以限定篩分區(screening area)。 各篩面的後邊緣34是面向籃子的端壁 22的邊緣。如可在圖2中更清楚地所見，在篩面30的後邊緣34與端 壁22之間形成空間。可以想到，各篩面30可包括多個單獨的篩網32。 備選地，對於具體的水平面，單個篩網可代表整個篩面。各篩網32 位於篩網支撐件38的頂部。儘管在圖中顯示為簡單地提供使各篩網 32的周邊可依靠在其上的表面，然而，可包括另外的交叉構件(未示 出)，以給各篩網32提供附加的支撐。提供了用於將各篩網32固定到 篩網支撐件38上的機構。可以想到，可利用對本領域常見的固定機 構。 本文為了說明的目的顯示了四個篩面。可以認識到，可提供 任意數目的篩面。為了關於篩面的一般性的說明使用了標號30。為了 具體層的特徵的說明，最上面的篩網標註為42，最下面的篩網標註為 50。中間的篩網在本文中標註為46和48,但是可以理解，中間的篩 網可被取消而並不背離本發明的範圍。 參照圖l和圖2，各連續的篩面30可具有更精細的篩網篩孔， 以在流體穿過系列篩面30時除去更細小的顆粒。頂部篩面42可具有 較大的孔眼，以僅僅除去鑽探流體44中最粗大的固體。第二篩面46 可具有較小的孔眼，以從已經由頂部篩面42過濾過的鑽探流體中分 離較小的顆粒。第三和第四篩面48和50可具有用來從鑽探流體中減 少甚至更細小的顆粒的目徑。 具有逐次更小的篩網孔眼的一個優勢在於較低的篩網50或較 低的篩網48和50可具有對應於分離器0所排出的流體中所需的最 大顆粒尺寸的目徑。因為4交大的過大尺寸的顆粒在頂部篩網42上除 去，所以這些較大的顆粒不會堵塞較低的篩網50。另外，篩面42,46,48 和50的多個層在任何給定的時刻均能夠比具有單個篩面的分離器處
理更大容量的流體。這又從分離器10中提供可與單個篩面的流體流 率相比的流體流率Q ^同時鑽探流體還呈現更細小的粒度級(CUt)。各篩面30可保持在籃子12中，使得其平行於其它的篩面30。 備選地，篩面30可相對於彼此以不同的角度定位，以優化切削物和 固體從鑽探流體中的分離。在至少一個實施例中，篩面30彼此不平 行，以優化切削物和固體從鑽探流體中的分離。例如，最上面的篩面 42可相對於地面成-15°至25。範圍內的角度，而第二篩面46相對於 最上面的篩網42處於0.5°至10°的範圍內。較低的篩面可相對於相 鄰的上面的篩面處於0.5°至10。的範圍內。沿著各篩面30的後邊緣34保持有堰52。各堰52向上延伸至 頂部邊緣54,該頂部邊緣54的高度是高出篩面30的堰的高度。篩面 30的傾斜導致堰52的頂部邊緣54相對於地面^f氐於相應篩面30的前 邊緣36。結果，釋放到頂部篩面42上的流體由篩面30、側壁18和 20以及堰52約束。因為堰的高度及篩面30的傾斜阻止流體溢出前 邊緣36，所以多餘的流體將溢出堰52。堰52與端壁22隔開，以限 定流體通道。當釋放到篩面30上的流體流以大於流體可以穿過篩網 孔眼的速率引入時，流體將從堰52上溢出到流體通道中，而不會從 前邊緣36上溢出。有利的是，鑽探流體不損失到切削物收集區中。 在一個實施例中，堰52附著在側壁18和20之間。在一個實施例中， 堰52的高度相對於篩面30可調節，以在篩面20不同的角度上優化 池(pond)的深度。堰52的高度在各篩網水平面上可調節，以在相應篩 面42，46，48, 50的具體的角度上優化池的深度。在一個實施例中，堰 52由最後端的篩網的篩網支架形成，儘管這導致在最後端的位置上不 能夠使用標準的篩網32。
參照圖2,流料箱(flowbox)40位於端壁22附近，並將待篩分 的供料流體44引到頂部篩面42上離開後邊緣34足夠靠前的位置， 以防止流體經由端壁22與堰52之間的流體通道直接流出。雖然描繪 為使流體44下落到篩面上，然而可以認識到，流料箱40可構造成沿
橫跨篩面30的方向引導流體44。供料流體44以供料流率Q八被引到 頂部篩面42上。由於篩面30的傾斜，供料流體依靠重力流向篩面30 的後邊緣34，直到被堰52止住。運行時，驅動器26以這樣的方式振 動所有的篩面30，使得太大而不能穿過篩孔的固體被推向前邊緣36， 並從分離器10中排出。這些由箭頭45表示的過大的固體以固體排出 速率Qs從頂部篩面30的前邊緣36上排出。流體和小顆粒以流率Q, 穿過頂部篩面42的篩網篩孔。流體和過小的顆粒以相應流率Qn,Qn.H 等穿過後續的篩面46,48,50中的篩孔落下。儘管在附圖中只描繪了四 個篩面30,但是，本領域的技術人員可以理解，可利用任意數目的篩 面。 流體和小於篩面30的篩孔的顆粒可以穿過篩網的篩孔表面。 然而，在某些情況下，供料流率Q,、大於固體排出的速率Qs與頂部篩 面42上流體穿過篩網篩孔的速率(^的聯合速率。在這種情況下，流 體44將溢出堰52的頂部邊緣54,而不會溢出頂部篩面42的前邊緣 36。當Q入大於Qs + Q,時，供料流體以速率Qw溢出堰52。該溢出流 率可表示為
Q、,Q人一 (Qs + QO 參照圖1和2,流導向器56定位於流動通道中以截留任何來 自上面相鄰的篩網上的溢出60，並將其引到下面相鄰的篩網上。在一 個實施例中，流導向器56包括流動表面58,其構造成將溢出60引導 至下面的篩面上預定的區域。在此實施例中，各流動表面58以這樣 的方式固定到籃子12上，使得任何來自上面相鄰的篩網上的溢出60 可以只被引到下面相鄰的篩網上。流動表面58可安裝在端壁22上， 並在各側壁18和20之間延伸，以接收來自堰52與端壁22之間的流 體通道的溢出60。流動表面58的前邊緣62可構造成以這樣的方式將 溢出60分散到下面相鄰的篩面上，使得由流到篩面30上所引起的沖 擊降低到最小程度。
在一個實施例中，如對於頂部篩面42所描述的那樣，第二篩
面46定位成前邊緣36'高於後邊緣34'。第二堰52'沿著第二篩面46的 後邊緣34'保持。可提供另外的篩面48,50,它們各具有高於相應後邊 緣34"， 34"'的前邊緣36", 36'"。堰52"和52'"分別靠著各篩面48和50 的後邊緣34", 34'"保持。如前所述，各堰52"和52"'具有相應頂部邊 緣54"和54"',它們分別低於前邊緣36"， 36'"。另外的流動表面58'位 於篩面46和48之間，而另 一個流動表面58"位於篩面48和50之間， 以分別將來自上面相鄰的篩面46或48的溢出引到下面相鄰的篩面48 或50的預定區域。
參照圖4，在一個實施例中，側壩64沿著篩面30的各側邊的 至少一部分定位。在此實施例中，側壩64從篩面30開始向上延伸， 並從堰52開始向前延伸，以防止流體和固體從側邊緣上繞過篩面30。 側壩64與側壁18和20隔開，以進一步限定流體通道。側壩64可包 含在篩面42,46,48和50中的一個或多個篩面上。側壩64可具有可調 節的高度，以在相應篩面42， 46, 48, 50的具體的角度上優化池深度。 在一個實施例中，最上面的篩面42包括側壩64，而下面的篩面46,48 和50在側壁18,20之間延伸。在此實施例中，多餘的流體溢出堰52 和側壩64進入流體通道中，並流到下一個4交低的篩網46上。
在一個實施例中，所有的篩面30均包括側壩64。在此實施例 中，流體通道在側壩64和側壁18,20之間以及在堰52與端壁22之間 延伸。流動表面56沿著延伸的流體通道設置，以將流從流體通道引 向下面相鄰的篩面30。 重新參照圖1和2，在最下面的篩面50下方，已過濾的流體 被從振動篩10中導出。在一個實施例中，在圖2中最好地描繪，來 自最下面的篩面50的流體的溢出可—皮引向出口 17。出口 17可將未過 濾的流體引向儲罐(未示出)，或穿過管路(未示出)用來經過振動篩10 再循環。已過濾流體的通道與未過濾流體的通道可由壁19隔開，以 保證未過濾的流體不汙染經由開口 16^M展動篩IO中導出的已過濾的 流體。在溢出條件到達最下面的篩網50的水平面的情況下，經由出
口 17引導的流體具有流率Qu,而經由開口 16引導的流體具有流率 QF。經由出口 17和開口 16兩者的聯合流率Q出優選地小於進入分離 器10的流率Q人，因為固體以流率Qs分離並排出。然而，開口 16和 出口 17—起應當配備成在功率間斷而流體繼續導向分離器IO的情況 下處理與Q人相當的流率。然而，在這種情況下，本發明防止鑽4笨流 體經過前邊緣36損失到固體排出區中。如本領域的技術人員會認識 到的，在鑽探流體從對應於頂部篩面42的堰52溢出的情況下，鑽探 流體可由下面的篩面46， 48, 50中的一個或多個篩面過濾。另外，在 分離器10完全喪失功率的最壞的情況下，鑽探流體將順序地注滿篩 面42,46, 48, 50，從對應的堰52, 52', 52"溢出，直到從對應於最下面的 篩面50的堰52"'溢出進入出口 17。如前文所述，此未過濾的泥漿可 從分離器10中導出，並重新處理或由附加的設備進行處理，以除去 固體。在一個實施例中，壁19和出口 17不存在，使得未過濾的流 體和已過濾的流體混合併一起經由開口 16流出。在此實施例中，在 溢出條件到達最下面的篩網50的水平面的情況下，從堰52"'上溢出的 流體也經由開口 16從分離器10中導出。因為固體以流率Qs分離並 排出，經由開口 16的流率Q出優選地小於進入分離器10的流率Q入。 但是，開口 16應當裝配成在功率間斷而流體繼續導入分離器IO的情 況下處理與Q入相當的流率。然而，在這種情況下，本發明防止鑽採: 流體越過前邊緣36損失到固體排出區。如本領域的技術人員會認識 到的，在鑽探流體溢出對應於頂部篩面42的堰52的情況下，鑽探流 體可由下面的篩面46， 48， 50中的一個或多個篩面進行過濾。另外， 在分離器10完全喪失功率的最壞的情況下，鑽探流體將順序地注滿 篩面42，46, 48， 50,從對應的堰52， 52', 52"上溢出,直至從對應於最下 面的篩面50的堰52"'上溢出而進入開口 16中。但未過濾的泥漿可從 分離器10中導出，這種泥漿可重新處理或由附加的設備進行處理， 以進一步除去固體。 參照圖5,在一個實施例中，流導向器56是位於分離器10 的自由端的管道系統66。該管道系統將溢出流體引到順序排列的篩面 30上。如圖5中所示，管道系統66具有上開口 74,此開口 74定位 成接收從頂部篩面42的堰52上溢出的流體。流體從上開口 74經由 管道被引到第一出口，該第一出口定位成將流體引到下一個篩面46 上。在一個實施例中，第一出口將流體引到下一個篩面46上，使得 流體被引導橫穿過篩面46，而不是下落到篩面46上。篩面46比第一 出口的寬度要寬。第一出口可沿著篩面46的後邊緣34的中部定位， 或者更靠近篩面46的一個邊或另一個邊定位。篩面46的後邊緣34 中沒有被第一出口供料的部分具有靠著這一部分保持的堰裝置52'。以 超出篩面46的容量的速率被引到第二篩面46上的流體將從堰布置52' 上溢出。 一些流體還可以後備在管道中，但是第一出口具有高於堰的 高度，使得當出現流率超出篩面46的容量的情況時，流體流將持續 從堰布置52'上流過。從堰裝置52'上溢出的流體在管道系統66中經由第二進口被 引入第二出口。第二出口將流體引到下一個篩面50上。與第一出口 相同，第二出口引導流體橫穿過篩面50。還如第一出口一樣，第二出 口所具有的寬度小於由第二出口供料的篩面50的寬度。堰52"靠著篩 面50的後邊緣34的其餘部分保持。於是，當流體以超出篩面50的 過濾容量的速率被引導橫穿過篩面50時，多餘的流體將從堰52"上溢 出。從堰52"上溢出的多餘的流體可通過管道系統被引向較低的篩網 系統。當流體到達最下面的篩網並且流率大於最下面的篩網的處理容 量時，流體將從靠著最下面的篩網的後邊緣保持的相關的堰上溢出。 然後，將流體引向保存區，用於經由振動篩再循環或進一步處理。
在一個實施例中，回流盤(flow back pans)82,86分別將已過濾 的流體引回到管道系統66中。在此實施例中，從堰52上溢出的未過 濾的流體和由回流盤82所截留的經由最上面的篩面42的過濾的流體 80均被引向管道系統66,並被引到較低的篩網46上。回流盤82,86
可包括在任意的和/或所有的篩面30下面。
儘管已經關於有限數量的實施例對所要求的主題進行了描
述，然而，受益於本公開的本領域的技術人員會認識到，可設計出並 不背離如本文所公開的所要求主題的範圍其它的實施例。例如，籃子
12可在一端提起，以調節篩面42,46，48, 50的角度，只要對應的前邊 緣36， 36'， 36", 36'"高於對應的堰52, 52', 52", 52'"的頂部邊緣54， 54', 54"， 54"'。備選地或附加地，單獨的篩面42, 46, 48， 50可成角度地調 節，只要對應的前邊緣36-36'，'高於對應的堰52-52'"的頂部邊緣 54-54'"。因此，篩面42,46,48, 50可一起調節或單獨調節，只要鑽探 流體從堰52-52'"上溢出，而不是從前邊緣36-36"'上溢出。在這一疊放 的篩網構造中可出現任意數目的篩面。因此，所要求的主題應僅由所 附的權利要求限制。
權利要求
1. 一種用於從鑽探流體中分離固體的裝置，包括:具有兩個對置隔開的側壁的籃子，所述側壁具有第一端和第二端，所述第一端由連接到各所述側壁上的端壁隔開，所述籃子還包括底壁，經由所述底壁限定了流體出口通道；多個篩面，所述篩面具有前邊緣和後邊緣，並且在所述籃子內定位於所述側壁之間，同時各篩面與相鄰的篩面垂直地隔開，並且所述後邊緣與所述籃子的所述端壁隔開；其中，各篩面的所述後邊緣低於相應篩面的所述前邊緣；多個堰，各堰沿著相應篩面的所述後邊緣保持並與所述端壁隔開，以在各堰和所述端壁之間限定流體通道；其中，各堰具有頂部邊緣，所述頂部邊緣在所述相應篩面的所述後邊緣上方延伸至堰的高度，並且所述頂部邊緣低於所述相應篩面的所述前邊緣；至少一個流導向器，所述導向器在所述流體通道中截留未分離的鑽探流體，並將所述未分離的鑽探流體引到較低的篩網上；並且其中，所述最下面的篩網與所述端壁之間的所述流體通道中的流體被引向溢出流體的出口。
2. 才艮據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述多個篩面中 的各篩面包括在所述前邊緣與所述後邊緣之間延伸的 一對隔開的側邊緣；其中，所述側邊緣與所述籃子的所述側壁隔開；並且 其中，所述裝置還包括一對對置的側壩，所述側壩沿著各篩面的所述側邊緣的至少 一部 分保持，並且與所述側壁隔開，以進一步限定在各堰和所述 側壁之間的所述流體通道；並且 其中，所述至少 一個流導向器進一步在所述流體通道中截留未分 離的鑽探流體流，並且將所述流引到所述下面相鄰的篩面 上。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 位於上部篩面下方的回流盤，所述回流盤將分離的流體引向所述流導向器。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述最上面的堰 相對於所述最上面的篩面可調節高度。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述各堰的高度 可調節。
6. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器還 包括將流體引到下面直接相鄰的篩面上的管道。
7. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器還 包括從所述端壁延伸的盤狀物，以從所述流體通道中截留流體流，並 且將所述流引到所述下面相鄰的篩面上。
8. 根據權利要求7所迷的裝置，其特徵在於，所述多個篩面中 的各篩面包括在所述前邊緣與所述後邊緣之間延伸的 一對隔開的側邊緣；其中，所述側邊緣與所述籃子的所述側壁隔開；並且 其中，所述裝置還包括一對對置的側壩，所述側壩沿著各篩面的所述側邊緣的至少 一部 分固定，並且與所述側壁隔開，以進一步限定在各堰和所述 側壁之間的所述流體通道；以及其中，所述盤狀物在所述流體通道中截留未分離的鑽探流體流， 並且將所述流^ j到所述下面相鄰的篩面上。
9. 一種用於從鑽探流體中分離固體的裝置，包括 具有兩個對置隔開的側壁的籃子，所述側壁具有第一端和第二端，所述第一端由連接到所述各側壁上的端壁隔開； 多個篩面，所述篩面具有前邊緣、後邊緣以及一對隔開的側邊緣，所述側邊緣在所述前邊緣與所述後邊緣之間延伸； 其中，所述篩面在所述籃子內定位於所述側壁之間，同時各篩面 與相鄰的篩面垂直地隔開，並且所述後邊緣與所述籃子的所 述端壁隔開；其中，各篩面的所述後邊緣低於相應篩面的所述前邊緣；其中，最上面的篩面的所述側邊緣與所述籃子的所述側壁隔開；多個堰，其中，各堰沿著相應篩面的所述後邊緣保持，並且與所述端壁隔開，以在各堰和所述端壁之間限定流體通道； 其中，各堰具有頂部邊緣，所述頂部邊緣在所述相應篩面的所述後邊緣上方延伸至堰的高度，並且所述頂部邊緣低於所述相應篩面的所述前邊緣； 其中，各堰的高度可調節；至少一個流導向器，所述流導向器在所述流體通道中截留未分離 的鑽探流體，並且將所述未分離的鑽探流體引到較低的篩網 上；以及一對對置的側壩，所述側壩沿著最上面的篩面的所述側邊緣的至 少一部分保持，並且與所述側壁隔開，以進一步限定所述流 體通道。
10. 根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括位於上部篩面下方的回流盤，所述回流盤將分離的流體引向所述 流導向器。
11. 根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器還包括將流體引到下面直接相鄰的篩面上的管道。
12. 根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器還 包括盤狀物，所述盤狀物從所述端壁延伸到所述流體通道中，並且位 於所述下面直接相鄰的篩面的上方。
13. 根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述最上面的篩 面包括^L粒篩。
14. 一種用於從鑽探流體中分離固體的裝置，包括 具有兩個對置隔開的側壁的籃子，所述側壁具有第一端和第二端，所述第一端由連接到所述各側壁上的端壁隔開； 多個篩面，所述篩面在所述籃子內定位於所述側壁之間，同時各篩面與相鄰的篩面垂直地隔開，其中，各篩面包括前邊緣、與所述前邊緣隔開並低於所述前邊緣的後邊緣以及一對隔開的側邊緣，所述側邊緣在所述前邊緣與所述後邊緣之間延伸，並且所述後邊緣與所述端壁隔開； 堰，所述堰沿著各篩面的所述後邊緣保持並且與所述端壁隔開，以在各堰和所述端壁之間限定流體通道； 其中，各堰具有頂部邊緣，所述頂部邊緣在相應薛面的所述後邊緣上方延伸至堰的高度，並且所述頂部邊緣低於所述相應篩面的所述前邊糹彖；以及 至少 一個流導向器，所述流導向器在所述流體通道中截留未分離的鑽探流體，並且將所述未分離的鑽探流體引到較低的篩網上。
15. 根據權利要求14所述的裝置，其特徵在於，各堰的高度可調節。
16. 根據權利要求15所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括位於上部篩面下方的回流盤，所述回流盤將分離的流體引向所述 流導向器。
17. 根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器 還包括將流體引到下面直接相鄰的篩面上的管道。
18. 根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，所述流導向器 還包括盤狀物，所述盤狀物從所述端壁延伸到所述流體通道中，並且位 於所述下面直接相鄰的篩面的上方。
19. 根據權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述最上面的 篩面還包括粗粒篩。
20. 根據權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述籃子中較 低的各篩面包括篩網，與所述籃子中較高的所述篩面相比，所述篩網 具有用於分離更精細固體的目徑。
全文摘要
公開了一種用於從鑽探流體中分離固體的裝置，該裝置包括具有兩個對置隔開的側壁的籃子，該側壁具有第一端和第二端，第一端由連接到各側壁上的端壁隔開，籃子還包括底壁，經由該底壁限定流體出口通道；多個篩面，篩面具有前邊緣和後邊緣，並在籃子內定位於側壁之間，同時各篩面與相鄰的篩面垂直地隔開，並且後邊緣與籃子的端壁隔開，其中各篩面的後邊緣低於相應篩面的前邊緣；多個堰，各堰沿著相應篩面的後邊緣保持並與端壁隔開，以在各堰和端壁之間限定流體通道，其中各堰具有頂部邊緣，該頂部邊緣在相應篩面的後邊緣上方延伸至堰的高度，並且頂部邊緣低於相應篩面的前邊緣；至少一個流導向器，該流導向器在流體通道中截留未分離的鑽探流體，並將未分離的鑽探流體引到較低的篩網上，並且其中最下面的篩網與端壁之間的流體通道中的流體被引向溢出流體的出口。
文檔編號B01D19/00GK101384326SQ200680052627
公開日2009年3月11日 申請日期2006年12月13日 優先權日2005年12月13日
發明者B·卡爾, N·布勞恩 申請人:M-I有限公司