BR122017014864B1 - Método e sistema para processamento de material de detritos de perfuração - Google Patents
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Abstract
método e sistema para processamento de material de detritos de perfuração, apresenta um método para seletivamente reter o material dos detritos de perfuração em um processo para mover os detritos de perfuração, o aparelho compreendendo um recipiente (2) com uma primeira abertura (7) através da qual o material dos detritos de perfuração é passível de introdução no recipiente (2) e uma segunda abertura (9) através da qual o material dos detritos de perfuração é passável para fora do recipiente (2), caracterizado pelo fato de que o aparelho ainda compreende o aparelho de movimento (21, 26), o aparelho de movimento compreendendo um membro de movimento (1) dentro do recipiente (2) e móvel adjacente à segunda abertura (9) de modo a facilitar a passagem do material dos detritos de perfuração para a segunda abertura.
Description
(54) Título: MÉTODO E SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO (51) Int.CI.: E21B 21/06; E21B 41/00 (30) Prioridade Unionista: 22/06/2004 US 10/875,083 (73) Titular(es): VARCO l/P, INC.
(72) Inventor(es): GEORGE ALEXANDER BURNETT; DAVID WOOD; KENNETH WAYNE SEYFFERT; WILLIAN CHRISTIAN HERBEN; JAMES MICHAEL MCINTOSH; COLIN CRABB
1/69 “MÉTODO E SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL
| DE DETRITOS DE | PERFURAÇÃO - | Dividido | do | PI 0511406-3 |
| depositado em: 17. | 06.2005 | |||
| [001] | A presente | invenção | se | refere a um |
| aparelho e método | para mover os | detritos | de | perfuração e, |
especialmente, entre outros, para mover detritos úmidos de perfuração produzidos na construção de um poço de óleo ou gás ou detritos úmidos-secos de perfuração antes que os detritos de perfuração tenham sido movidos por uma distância substancial e, subseqüentemente, movendo os detritos secos de perfuração.
[002] Ao perfurar um buraco na construção de um poço de óleo ou gás, uma broca é disposta na extremidade de uma coluna de broca e é girada para perfurar o buraco. Um fluido de perfuração conhecido como “lama de perfuração é bombeado através da coluna de broca até a broca para lubrificar a broca. A lama de perfuração também é utilizada para transportar os detritos produzidos pela broca e outros sólidos até a superfície através de um anel formado entre a coluna de broca e o buraco. A lama de perfuração contém lubrificantes caros à base de óleo sintético e, portanto, é normal a recuperação e re-uso da lama de perfuração usada, porém, isso exige que os sólidos sejam removidos da lama de perfuração. Isso é obtido através do processamento do fluido de perfuração. A primeira parte do processo é separar os sólidos da lama de perfuração carregando sólidos. Isso é parcialmente realizado com um separador vibratório, tal como aquelas mesas vibradoras de xisto divulgadas em US 5.265.730, WO 96/33792 e WO 98/16328.
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2/69 [003] Outros equipamentos de processamento, tal como centrifugas e hidrociclones, podem ser utilizados para limpar novamente a lama dos sólidos. Os sólidos estão cobertos em contaminantes e resíduos.
[004] Os sólidos resultantes, conhecidos pelo presente como “detritos de perfuração são processados para remover substancialmente todos os resíduos e contaminantes dos sólidos. Os sólidos podem então ser descartados em um aterro ou através do descarte no mar no ambiente do qual o sólido se originou. Alternativamente, os sólidos podem ser utilizados como um material na indústria de construção ou possuir outras utilizações industriais. Os sólidos são normalmente processados na terra utilizando métodos revelados, por exemplo, em nosso Pedido PCT co-pendente, Publicação N° WO 03/062591. Este equipamento de processamento pode ser disposto próximo a um equipamento de óleo ou gás. Alternativamente, o equipamento de processamento pode ser situado na terra longe de uma plataforma de óleo com base em marina ou distante de um equipamento com base na terra. Portanto, os sólidos devem ser transportados do ponto de saída dos agitadores, centrífugas e hidrociclones para o equipamento de processamento de sólidos. Em determinados sistemas da técnica anterior, os detritos de perfuração oleosos são carregados em recipientes, caçambas ou caixas de detritos que são levantados por um guindaste em um barco de fornecimento. Alternativamente, isto pode ser em parte ser realizado através da utilização de uma vala fornecida com um parafuso acionador para transportar os sólidos úmidos aos recipientes de armazenamento. Tal sistema é revelado em nosso Pedido PCT co-pendente, Publicação N° 03/021074. Os detritos
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3/69 de perfuração sendo processados por uma mesa vibratória de xisto podem conter aproximadamente 10% a 20% de umidade (óleo, água) por peso.
[005] Agora é freqüentemente desejável e/ou exigido de modo legislativo para transportar os detritos de perfuração recuperados a um local de processamento na costa de modo a remover substancialmente todo o óleo e contaminante nos mesmos com a finalidade de que os detritos de perfuração possam ser descartados ou utilizados de modo ambientalmente seguro e amigável. Os órgãos ambientais em todo o mundo estão propondo uma política de “descarte zero a partir dos equipamentos a pouca distância da costa. A perfuração contínua em um equipamento de óleo a pouca distância da praia é comum e os detritos de perfuração são armazenados no equipamento até que possam ser transportados por navios conhecidos como barcos de fornecimento, os quais coletam os detritos de perfuração de óleo e os levam a outro local para processamento adicional. Ainda há a necessidade de armazenar de modo eficaz e eficiente os detritos de perfuração oleosos no equipamento e também uma necessidade de armazenar de modo eficaz e eficiente os detritos nos barcos de fornecimento. Os sólidos podem possuir um fluido, tal como água, adicionado a eles para formar uma pasta fluida. A pasta fluida pode ser bombeada em navios, caminhões, caçambas ou sacos para ser movida ao local de processamento. Alternativamente ou adicionalmente, os sólidos úmidos dos recipientes de armazenamento podem ser movidos utilizando um gás comprimido, conforme revelado na Publicação PCT N° 00/76889 através de tubos.
[006] A técnica anterior revela diversos métodos para transportar pasta fluida de baixa densidade e
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4/69 sólidos secos de partículas de baixa densidade, e o transporte de pasta fluida de alta densidade não-contínua de material úmido de partícula de alta densidade utilizando pressão pneumática positiva. Muitas pastas fluidas de baixa densidade tipicamente possuem partículas misturadas com ar com uma gravidade específica menor do que 1,0. A técnica anterior revela diversos métodos que empregam o transporte a vácuo de sólidos de partículas de alta e baixa densidade.
[007] Deste modo, lidar com o problema de transporte, isolamento e armazenamento de pasta fluida de baixa densidade, material de partícula de alta densidade, e especificamente, entre outros, detritos de perfuração de campo petrolífero ou outro material de descarte oleoso/úmido utilizando pressão pneumática positiva contínua.
[008] A WO 00/76889 revela um sistema para transportar detritos de perfuração na forma de uma pasta fluida não-livre, o sistema compreendendo um recipiente de pressão com uma porção de descarga de tremonha cônica, com um ângulo de cone suficiente para induzir o fluxo de massa. Os detritos de perfuração são armazenados em um equipamento e barco de fornecimento em recipientes de armazenamento ISO, os quais possuem porções de descarga de tremonha cônicas, de modo que os recipientes de container de tamanho ISO podem ser descarregados ente si no equipamento e navio e entre o navio e o porto. Esses containeres ISO são muito altos e a quantidade de detritos de perfuração armazenados nos mesmos é limitada devido à baixa porção de convergência dos recipientes.
[009] A Patente Alemã N° DE 40 10 676 revela um aparelho para transportar esgoto ou concreto. O aparelho
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5/69 compreende um recipiente de pressão com uma abertura de alimentação e um transportador parafusado sob a mesma. As pás atuam como um misturador e forçosamente preenchem o transportador parafusado através de uma abertura no recipiente de pressão. O esgoto ou concreto é movido pelo transportador parafusado em um bocal no qual o ar comprimido é aplicado para mover o esgoto ou concreto ao longo de um tubo em um fluxo contínuo.
[010] A Patente do Reino Unido N° GB-A-2, 330, 600 revela um sistema para transportar detritos de perfuração de óleo de um equipamento para a costa. O sistema compreende as etapas de misturar os detritos de perfuração oleosos com
| uma lama de modo | a formar uma pasta fluida | , armazenando | a |
| pasta fluida em | tanques de retenção no | equipamento | e, |
| subseqüentemente, | bombeando a pasta fluida | aos tanques | de |
| retenção em um navio para transporte à costa. | |||
| [011] | A WO 03/021074 revela | inter alia | um |
aparelho para transportar materiais de descarte de sólidos, o aparelho compreendendo: meios de fornecimento de descarte a montante; meios de alimentação para transportar o descarte dos meios de fornecimento de descarte a meios de transporte pneumático; cujos meios de transporte pneumático compreendem um tubo dentro do qual o material de descarte é transferido dos meios de alimentação a um coletor de descarte a jusante; caracterizado pelo fato de que o referido tubo é associado com pelo menos um dispositivo de sensor de bloqueio, e meios de processamento de dados eletrônicos para processar a saída de dados a partir do dispositivo de sensor de bloqueio.
[012] A WO 82/03066 revela um método para desbloquear tubos de transporte para material particulado,
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6/69 compreendendo ar de alimentação para o tubo em posições separadas ao longo do mesmo com a finalidade de reduzir o comprimento do material de bloqueio.
[013] Em conformidade com a presente invenção, é fornecido um aparelho para seletivamente reter o material dos detritos de perfuração, preferivelmente no processo de mover os detritos de perfuração, o aparelho compreendendo um recipiente com uma primeira abertura através da qual o material de detritos de perfuração é passível de introdução no recipiente e uma segunda abertura através da qual o material de detritos de perfuração é passável para o recipiente, caracterizado pelo fato de que o aparelho ainda compreende o aparelho de movimento, o aparelho de movimento compreende um membro de movimento dentro do recipiente e móvel adjacente à segunda abertura de modo a facilitar a passagem do material de detritos de perfuração para a segunda abertura. Preferivelmente, o aparelho de movimento é o aparelho de movimento mecânico.
[014] Preferivelmente, o aparelho ainda compreende uma caixa para receber o material de detritos de perfuração passando através da segunda abertura, a caixa possuindo uma saída de detritos para conexão a um conduíte de transporte. A caixa pode ser de qualquer espaço em que os detritos de perfuração podem cair ou serem empurrados em seu caminho para o conduíte de transporte. A caixa pode formar parte do conduíte de transporte. O conduíte de transporte pode ser um tubo rígido ou uma mangueira flexível, preferivelmente entre 50 mm e 200 mm de diâmetro, mais preferivelmente de 100 mm a 150 mm e mais preferivelmente de aproximadamente 125 mm de diâmetro.
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7/69 [015] De modo vantajoso, o aparelho ainda compreende uma entrada de gás comprimido para aplicar gás comprimido aos detritos de perfuração de modo a facilitar o movimento dos detritos de perfuração através da saída de detritos. Preferivelmente, a entrada de gás comprimido é substancialmente em linha com a saída de detritos. Preferivelmente, o gás é ar ou um gás inerte, tal como o nitrogênio. De modo vantajoso, uma entrada de ar comprimido de equilíbrio está localizada no recipiente de modo a fornecer uma pressão de equilíbrio para impedir que os detritos de perfuração sejam forçados da caixa para o recipiente durante a descarga. A pressão de equilíbrio é preferivelmente igual à pressão na caixa, porém a pressão pode ser levemente menor ou maior do que a pressão na caixa.
[016] Preferivelmente, o recipiente é um recipiente de pressão. De modo vantajoso, o recipiente de pressão foi testado para suportar uma pressão operacional de pelo menos 2 Bar, mais preferivelmente, pelo menos 4 Bar e mais preferivelmente, pelo menos 7 Bar. Preferivelmente, o aparelho ainda compreende uma válvula de ventilação para impedir que o recipiente seja pressurizado em excesso.
[017] Um conduíte de transporte é mantido substancialmente cheio, deste modo facilitando a alimentação consistente ou taxas de dosagem. O conduíte de transporte pode, em determinados aspectos, ser dosado com os detritos de perfuração de modo que o conduíte de transporte esteja cheio para que os detritos de perfuração movimentem-se ao longo do conduíte de transporte em um espaço longo. Alternativamente, os detritos de perfuração podem formar uma pluralidade de espaços ao longo do conduíte de transporte separado por bolsos
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8/69 de fluido pneumático. Isto é controlado pela taxa em que os detritos de perfuração são liberados ou empurrados ao conduíte de transporte, que é conhecido como a “taxa de dosagem. A taxa de dosagem é ditada pela, entre outras coisas, consistência dos detritos de perfuração, a pressão pneumática aplicada aos detritos de perfuração, e o diâmetro do conduíte de transporte com a finalidade de alcançar uma taxa de transporte predeterminada. Em uma configuração preferida, uma taxa de transporte de trinta toneladas métricas dos detritos de perfuração por hora é movida ao longo do recipiente de armazenamento ao conduíte de transporte e para um destino.
[018] Os detritos de perfuração armazenados no recipiente de armazenamento podem ser secos ou podem ser úmidos. Os detritos úmidos contêm água e/ou óleo. Os detritos de perfuração úmidos podem estar livres de fluido, não-livres de fluido ou pastosos. Os detritos de perfuração estão freqüentemente úmidos após serem processados com as mesas vibratórias de xisto. Os detritos de perfuração podem ser secos por um secador de vórtice, conforme descrito no presente de modo a produzir substancialmente detritos de perfuração secos os quais, em alguns aspectos, podem estar livres de sólidos de fluido que cumprem com as leis do fluxo newtoniano.
[019] De modo vantajoso, o aparelho de movimento ainda compreende o aparelho de potência conectado ao membro de movimento para mover o membro de movimento. Preferivelmente, a segunda abertura possui um comprimento e o membro de movimento compreende um membro alongado, preferivelmente, com um comprimento substancialmente igual ou maior do que o comprimento da segunda abertura. De modo vantajoso, o membro alongado possui uma borda com o formato
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9/69 para facilitar o movimento do material de detritos de perfuração para a segunda abertura. Preferivelmente, o membro alongado possui uma borda principal, a qual é chanfrada para facilitar o movimento do membro alongado sob uma pilha de detritos de perfuração e uma borda de fuga projetada para conter os detritos de perfuração de modo a movê-los em direção à segunda abertura, deste modo, a borda de fuga é preferivelmente perpendicular à direção do movimento do membro alongado, pode ser escalonada e/ou pode ser côncava, de modo vantajoso, uma borda arredondada para escavar os detritos de perfuração em direção à abertura e, mais preferivelmente, é uma estrutura móvel.
[020] Preferivelmente, a segunda abertura possui uma largura e o membro de movimento é móvel para frente e para trás ao longo da largura. De modo vantajoso, o membro de movimento compreende uma estrutura com um eixo de controle conectado a pelo menos uma porção do perímetro externo curvado. Preferivelmente, o membro de movimento compreende uma estrutura com uma porção de perímetro externo normalmente com o formato de olho. Alternativamente, um sistema de engrenagem de cremalheira pode ser utilizado ou um disco giratório com um braço localizado no perímetro do mesmo para traduzir movimento rotacional em movimentos para frente e para trás, de modo semelhante a uma manivela em um motor de carro. Tal membro móvel pode ser utilizado em uma variedade de tanques, incluindo, entre outros, uma tremonha de fluxo de massa, tremonha de fluxo de núcleo, tremonha de fundo plano, um tanque de tipo de fluxo plano de cinzel ou um tanque cônico.
[021] Preferivelmente, o aparelho de movimento compreende ou também compreende um trado. O trado pode formar
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10/69 parte do transportador parafusado e pode ser de qualquer forma de parafuso, o qual move os detritos de perfuração. Preferivelmente, o trado está disposto abaixo da segunda abertura. Preferivelmente, o trado está disposto em uma vala. A vala pode possuir uma cobertura para impedir o ingresso dos detritos de perfuração na vala quando o aparelho não estiver sendo utilizado por um longo período de tempo. A cobertura pode ser móvel com o membro de movimento. A cobertura pode ser perfurada ou não-perfurada. Preferivelmente, a caixa está localizada na extremidade de descarga do trado. De modo vantajoso, o aparelho ainda compreende um motor para girar o trado. De modo vantajoso, o aparelho ainda compreende dedos ou os quais podem ser semelhantes a lâminas localizados na extremidade do trado para facilitar a liberação dos detritos de perfuração do trado e, preferivelmente, facilitar a separação de pedaços dos detritos de perfuração. Preferivelmente, o trado compreende pelo menos uma lâmina da vala constante. De modo vantajoso ou alternativo, o trado compreende pelo menos uma lâmina com uma vala variável.
[022] Vantajosamente, o aparelho conforme reivindicado em qualquer reivindicação precedente, ainda compreende uma cobertura para seletivamente cobrir a segunda abertura. Preferivelmente, a cobertura pneumaticamente lacra a segunda abertura. Vantajosamente, a cobertura é feita de uma tela, e deste modo, permite a passagem de gás pela mesma. Preferivelmente, a cobertura é conectada ao aparelho de movimento e move-se no mesmo.
[023] Preferivelmente, o aparelho ainda compreende uma base central e uma pluralidade de dedos ou cerdas estendendo-se da mesma. Preferivelmente, a base é móvel
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11/69 com uma válvula localizada na primeira abertura para seletivamente permitir que os detritos de perfuração entrem no recipiente.
[024] Preferivelmente, o recipiente possui uma base interna substancialmente planar. A base do recipiente pode ser planar e/ou substancialmente horizontal. Através da utilização de um recipiente ou tremonha não-cônica em determinadas configurações em conformidade com a presente invenção, o bridging é inibido e reduzido conforme comparado com o “bridging que pode ocorrer em determinados recipientes cônicos. Em um aspecto, o(s) membro(s) móvel(is) é(são) substancialmente plano(s) para se mover(em) sobre uma base planar. Em determinados aspectos, o membro móvel é rígido. Preferivelmente, a base planar é circular e entre 1,5 e 4 metros de diâmetro, e, em uma configuração específica, é de 2,7 metros de diâmetro. A base planar ou a porção inferior do recipiente pode ser fornecida com uma pluralidade de pequenas portas de aeração de modo a permitir que o ar comprimido na mesma areje os detritos de perfuração para facilitar o transporte dos detritos de perfuração através da segunda abertura em uma vala, caso fornecido.
[025] Vantajosamente, o recipiente possui pelo menos uma parede substancialmente vertical. Preferivelmente, o recipiente possui uma tampa esférica. Vantajosamente, o recipiente é geralmente cilíndrico com uma base geralmente circular, a segunda abertura estendendo-se através da base geralmente circular.
[026] Vantajosamente, a primeira abertura possui uma válvula na mesma para controlar o ingresso dos
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12/69 detritos de perfuração. A válvula pode ser do tipo revelado em GB-A-1.539.079 ou US-A-3.586.383.
[027] Preferivelmente, a primeira abertura possui uma válvula de retenção para impedir que os detritos de perfuração saiam através da primeira abertura.
[028] Vantajosamente, o recipiente possui duas laterais que estão inclinadas em direção uma à outra. O recipiente pode ser de cunha, fluxo plano, transição, cinzel, fluxo-plano, pirâmide, quadrado ou qualquer outro tipo adequado.
[029] Preferivelmente, o recipiente possui uma porção de tremonha cônica. Vantajosamente, a porção de tremonha cônica possui um ângulo de cone e forma uma seção inferior do recipiente e o ângulo de cone está abaixo de um valor crítico exigido para alcançar o fluxo de massa do material de detritos de perfuração.
[030] Vantajosamente, o recipiente possui uma capacidade de entre 0,15 metros cúbicos e 1 metro cúbico, de modo que, preferivelmente, o aparelho não é utilizado para armazenar detritos de perfuração, porém é utilizado no transporte contínuo dos detritos de perfuração. O aparelho pode ser tão pequeno quanto 0,05 e 0,02 metros cúbicos.
[031] Preferivelmente, o recipiente possui uma capacidade de pelo menos três metros cúbicos, de modo que, preferivelmente, isto é utilizado para armazenar detritos de perfuração, seja em um equipamento, em um barco, em um bote, caminhão, trem ou em uma área de armazenamento na costa. Mais preferivelmente, o recipiente é de entre dez e trinta metros cúbicos e, ainda mais preferivelmente, entre doze e dezesseis metros cúbicos.
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13/69 [032] Vantajosamente, o aparelho ainda compreende um sensor de conteúdo úmido para sentir o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração. Preferivelmente, o aparelho ainda compreende uma tremonha caracterizada pelo fato de que o sensor de conteúdo úmido está localizado na tremonha. Vantajosamente, o sensor de conteúdo úmido está localizado dentro do recipiente. Preferivelmente, o aparelho ainda compreende um controlador para coletar dados do sensor de conteúdo úmido e meios para desviar os detritos de perfuração em resposta aos dados. Preferivelmente, os meios compreendem uma válvula de desvio para desviar os detritos de perfuração. Vantajosamente, os meios compreendem um transportador parafusado, o qual preferivelmente possui um motor acionando o transportador parafusado, o qual pode girar o motor de modo seletivo em uma direção no sentido do movimento dos ponteiros do relógio ou no sentido contrário do movimento dos ponteiros do relógio com a finalidade de inverter o transporte da primeira direção para uma segunda direção oposta.
[033] Preferivelmente, o aparelho ainda compreende um recipiente de armazenamento para armazenar detritos de perfuração secos. Vantajosamente, o aparelho ainda compreende um recipiente de armazenamento para armazenar detritos de perfuração úmidos. Vantajosamente, o recipiente de armazenamento para armazenar detritos secos é o recipiente de armazenamento a granel interno de um equipamento de perfuração. Preferivelmente, o recipiente de armazenamento para armazenar detritos secos é o compartimento interno de um barco ou bote. Preferivelmente, o recipiente de armazenamento para armazenar detritos secos é um aparelho
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14/69 adicional da invenção. Vantajosamente, o recipiente de armazenamento para armazenar detritos úmidos é um aparelho adicional da invenção. Vantajosamente, o recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção é alimentado utilizando um tanque de evacuação. Alternativamente, uma bomba, por exemplo, uma bomba de deslocamento positivo ou uma bomba de cimento (ou bombas) é utilizada em adição ou no lugar do(s) tanque(s) de evacuação para mover os detritos de perfuração, por exemplo, das mesas vibratórias ou uma vala ou secador de vórtice para os recipientes de armazenamento. A área de piso e o espaço geral em volta das mesas vibratórias de xisto são freqüentemente limitados e, então, os recipientes de armazenamento ou caçambas para conter os detritos de perfuração são freqüentemente colocados relativamente longe, por exemplo, dezenas ou centenas de metros (algumas centenas de pés), das mesas vibratórias de xisto.
[034] Preferivelmente, o aparelho é montado com suporte de deslizamento.
[035] A invenção também fornece um método para transportar detritos de perfuração, o método compreendendo as etapas de carregar uma linha transportadora com os detritos de perfuração e aplicar uma pressão positiva para mover os detritos sobre a mesma, caracterizado pelo fato de que a etapa de carregar a linha transportadora é realizada por um aparelho de movimento mecânico. Os detritos de perfuração podem ser pasta livre de fluido ou uma pasta não-livre de fluido, conjunto seco, partículas livre de fluido secas, úmido, uma pasta fluida ou de qualquer outra forma.
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15/69 [036] Preferivelmente, a linha transportadora é fornecida com uma entrada de gás comprimido, o método compreendendo a etapa de fornecer o gás comprimido através da entrada de gás comprimido para facilitar o movimento dos detritos de perfuração ao longo da linha transportadora. Vantajosamente, o aparelho de movimento mecânico compreende um trado, o trado girado para carregar a linha transportadora com os detritos de perfuração. Preferivelmente, o trado está localizado em um recipiente de pressão, o método ainda compreendendo a etapa de carregar o recipiente de pressão com os detritos de perfuração em que o trado é girado para carregar a linha transportadora com os detritos de perfuração a partir de recipiente de pressão. Vantajosamente, a etapa de pressurizar o recipiente de pressão para impedir que os detritos de perfuração passem do trado ou linha transportadora de volta para o recipiente de pressão.
[037] Vantajosamente, o recipiente de pressão possui uma abertura de entrada e uma válvula localizada na entrada, o método ainda compreendendo a etapa de ativar a válvula para seletivamente permitir que os detritos de perfuração entrem no recipiente de pressão.
[038] Preferivelmente, o recipiente de pressão possui uma abertura de entrada e uma válvula de retenção localizada na entrada, o método ainda compreendendo a etapa de permitir que os detritos de perfuração entrem no recipiente de pressão, o gás sob pressão e os detritos de perfuração no mesmo são impedidos de escapar através da válvula de retenção.
[039] Preferivelmente, o método é realizado em um barco, ou em um equipamento de perfuração a pouca distância da praia.
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16/69 [040] Vantajosamente, todos os aparelhos de movimento de detritos estão em comunicação de controle com o aparelho de controle, o método incluindo o controle com o aparelho de controle do aparelho de movimento de detritos.
[041] A invenção também fornece um método para armazenar detritos de perfuração em um recipiente de armazenamento e descarregar os detritos de perfuração do mesmo em uma linha transportadora pressurizada, o método compreendendo as etapas de carregar os detritos de perfuração em um recipiente de armazenamento, o método ainda compreendendo as etapas de ativar o aparelho de movimento mecânico para mover os detritos de perfuração em direção à abertura substancialmente ao recipiente de armazenamento para facilitar a descarga dos detritos de perfuração. Preferivelmente, o recipiente de armazenamento é pressurizado, mais preferivelmente, com um gás pneumático.
[042] Vantajosamente, o recipiente de armazenamento possui uma base substancialmente planar, a abertura localizada na base substancialmente planar. Preferivelmente, o aparelho de movimento mecânico compreende um esfregão, o método ainda compreendendo a etapa de mover o esfregão de modo a mover pelo menos alguns dos detritos de perfuração em direção à abertura. Vantajosamente, o esfregão forma parte de uma estrutura, o método compreendendo a etapa de mover a estrutura para mover pelo menos alguns dos detritos de perfuração em direção à abertura. Preferivelmente, o esfregão compreende o dedo ou cerdas para mover pelo menos alguns dos detritos de perfuração em direção à abertura. Vantajosamente, o aparelho de movimento mecânico ainda compreende um pistão e cilindro, o método ainda compreendendo
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17/69 a etapa de ativar o pistão e cilindro para mover o esfregão. O pistão e o cilindro podem ser ativados por um fornecimento hidráulico ou pneumático.
[043] Os métodos da técnica anterior utilizam um secador de detritos que, quando acoplado a um sistema de transporte de detritos pneumático, reduz os volumes de resíduos e conteúdo líquido, levando a uma redução geral no volume de armazenamento exigido e os custos de transporte e descarte também são reduzidos. Devido à tendência de que os detritos secos sejam mais propensos à fase principal quando utilizando um sistema de transporte pneumático de pressão positiva, é importante em determinados aspectos que qualquer alteração na saída do secador seja executada na oportunidade mais breve. É conhecido como problemático o transporte de um produto quando sua consistência não é uniforme. Possuir um tanque de armazenamento com uma mistura de detritos secos e detritos úmidos pode exigir um sistema de transporte para alternar entre diversos modos de fluxo, entre fluxo de fase contínua e descontínua. O regime de fluxo dos detritos dentro de um tubo não se auxilia nesta alteração já que os detritos úmidos tendem em direção à fase densa com um fluxo de tipo de cisalhamento ou tipo de plugue em que os espaços dos detritos atuam como uma cama movente regular/irregular pulsátil que pode preencher toda a seção cruzada do tubo; e os detritos secos tendem em direção ao fluxo suspenso. A taxa de transferência é exigida a ser substancialmente reduzida, caso essa “mistura” de modos de transferência de fluxo seja exigida. As taxas de transferência reduzidas não são desejáveis enquanto um recipiente estiver ao lado de um equipamento que estiver
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18/69 recebendo uma carga. Com a finalidade de maximizar as taxas de transferência, é benéfico consistência de manter uma detritos dentro do recipiente de armazenamento.
[044] A descarga de detritos de um secador com uma tela pode ser significativamente alterada caso a tela seja “encoberta”, deste modo não permitindo que o líquido passe resultando em uma descarga úmida. Isto é conhecido como fato em ocasiões em que uma alteração na formação de perfuração resulta em uma alteração do tamanho de partícula gerada na broca de perfuração.
[045] Em determinados sistemas em conformidade com a presente invenção, um medidor de umidade é utilizado para continuamente monitorar a descarga do secador. O medidor de umidade pode ser com base no princípio de Infravermelho Próximo (NTR), onde é conhecido que diversas ligações moleculares absorvem luz infravermelha em comprimentos de onda bem-definidos. As ligações comuns são O-H na água, C-H em orgânicos e óleos e N-H nas proteínas. O nível de absorvência de luz nesses comprimentos de onda específicos é proporcional à quantidade daquele constituinte no material de amostra. Os filtros infravermelhos dentro do sensor de instrumento geram uma seqüência de pulsos de luz, um desses pulsos é selecionado como sendo em comprimento de onda de absorvência específico para o constituinte exigido para ser medido enquanto os outros pulsos são selecionados de modo a determinar as propriedades de refletância do material. Os pulsos de luz iluminam a amostra sendo medida com a luz refletida sendo coletada e focada em um detector, os sinais elétricos do detector são processados em uma proporção para fornecer um valor que seja proporcional à concentração do
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19/69 constituinte - isto sendo em porcentagem ou outras unidades de engenharia, conteúdo de água e, portanto, o conteúdo de lama com base em óleo pode ser monitorado. Esta tecnologia é bem definida e fornece alta precisão e velocidade de resposta para facilitar a medição online e controle do processo do secador.
[046] Métodos alternativos em conformidade com a presente invenção para obter um valor de “umidade” incluem a passagem do produto através de uma malha de abertura e medição da queda de pressão gerada. Um aumento na queda de pressão indica a adesão do produto à malha mais provavelmente devido a um aumento no valor de “umidade”. A instrumentação com base na constante dielétrica ou instrumentação sensível vibratória também pode ser utilizada para monitorar a alteração na consistência.
[047] A utilização de informações pode minimizar a “mistura” de detritos nos recipientes de armazenamento. Em um aspecto, um tanque de armazenamento dedicado é utilizado caso um valor de “umidade” desejado seja excedido. Em tal sistema, um banco de recipientes de armazenamento é preenchido com os detritos de perfuração de uma consistência satisfatória e oleosa caso o valor de umidade desejado seja excedido, então o fluxo é desviado a um tanque de armazenamento “úmido” e um alarme soa de modo que o operador possa então resolver a situação. Em outro sistema em conformidade com a presente invenção, um transportador parafusado sendo utilizado para alimentar o sistema de transporte após o secador pode ser imediatamente invertido com a finalidade de alimentar um tanque “úmido” dedicado. Em outro sistema em conformidade com a presente invenção, dois
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20/69 secadores são utilizados, cada um ajustado com uma tela com um tamanho de malha diferente. Caso um secador seja encoberto ou funcionar de modo falho resultando em uma descarga de detritos “úmidos”, então os detritos pode ser redirecionados através do acionamento de uma válvula apropriada abaixo do transportador de alimentação do secador com a finalidade de utilizar o secador alternativo. Em outro sistema em conformidade com a presente invenção, a altura geral exigida é reduzida através da utilização dos transportadores parafusados.
[048] A invenção também fornece um método para processar os detritos de perfuração, o método compreendendo a obtenção dos detritos de perfuração de pelo menos uma mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos de perfuração, medição do conteúdo de umidade dos detritos de perfuração para obter um valor de umidade, comparação do valor de umidade para um limite predeterminado e transporte dos detritos de perfuração em uma rota de detritos secos, caso o valor de umidade esteja abaixo do limite predeterminado ou transporte dos detritos de perfuração em uma rota de detritos úmidos, caso o valor de umidade esteja acima do limite.
[049] Preferivelmente, a rota de detritos secos compreende um aparelho de alimentação e uma linha transportadora pneumática, o método ainda compreendendo as etapas de carregar os detritos de perfuração no aparelho de alimentação, cujo aparelho de alimentação supre a linha transportadora pneumática com os detritos de perfuração. Vantajosamente, a linha transportadora pneumática é uma linha transportadora pneumática de pressão positiva. A pressão
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21/69 pneumática positiva é aplicada para empurrar os detritos de perfuração através da linha transportadora. Deste modo, preferivelmente, a pressão atrás dos detritos de perfuração é maior do que a pressão na frente dos detritos de perfuração, com a finalidade de mover os detritos de perfuração através da linha transportadora. A linha transportadora pode ser um tubo rígido ou um tubo flexível. Preferivelmente, a linha transportadora pneumática leva a um recipiente de armazenamento, o método ainda compreendendo a etapa de transportar os detritos de perfuração através da linha transportadora pneumática para o recipiente de armazenamento. O recipiente de armazenamento é preferivelmente do tipo revelado e reivindicado no presente. Vantajosamente, a linha transportadora pneumática leva a tanques de armazenamento a granel de um equipamento de óleo ou gás, o método ainda compreendendo a etapa de transportar os detritos de perfuração através da linha transportadora pneumática para os tanques de armazenamento a granel. Preferivelmente, a linha transportadora pneumática leva a um suporte de um equipamento de óleo ou gás, o método ainda compreendendo a etapa de transportar os detritos de perfuração através da linha transportadora pneumática para o suporte. O suporte pode ser comprimido por pressão e possuir seu próprio aparelho de transporte pneumático de pressão positiva para remover os detritos de perfuração do suporte ou o suporte pode não ser comprimido por pressão e pode utilizar um tanque de evacuação autônomo, aparelho da invenção conforme revelado no presente ou aparelho a vácuo, tal como aquele fabricado e vendido pela The Fuller Company (atualmente denominada FL Smidth) para sugar os detritos de perfuração do suporte e os transferir a
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22/69 outros meios de transporte no porto, tais como tanques ou recipientes de armazenamento em trens, barcos ou botes. Preferivelmente, a etapa de medir o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é realizada com um sensor de umidade localizado no aparelho de alimentação. Vantajosamente, o aparelho de alimentação compreende uma tremonha e um recipiente de pressão, a etapa de medir o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é realizada com um sensor de umidade localizado na tremonha.
[050] Preferivelmente, a rota de detritos úmidos compreende um aparelho de alimentação e uma linha transportadora pneumática, o método ainda compreendendo as etapas de carregar os detritos de perfuração no aparelho de alimentação, cujo aparelho de alimentação supre a linha transportadora pneumática com os detritos de perfuração. Vantajosamente, a linha transportadora pneumática é uma linha transportadora pneumática de pressão positiva. A pressão pneumática positiva é aplicada para empurrar os detritos de perfuração através da linha transportadora. Deste modo, preferivelmente, a pressão atrás dos detritos de perfuração é maior do que a pressão na frente dos detritos de perfuração, com a finalidade de mover os detritos de perfuração através da linha transportadora. A linha transportadora pode ser um tubo rígido ou um tubo flexível. Preferivelmente, a linha transportadora pneumática leva a um recipiente de armazenamento, o método ainda compreendendo a etapa de transportar os detritos de perfuração através da linha transportadora pneumática para o recipiente de armazenamento. O recipiente de armazenamento é preferivelmente do tipo revelado e reivindicado no presente. Vantajosamente, a linha
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23/69 transportadora pneumática leva a um secador de detritos para secagem adicional, tal como um secador de vórtice ou um secador do tipo revelado em GB-A-2.297.702. Preferivelmente, os detritos de perfuração do secador são então devolvidos no método para que sua umidade seja medida. Vantajosamente, caso uma malha for utilizada no secador de detritos, um tamanho de malha diferente da utilizada no aparelho em que os detritos foram previamente processados, isto é, mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos de perfuração, no caso de alto conteúdo de umidade dos detritos de perfuração ser causado por encobrimento parcial de partícula. Preferivelmente, a etapa de medir o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é realizada com um sensor de umidade localizado no aparelho de alimentação. Vantajosamente, o aparelho de alimentação compreende uma tremonha e um recipiente de pressão, a etapa de medir o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é realizada com um sensor de umidade localizado na tremonha.
[051] Vantajosamente, os detritos de perfuração de pelo menos uma mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos de perfuração são supridos no aparelho de alimentação em que o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é medido para obter um valor de umidade com um sensor de umidade localizado no mesmo, o aparelho de alimentação suprindo os detritos de perfuração em uma linha transportadora pneumática, a linha transportadora com uma válvula de desvio na mesma, o método ainda compreendendo as etapas de desviar os detritos de perfuração utilizando a válvula de desvio em uma rota de detritos secos, caso o valor de umidade estiver abaixo do limite predeterminado ou
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24/69 transportar os detritos de perfuração em uma rota de detritos úmidos, caso o valor de umidade estiver acima do limite.
[052] Preferivelmente, um transportador parafusado está localizado sob pelo menos uma mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos de perfuração para receber os detritos de perfuração, o transportador parafusado compreendendo um acionador de modo que o transportador parafusado seja reversível para transportar os detritos de perfuração em uma direção para uma rota de detritos secos e em uma segunda direção para uma rota de detritos úmidos.
[053] Vantajosamente, o limite pré-determinado é de 1%, 3% ou 5% de conteúdo de umidade. O conteúdo de umidade inclui conteúdo de água e conteúdo de óleo. A proporção de óleo e água em detritos de perfuração varia muito, porém freqüentemente é na parte de metade água e metade óleo.
[054] A invenção também fornece um aparelho para realizar o método acima. O aparelho preferivelmente compreende um sensor de umidade e meios para direcionar os detritos de perfuração em uma rota de detritos úmidos ou um rota de detritos secos. Vantajosamente, o aparelho ainda compreende um controlador para obter dados do sensor de umidade e comparar os dados com um valor predeterminado e ativar os meios de acordo com os dados.
[055] A invenção também fornece um método para mover os detritos de perfuração, o método compreendendo as etapas de carregar um conduíte com os detritos de perfuração, aplicar pressão pneumática positiva aos detritos de perfuração para empurrar os detritos de perfuração através do conduíte, caracterizado pelo fato de que a pressão positiva
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25/69 é aplicada através de entradas em intervalos separados ao longo do conduíte para facilitar o movimento dos detritos de perfuração no mesmo.
[056] Preferivelmente, a pressão pneumática no conduíte é medida em intervalos separados ao longo do mesmo, as medições de pressão relatadas a um controlador, o controlador controlando a aplicação de pressão pneumática através das referidas entradas em intervalos separados ao longo do conduíte. Vantajosamente, o controlador liga ou desliga cada entrada em intervalos separados em resposta às medições de pressão. Preferivelmente, a pressão aplicada em cada entrada subseqüente é menor do que a pressão da entrada anterior. Vantajosamente, os tubos nas entradas em intervalos separados ao longo do conduíte, caracterizado pelo fato de que o tubo compreende válvulas de retenção para impedir o ingresso de detritos de perfuração nas entradas.
[057] Preferivelmente, a pressão em cada entrada em intervalos separados é variável, a pressão aplicada à mesma variada em conformidade com a pressão pneumática no conduíte é medida em intervalos espaçados.
[058] Vantajosamente, a pressão em cada entrada em intervalos separados é fixa. Por exemplo, a pressão na primeira entrada é de 4 bar, 3,5 na segunda entrada, 3 bar na terceira entrada, 2,5 bar na quarta entrada, 2 bar na quinta entrada e 1,5 bar na sexta entrada. Cada entrada pode ser espaçada em uma distância fixa ao longo do conduíte, por exemplo, a cada 25m. A distância pode diminuir para por exemplo cada dez metros ao longo de uma curva no conduíte. A entrada pode ser colocada no cotovelo do conduíte.
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26/69 [059] A invenção também fornece um aparelho de alimentação para carregar detritos de perfuração em um conduíte de pressão positiva compreendendo um recipiente de pressão, uma entrada, uma válvula para seletivamente permitir que os detritos de perfuração entrem no recipiente de pressão e uma saída que leva a um conduíte, a saída compreendendo uma curva na mesma abaixo do recipiente de pressão, caracterizada pelo fato de que a curva possui uma entrada de ar comprimido na curva para fornecer uma pressão positiva de modo a empurrar os detritos de perfuração através da mesma. Preferivelmente, a entrada é direcionada horizontalmente, vantajosamente em linha com o conduíte. Preferivelmente, uma válvula adicional está localizada entre o recipiente de pressão e a saída. Vantajosamente, a saída converge através da curva, por exemplo, uma saída de seção cruzada circular converge de 150 mm para 125 mm de diâmetro.
[060] Para um melhor entendimento da presente invenção, referência agora será feita, a título de exemplo, aos desenhos anexos, em que:
[061] A figura 1A é uma visão superior de um recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção tomada ao longo da linha I-I da figura 1B.
[062] A figura 1B é uma visão lateral em seção cruzada do recipiente de armazenamento mostrado na figura 1A.
[063] A figura 1C é uma visão tomada de um ponto semelhante à figura 1A, de outra configuração de um recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção.
[064] A figura 1D é uma visão plana superior de uma parte alternativa do recipiente de armazenamento mostrado na Figura 1A.
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27/69 [065] A figura 2 é uma visão esquemática do aparelho da invenção em uso.
[066] A figura 3 é uma visão em seção cruzada esquemática de uma técnica anterior do recipiente de alimentação no aparelho mostrado na figura 2.
[067] A figura 3A é uma visão lateral em seção cruzada de um recipiente de alimentação em conformidade com a presente invenção, a qual pode ser utilizada no lugar do recipiente de alimentação mostrado em uso no aparelho mostrado na figura 2.
[068] A figura 3B é uma visão de extremidade e a figura 3C é uma visão lateral do recipiente de alimentação mostrado na figura 3.
[069] A figura 4 é uma visão esquemática lateral de um recipiente de alimentação em conformidade com a presente invenção.
[070] A figura 5A é uma visão em seção cruzada tomada ao longo da linha VA-VA de uma parte de estrutura mostrada na figura 1A.
[071] As figuras 5B a 5D são formatos alternativos para a seção cruzada da parte de estrutura do recipiente de armazenamento mostrado na figura 1A.
[072] A figura 6 é uma visão esquemática de um arranjo do recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção.
[073] As figuras 7A e 7B são visões em corte superior de outra configuração de um recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção, mostrando as etapas de operação do mesmo.
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28/69 [074] A figura 7C é uma visão em corte superior de outra configuração de um recipiente de armazenamento em conformidade com a presente invenção.
[075] A figura 7D é uma visão lateral em seção cruzada do recipiente de armazenamento mostrado na figura 7C sem detritos de perfuração no mesmo.
[076] A figura 7E é uma visão lateral em seção cruzada do recipiente de armazenamento mostrado na figura 7A sem detritos de perfuração no mesmo.
[077] A figura 8A é uma visão esquemática lateral de um aparelho em conformidade com a presente invenção.
[078] A figura 8B é uma visão superior de parte do aparelho mostrado na figura 8A.
[079] A figura 9A é uma visão esquemática de um aparelho de alimentação em conformidade com a presente invenção.
[080] A figura 9B é uma visão de extremidade de parte do aparelho de alimentação mostrado na figura 9A.
[081] A figura 9C é uma visão lateral de parte do aparelho de alimentação mostrado na figura 9A.
[082] As figuras 10 a 15 são visões esquemáticas do aparelho em conformidade com a presente invenção.
[083] Com referências às figuras 1A e 1B, um recipiente de armazenamento 1 em conformidade com a presente invenção possui um recipiente de pressão geralmente cilíndrico 2 de seção cruzada circular com uma base planar substancialmente circular 3 e uma tampa esférica 4. A base planar 3 e a tampa esférica 4 podem ser formadas integralmente ou soldadas na parede do recipiente de pressão 2.
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29/69 [084] O recipiente de pressão 2 pode ser feito de aço do tipo definido pela Norma Britânica 1501 224-49B e pode ser projetado para suportar uma pressão operacional de entre 1 e 20 Bar, e, em aspecto específico, 7 Bar. A tampa esférica 4 possui, opcionalmente, uma entrada 5 com uma mangueira de fornecimento 6 anexa à mesma, a qual, em um aspecto específico, possui um diâmetro de 52 mm (duas polegadas), para aplicar gás comprimido, tal como ar e/ou nitrogênio e/ou outro gás inerte na tampa de detritos de perfuração DC no recipiente. A tampa esférica 4 também é fornecida com uma entrada de detritos 7 fornecida com uma válvula 8, tal como uma válvula de gaveta ou uma válvula de esfera de passagem plena, a qual pode ser manualmente operável ou remotamente operável, por exemplo, utilizando um motor passo a passo. Alternativamente, os detritos podem ser introduzidos na entrada 7 por qualquer sistema conhecido, por exemplo, entre outros, um sistema de transporte.
[085] A entrada de detritos 7, em um aspecto específico, possui um diâmetro interno de 125 mm (5 polegadas). A base planar 3 possui uma abertura 9. A abertura pode ser de qualquer formato adequado conforme visto por cima e, conforme mostrado, é geralmente retangular. Um tubo possui uma abertura correspondente e fixa ao perímetro da abertura 9 na base planar 3 para formar uma vedação firme de pressão. O tubo 10 pode ser soldado ou de outro modo formado com a base planar 3. O tubo 10 aloja um trado opcional, o qual, em um aspecto, é um transportador parafusado 11 giratório montado no tubo 10 e acionado por um motor hidráulico de velocidade variável 12.
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30/69 [086] O motor 12 pode alternativamente ser um motor elétrico, acionado por gasolina, pneumático ou de outro modo capacitado. O transportador parafusado 11 possui uma haste 13 e uma lâmina helicoidal 14. A lâmina helicoidal 14 possui, em um aspecto, um diâmetro de entre 150 mm e 600 mm (6 e 24 polegadas), e, em um aspecto específico, possui um diâmetro de entre 350 mm e 400 mm (quatorze e dezesseis polegadas). A haste 13 possui uma primeira extremidade acoplada ao motor hidráulico de velocidade variável 12 e uma segunda extremidade giratória disposta em um mancal 15 em uma parede de extremidade 16 do tubo 10. O tubo 10 estende-se além do perímetro da base planar 3. A lâmina helicoidal 14 estendese ao longo substancialmente de todo o diâmetro da base planar 3 e estende-se na porção do tubo 10 que se estende além do perímetro da base planar 3, em que a lâmina helicoidal termina. Em determinados aspectos em que não existe aparelho de trado ou nenhum transportador 11, o gás de pressão positiva no recipiente alimenta o material no recipiente para a abertura de descarga.
[087] Quatro, seis ou mais dedos radialmente de projeção 17 (dois mostrados) estendendo-se da haste 13 (ou que podem ser conectados ao interior do tubo 10) são espaçados da extremidade da lâmina helicoidal 14. A porção do tubo 10 que se estende além do perímetro da base planar 3 possui uma caixa de descarga 18 com uma câmara inferior 18a, com uma entrada de fornecimento de gás comprimido 19 disposta sob a extremidade da lâmina helicoidal 14. A caixa de descarga 18 afila-se de uma porção superior com uma largura substancialmente igual ao diâmetro do tubo 10 para uma largura menor substancialmente igual ao diâmetro de uma saída 20. A
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31/69 entrada de fornecimento de ar 19 é direcionada à câmera inferior 18a da caixa de descarga 18 e em linha com uma saída de detritos 20.
[088] A saída de detritos 20 possui, em um aspecto específico, um diâmetro interno de 125 mm (5 polegadas) e está anexa a uma linha transportadora de detritos (não mostrada) do mesmo diâmetro ou de diâmetro interno semelhante, a qual poder ser uma mangueira flexível ou um tubo rígido.
[089] Uma estrutura móvel 21 está disposta dentro do recipiente de pressão 2 na base planar 3 próxima à abertura 9. A estrutura móvel 21 pode ser de qualquer formato desejado conforme visto por cima, a qual auxilia ao mover os detritos de perfuração em direção à abertura 9. Em um aspecto, conforme mostrado, a estrutura 21 possui dois membros curvados simétricos 22 e 23 formando um formato de olho que estão dispostos em quatro braços 24 unidos a um membro central 25. A curvatura das duas seções curvadas simétricas é levemente menor do que a curvatura do perímetro da base planar 3. As bordas externas 27 das duas seções curvadas simétricas 22 e 23 e os quatro braços 24 são, em um aspecto, chanfrados, considerando que as bordas internas 28 (vide figura 5A) frente à abertura 9 são em ângulos corretos ao plano da base planar 3. Os membros curvados 22 e 23 possuem os fundos planos 29. O ângulo da chanfradura em determinados aspectos é de entre 45 e 20 graus do fundo plano 29. Isto pode ser observado claramente na figura 5A. Está dentro do escopo da presente invenção possuir uma estrutura ou membro do tamanho e configurado para movimento transversal à abertura 9 de qualquer formato desejado, por exemplo, entre outros, um
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32/69 membro 402 conforme mostrado na figura 1C ou uma estrutura geralmente circular, conforme mostrada na estrutura 21a, figura 1D. A abertura 9 pode ser de qualquer formato desejado com qualquer largura e comprimento desejado; e, conforme mostrado, pode ser aproximadamente da mesma largura como um aparelho de trado localizado sob a abertura (ou o aparelho de trado pode ser levemente mais largo do que a abertura).
[090] Uma montagem de cilindro e pistão acionado hidraulicamente 26 é unido em uma extremidade à parede ou base planar 3 do recipiente de pressão 2 e a outra à estrutura móvel 21, para induzir o movimento da estrutura móvel 21 sobre a base planar 3 para trás e para frente conforme indicado pela seta dentro dos confins do recipiente de pressão 2. Alternativamente, alguns dos aparelhos de movimento de estrutura podem ser posicionados externamente ao recipiente.
[091] Os membros curvados 22 e 23 podem possuir diversos perfis para realizar a função de mover-se sob os detritos de perfuração DC ao mover-se longe da abertura 9 e atuar como um ancinho ou pá para escavar, cavar ou mover os detritos de perfuração para a abertura de descarga 9. Em um aspecto, o espaço em volta do transportador 11 no tubo 10 é mantido substancialmente cheio para facilitar a manutenção de um taxa de dosagem consistente dependente do rpm do transportador 11, enquanto transporta os detritos de perfuração do recipiente de armazenamento.
[092] Uma lista exemplar, porém não exclusiva, de alternativas para os membros curvados 22, 23 é mostrada nas figuras 5A a 5D. A figura 5B mostra um membro curvado 22 (o membro 23 é semelhante) com uma face frontal chanfrada 31 e uma face traseira côncava 30. A figura 5C mostra um membro
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33/69 curvado 22 (ou 23) com uma face frontal chanfrada 32 e uma face traseira escalonada 33 com um ombro 34. A figura 5D mostra o membro curvado 22 (ou 23) com uma face frontal escalonada 35 e uma face traseira levemente angular 36 de modo que um ângulo agudo é formado em uso entre a face traseira angular 36 e a base planar 3.
[093] O recipiente de armazenamento 1, em um aspecto, é unido a um deslizador (não mostrado) para facilitar o transporte do recipiente de armazenamento 1 em botes, barcos de fornecimento, carros de trem e equipamentos a pouca distância da praia e em terra. O deslizador também pode compreender uma estrutura para circundar o recipiente de armazenamento 1, o qual pode ser de tamanho ISO padrão para facilitar o transporte de barcos, trens, botes equipados com acessórios em espaçamentos ISO. A altura do recipiente de armazenamento 1, em um aspecto específico, quando montado no deslizador é de 3,26 m, o comprimento do deslizador é de 3,95 m e a largura do deslizador é de 2,9 m. Deve ser observado que a altura do recipiente é muito menor comparada ao volume interno.
[094] Uma válvula de alívio de pressão 8a é fornecida no recipiente de pressão 2, o qual é configurado entre 10% e 20% acima da pressão operacional normal de preferivelmente 7 Bar. Uma comporta removível e/ou passível de ser aberta 8b é, opcionalmente, também fornecida na parede do recipiente de pressão 2 para permitir o acesso para inspeção, manutenção e limpeza.
[095] A figura 1C ilustra um recipiente de armazenamento semelhante a um recipiente de armazenamento 1, exceto que ao invés de uma estrutura móvel 21, o recipiente
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34/69 de armazenamento possui um aparelho de ancinho 100 e um aparelho de movimento associado. Numerais similares indicam partes similares. O aparelho de ancinho 100 (ou a estrutura móvel 21, etc.) pode ser utilizado com qualquer tanque ou recipiente descrito no presente. O aparelho de ancinho 100 possui um membro 102 em uma haste 104 que é movida para frente e para trás acima da abertura 9 pelo aparelho de movimento 110. Um movedor 112 (por exemplo, qualquer motor adequado, ou mecanismo recíproco, por exemplo, entre outros, uma montagem de pistão/cilindro semelhante à figura 1A) move a haste 104 para frente e para trás para mover o membro 102 acima da abertura 9 para facilitar o movimento dos detritos de perfuração para baixo na abertura 9. Opcionalmente, um aparelho vibratório 114 exterior ao recipiente 2 vibra a haste 104 para vibrar o membro 102 e/ou para induzir a vibração através de recipiente 2 dos detritos de perfuração. Opcionalmente, um aparelho vibratório 106 está disposto dentro do recipiente 2 na haste 104 para vibrar a haste 104 e o membro 102 para facilitar o movimento dos detritos. Opcionalmente, um aparelho vibratório 108 no membro 102 facilita o movimento dos detritos.
[096] Com referência à figura 2, os detritos de perfuração secos são produzidos por um banco nas mesas vibratórias de xisto 50 em uma broca de perfuração.
[097] Os detritos de perfuração secos peneirados caem das telas das mesas vibratórias de xisto em uma vala 48. os detritos de perfuração úmidos são movidos ao longo da vala 48 utilizando um transportador parafusado ou esteira transportadora ou caem diretamente em uma tremonha. Os detritos de perfuração úmidos são opcionalmente
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35/69 alimentados em um secador (não mostrado), tal como um secador de vórtice ou um secador do tipo revelado em GB-A-2.297.702, a revelação do qual é incorporada para todas as finalidades no presente, para remover uma quantia substancial de umidade. Isto é revelado com maiores detalhes na publicação PCT copendente número WO2004/083597 (pedido PCT número PCT/GB2004/000762) e no pedido norte-americano co-pendente número U.S. número de série 10/764.825 depositado pelo requerente para a presente patente, as revelações dos quais são incorporadas integralmente para todas as finalidades no presente. Em algumas circunstâncias, o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração é reduzido para entre 1% e 5% de umidade por peso e, em outras circunstâncias, diminui para 1% de umidade por peso. Tipicamente, os detritos “úmidos” contêm 5% ou mais de conteúdo de óleo e os detritos “secos” contêm menos do que 5% de conteúdo de óleo.
[098] Os detritos de perfuração secos ou úmidos caem diretamente em uma tremonha 51 de um tanque de evacuação 52, mostrado com mais detalhes na figura 3. O tanque de evacuação 52 pode ser do tipo revelado em GB-A-1.564.311, a revelação do qual é incorporada integralmente no presente para todas as finalidades. Uma válvula 53, a qual pode ser do tipo revelado em GB-A-1.539.079, a revelação da qual é incorporada integralmente no presente para todas as finalidades, é disposta entre a tremonha 51 e um pequeno recipiente de pressão 54 com uma capacidade, em um aspecto, de aproximadamente 0,3 metros cúbicos, embora a capacidade em outros aspectos é de entre 0,1 e 1 metro cúbico; ou maior ou menor. O tamanho do pequeno recipiente de pressão, em determinadas configurações, é dependente do espaço disponível
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36/69 próximo às mesas vibratórias de xisto, e/ou a quantidade de ciclos necessária para transferir o material, por exemplo, em uma taxa de 30 toneladas métricas por hora. O pequeno recipiente de pressão 54 possui uma porção frusto-cônica 55. Uma entrada de ar 56 está disposta em uma parte superior de uma parede do recipiente de pressão 54 e uma porção cilíndrica 57 da seção cruzada circular está disposta entre a válvula 53 e a parede da porção frusto-cônica 55, deixando um pequeno intervalo anular 58 entre as mesmas através do qual o ar sob pressão pode passar da entrada de ar 56 para a porção frustocônica 55. Este aspecto também é revelado em US-A-3.586.383 em nome de William Trythall, a revelação da qual é incorporada integralmente no presente para todas as finalidades. Uma outra válvula 59 (que é opcional) está disposta na extremidade de descarga da porção frusto-cônica 55 entre o pequeno recipiente de pressão e uma linha de alimentação 60. A outra válvula 59 pode ser do mesmo tipo da válvula 53. A linha de alimentação 60 pode ser uma mangueira flexível ou um tubo rígido e, em um aspecto, possui um diâmetro interno de 125 mm (5 polegadas). Em uma configuração, a outra válvula 59 pode ser excluída.
[099] Em um aspecto, o ciclo da válvula 53 e a outra válvula 59 substancialmente fora de fase, de modo que a válvula 53 está aberta para permitir que o pequeno recipiente de pressão 54 seja carregado com os detritos de perfuração sob a gravidade a partir da tremonha 51 enquanto a válvula 59 é fechada para impedir que os detritos de perfuração entrem na linha de alimentação 60. A válvula 53 é fechada de modo que uma dose dos detritos de perfuração é detida no pequeno recipiente de pressão 54. A outra válvula 59 é aberta. Em um aspecto, o ar sob pressão de entre 1 e 8
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Bar passa para o pequeno recipiente de pressão 54 através do intervalo 58 e aplica uma pressão positiva no topo da carga dos detritos de perfuração de modo a empurrar uma dose dos detritos de perfuração para fora até a linha de alimentação 60. A outra válvula 59 pode ter um pequeno atraso na abertura de modo a permitir que a pressão acumule-se no pequeno recipiente de pressão 54 antes de ser aberta. A porção frustocônica 55 pode ser em um ângulo para induzir o fluxo de massa, conforme é bem-conhecido na técnica anterior, por exemplo, conforme revelado em US-A-3.604.758, a revelação da qual é incorporada integralmente no presente para todas as finalidades. Alternativamente, a parede interna da seção frusto-cônica é alinhada com uma material de redução de fricção, tal como plástico, fibra de vidro, PTFE ou uma tinta ou esmalte. A porção frusto-cônica 55 pode alternativamente ser um cinzel, pirâmide, borda, tipo de abertura quadrada ou transição. Substancialmente toda a dose é descarregada na linha de alimentação e então o ciclo é repetido. Muitos ciclos por minuto podem ocorrer. A linha de alimentação 60 leva à entrada 7 do recipiente de armazenamento 1, o qual está disposto no equipamento a pouca distância da praia 49 ou, caso for um equipamento com base na terra, próximo ao equipamento, por exemplo, dentro de 100 - 300 metros, embora possa estar a muitos (por exemplo três ou mais) quilômetros longe.
[0100] Em uso, o recipiente de armazenamento 1 é ventilado para a atmosfera, seja através da utilização de uma válvula ou pela desconexão da linha de fornecimento de ar 6 da entrada de ar 5. As doses dos detritos de perfuração entram no recipiente de armazenamento 1, através da linha de alimentação 60 do tanque de evacuação 52 e gradualmente
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38/69 preenchem o recipiente de armazenamento 1. O recipiente de armazenamento 1 pode, em um aspecto, armazenar até doze metros cúbicos de detritos de perfuração, o detrito pode, em outros aspectos, ser do tamanho para armazenar entre cinco e vinte metros cúbicos. Uma vez que o tanque de armazenamento 1 estiver cheio ou quase cheio, uma válvula (não mostrada) na linha de alimentação é operada para desviar as doses dos detritos de perfuração para outro recipiente de armazenamento 61. Alternativamente, a linha de alimentação é desconectada da entrada de detritos 7 e conectada à entrada de detritos em um outro recipiente de armazenamento 61. Diversos recipientes de armazenamento podem ser dispostos para formar um banco 62 de recipientes de armazenamento.
[0101] Em um momento conveniente em que o barco de fornecimento ou veículo para transportar os detritos de perfuração estiver em proximidade estrita ao banco de recipientes de armazenamento 62, por exemplo, quando um barco de fornecimento 64 estiver atracado ou dentro de trezentos ou quatrocentos metros do equipamento a pouca distância da praia, uma extremidade da mangueira flexível 63 está conectada a um dos recipientes de armazenamento 1, 61. A outra extremidade da mangueira flexível 63 está conectada a pelo menos um recipiente de armazenamento 65 em um banco de recipientes de armazenamento 66 no navio de fornecimento 64. Os recipientes de armazenamento 65 são, em um aspecto, do tipo descrito com referência às figuras 1A a 1D. As alças de flutuação 67 podem ser fornecidas na mangueira flexível 63 para impedir que a mangueira afunde no mar.
[0102] Um fornecimento de ar fornecido por um compressor (não mostrado) sob aproximadamente 7 Bar e, em
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39/69 outro aspecto, 4 Bar, é fornecido através da mangueira de fornecimento de ar 6 pela entrada de ar 5 para um espaço no recipiente de pressão 2 fornecido acima da superfície dos detritos de perfuração. O motor hidráulico de velocidade variável 12 é ativado para acionar o transportador parafusado 11. Um fornecimento de ar, por exemplo, sob aproximadamente 7 Bar ou levemente menor, é fornecido através da entrada de fornecimento de ar 19 na caixa de descarga 18. A mesma pressão ou pressão levemente menor na câmara inferior 18a da caixa de descarga 18 do que a pressão aplicada acima dos detritos de perfuração impede o movimento dos detritos de perfuração para trás do transportador parafusado 11 de volta para o recipiente de pressão 2. O cilindro e pistão hidráulico 26 são ativados para mover a estrutura móvel 21 para trás e para frente de modo a facilitar o movimento dos detritos de perfuração à abertura 9. As bordas chanfradas nas laterais dos membros 22, 23, 24 da estrutura móvel 21 garantem que mediante o movimento para longe da abertura 9, os componentes da estrutura móvel deslizem sob os detritos de perfuração e mediante o movimento em direção à abertura 9, o ângulo correto oposto ou superfícies de perfil de pá puxam os detritos de perfuração em direção à abertura 9. Os detritos de perfuração movem-se através da abertura 9 para o transportador parafusado 11, o qual move os detritos ao longo em direção à câmara inferior 18a da caixa de descarga 18. Em direção à extremidade do transportador parafusado, uma lâmina de hélice dupla pode ser disposta para facilitar a quebra dos detritos de perfuração. Os dedos 17 também podem ser fornecidos para facilitar a quebra dos detritos de perfuração, os quais então caem na caixa de descarga 18 e são impelidos através da abertura 20
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40/69 para a mangueira flexível 63 no recipiente de armazenamento 65 no barco de fornecimento 64.
[0103] O barco de fornecimento então transporta o banco carregado de recipientes de armazenamento 66 para a costa. Os recipientes de armazenamento podem ser levantados do barco de fornecimento 64 e colocados nos carros de trem, botes planos ou diretamente no local de processamento. Alternativamente, os detritos de perfuração podem ser descarregados do mesmo modo conforme descrito acima com relação ao movimento dos detritos de um equipamento a pouca distância da praia para o barco de fornecimento 64.
[0104] Um recipiente de alimentação alternativo 70 é mostrado na Figura 16, o qual pode ser utilizado no lugar do tanque de evacuação 52 mostrado na Figura 3A. O recipiente 70 possui uma entrada de detritos 71 que leva de uma tremonha ou outro recipiente (não mostrado), em um recipiente de pressão 72 através de uma válvula de enchimento 73. A extremidade inferior do recipiente de pressão 72 é fornecida com uma porção frusto-cônica 74 que leva a uma abertura de descarga 75. A abertura de descarga é fornecida com uma válvula de descarga 76 para seletivamente abrir ou fechar a abertura 75. A válvula de descarga 76 e a válvula de enchimento 73 estão em uma relação fixa por um pistão 77 que se estende da válvula de descarga 76 através da válvula de enchimento 73 para um cilindro atuador 78. O pistão 77 pode ser acionado pneumaticamente, hidraulicamente ou utilizando um motor passo a passo para abrir e fechar a válvula de enchimento 73 e a válvula de descarga 76, que são dispostas de modo que operam substancialmente fora de fase. Uma entrada de fornecimento de ar 81 está disposta no topo do pequeno
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41/69 recipiente de pressão 72 para fornecer ar sob pressão, por exemplo, de aproximadamente 7 Bars, embora pode ser fornecido em uma pressão de entre um e dez Bars. As portas de aeração 79 são fornecidas na parede da porção frusto-cônica 74 para impedir a aderência dos detritos de perfuração nas paredes e para impedir o bridging dos detritos de perfuração ao redor da abertura de descarga. Os dedos ou cerdas 80 estendem-se radialmente do pistão 77 dentro do pequeno recipiente de pressão 72, que são movidos para cima e para baixo em união com as válvulas para limpar quaisquer detritos de perfuração detidos nas paredes ou na forma de uma ponte perto da abertura de descarga (porém para as cerdas 80, o tanque 70 é semelhante ao tanque da técnica anterior).
[0105] Em uso, o ciclo da válvula de enchimento 73 e da válvula de descarga 76 substancialmente fora de fase, de modo que a válvula de enchimento 73 está aberta para permitir que o pequeno recipiente de pressão 72 seja carregado com os detritos de perfuração sob gravidade a partir da tremonha 51 enquanto a válvula de descarga 76 está fechada para impedir que detritos de perfuração entrem na linha de alimentação 60. A válvula de enchimento 73 está fechada de modo que uma dose dos detritos de perfuração está detida no pequeno recipiente de pressão 72. A válvula de descarga 76 está aberta por acionamento do pistão 77, o qual fecha a válvula de enchimento 73. O ar sob pressão, por exemplo, de entre 1 e 8 Bar, passa para o pequeno recipiente de pressão 72 e aplica uma pressão positiva no topo da carga dos detritos de perfuração para empurrar uma dose dos detritos de perfuração para fora na linha de alimentação 60. As válvulas podem passar por ciclos diversas vezes por minuto com um
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42/69 recipiente de pressão relativamente pequeno. Com um recipiente de pressão de 0,3 metros cúbicos, as válvulas passarão por ciclos uma ou duas vezes por minuto ou a cada dois minutos. A linha de alimentação 60 (conforme a figura 2) leva à entrada 7 do recipiente de armazenamento 1, o qual está disposto no equipamento a pouca distância da praia 49 ou, caso for um equipamento com base na terra, próximo ao equipamento, por exemplo, dentro de 300 metros, embora possa estar longe em até três a quatro quilômetros. A ventilação é fornecida conforme necessário através da linha de ventilação 82.
[0106] Este tipo de recipiente de alimentação 70 foi fabricado pelo Klockner-Becroit e mostrado e descrito nas páginas 290-291 do livro denominado “Pneumatic Conveying of Solids - a theoretical and practical approach” [Transporte Pneumático de Sólidos - uma abordagem teórica e prática] por Klinzing e Marcus, publicado em 1997.
[0107] A figura 6 ilustra um sistema 150 que fornece uma melhoria aos sistemas e aparelhos conforme revelados no presente, assim como os sistemas revelados na: Patente Norte-Americana 6.702.539 emitida em 9 de março de 2004; Pedido da Grã-Bretanha N° 9913909 depositado em 16 de junho de 1999; Pedido Norte-Americano 10/018.124 depositado como pedido PCT/GB00/02158 em 14 de junho de 2000; e Patente Européia EP 1.187.783 B1, publicada em 24 de setembro de 2003.
[0108] O fluxo de detritos de perfuração em um tubo 157 em containeres 151. Cada container 151 possui uma porção com formato cônico inferior 155 com uma abertura inferior 158. Adjacente a cada abertura 158, existe um aparelho 160 (que é semelhante a qualquer aparelho ou sistema revelado no presente para facilitar o movimento dos detritos
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43/69 de perfuração de um tanque ou recipiente, por exemplo, entre outros, o aparelho revelado nas figuras 1A a 1D, por exemplo, com uma estrutura móvel 21 e/ou um membro móvel 102 e os mecanismos associados de movimento equipados com motor. Os aparelhos 160 movem os detritos de perfuração em um tubo 159 (por exemplo, semelhante ao tubo 19, Patente Norte-Americana 6.702.539) a partir do qual os detritos de perfuração podem ser introduzidos em qualquer tanque ou container adequado para transporte, tal como os containeres de armazenamento 1 ou os containeres 31 mostrados em US-A-6.702.539. Os containeres 31 da US-A-6.702.539 podem possuir aparelho como o aparelho
160 para facilitar o movimento de detritos.
[0109] Opcionalmente, o gás comprimido (por exemplo, ar e/ou nitrogênio ou outro gás inerte) pode ser introduzido nos recipientes 151 com ou após o fluxo de detritos de perfuração nos recipientes 151 na linha 157. Opcionalmente, o gás comprimido é introduzido em uma linha
161 nos recipientes 151 para aplicação em e/ou acima dos detritos de perfuração conforme previamente descrito e/ou mencionado para qualquer configuração descrita no presente. Opcionalmente, o gás comprimido é aplicado nas linhas 162 dos aparelhos 160 conforme descrito acima no sistema da figura 1A. Opcionalmente, o gás comprimido pode ser aplicado ao interior da linha 159 com um ou mais aparelhos 163 de modo a facilitar o fluxo do material de detritos de perfuração através da linha 159. Cada aparelho 160 pode, opcionalmente, possuir um membro de movimento (por exemplo, semelhante à estrutura 21 ou o membro 102) para facilitar o movimento dos detritos de perfuração a partir dos recipientes 151.
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44/69 [0110] As figuras 3A a 3C ilustram um aparelho de alimentação 470 para alimentar os detritos (por exemplo, a partir das mesas vibratórias ou secadores para recipientes de armazenamento), o qual possui um recipiente de pressão 472 com uma porção inferior não-cônica 474 que possui duas laterais inclinadas 475. Em determinados aspectos, o recipiente de pressão 472 possui uma capacidade de entre 0,15 metros cúbicos e 1 metro cúbico, e, em um aspecto específico, 0,33 metros cúbicos. Os detritos de perfuração entram no recipiente de pressão 472 de uma tremonha de entrada superior 476 através de uma abertura 477. Uma válvula de entrada 478 (por exemplo, uma válvula esférica) seletivamente controla a entrada de detritos de perfuração no recipiente de pressão 472 e, em um aspecto, fornece uma dose pré-selecionada de detritos de perfuração, por exemplo, em um aspecto, 0,15 metros cúbicos até 1 metro cúbico, e, em um aspecto específico, 0,3 metros cúbicos.
[0111] Opcionalmente, um membro de movimento 482 (por exemplo, semelhante ao membro de movimento 102 ou estrutura 21 descrita acima) é movível através de aparelho de movimento 484 (mostrado esquematicamente; por exemplo, qualquer aparelho de movimento revelado no presente) para facilitar o movimento dos detritos de perfuração para e através da abertura 479 e a partir do recipiente. Opcionalmente, um aparelho de trado 480 (por exemplo, semelhante a qualquer aparelho de trado descrito no presente e, em um aspecto, semelhante ao transportador 11, figura 1A) pode ser utilizado com o recipiente 472.
[0112] As figuras 7A, 7B e 7E mostram um recipiente de armazenamento 200 em conformidade com a presente
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45/69 invenção, o qual possui um recipiente de pressão 202 (por exemplo, semelhante ao recipiente de armazenamento 2, figura 1A) com uma tampa esférica 204, uma parede geralmente cilíndrica 206 e um piso 208. Os detritos de perfuração 220 são alimentados no recipiente 202 através de um fluxo de entrada 210 através do qual são controlados por uma válvula 212. A válvula 212 pode simplesmente ser uma válvula de retenção de lingüeta que permite que os detritos de perfuração entrem no recipiente de pressão 202, porém não permite que os detritos de perfuração ou ar sob pressão escape do recipiente de pressão 202. Opcionalmente, o gás comprimido é introduzido através de uma entrada de gás 214.
[0113] Uma estrutura 230 (por exemplo, semelhante à estrutura 21, figura 1A) desliza sobre o piso 208. A estrutura 230 inclui uma porção sólida de fechamento 232, porém que pode ser perfurada ou feita de tela. A porção de fechamento 232 seletivamente fecha uma abertura 234 no piso 208, que está localizada acima de um transportador de tela 236 (semelhante ao transportador 11, Figura 1A) que é giratório montado em um tubo 240.
[0114] Conforme mostrada na figura 7A, a porção de fechamento 232 fecha o fluxo, impede ou reduz o fluxo para o transportador parafusado 236 quando o aparelho de movimento 250 estiver na posição totalmente retraída. Esta posição fechada é presumida quando o recipiente de armazenamento 200 possui detritos de perfuração sendo armazenados no mesmo, para impedir que os detritos de perfuração assentem no tubo do transportador parafusado 240. É possível, caso os detritos de perfuração assentem no transportador parafusado 236 por um período muito longo, que os detritos de perfuração possam ser
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46/69 colocados e inibam e impeçam que o transportador parafusado gire quando a descarga dos detritos de perfuração for iniciada. Esta posição fechada também é presumida quando o recipiente de armazenamento 200 estiver vazio, de modo que os detritos de perfuração são impedidos de cair no transportador parafusado 236 e tornem-se compactados no transportador parafusado 236. Conforme mostrado na figura 7B, a estrutura 230 foi movida pelo aparelho de movimento 250 (semelhante a qualquer aparelho de movimento revelado no presente) e a abertura 234 não estiver mais bloqueada e receber o fluxo de material a partir do recipiente 202. O fluxo de detritos do recipiente 202 para uma extremidade de descarga dos detritos 242 do tubo 240 é facilitado pelo transportador parafusado 236.
[0115] Conforme mostrado na figura 7E por setas 263, o transportador 236 pode ser operado em reverso para circular os detritos dentro do recipiente 202 de modo a produzir uma massa mais homogeneizada de detritos. As setas 264 indicam a rotação do transportador 236 na direção resultante dos detritos movendo-se a partir do recipiente 202.
[0116] Opcionalmente, o tubo 240 pode possuir uma placa de extremidade inclinada 247 para facilitar o movimento dos detritos em direção ao transportador 236 e, quando o transportador for operado em reverso, para facilitar o movimento dos detritos em e dentro do recipiente 202. Opcionalmente, o tubo 240 possui uma placa de extremidade inclinada 248 próxima à extremidade de descarga do tubo e que impulsiona para baixo o material em direção à câmara de descarga 245 e para fora do tubo 240. Opcionalmente, gás comprimido é fornecido a uma entrada 243 para promover o
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47/69 movimento dos detritos de perfuração a partir da câmara de descarga para a extremidade de descarga 242 do tubo 240.
[0117] Conforme mostrado nas figuras 7C e 7D, um recipiente de armazenamento 500 possui um recipiente de pressão 502 (por exemplo, semelhante ao recipiente de armazenamento 2, figura 1A) com uma tampa esférica 504, uma parede lateral geralmente cilíndrica 506, e um piso 508, ainda incluindo uma pluralidade de bocais de aeração 561 através de um piso 508, que injeta gás sob pressão em um recipiente 502 (em determinados aspectos, para cima e/ou para baixo no transportador 536) . O mesmo fornecimento de gás comprimido que fornece gás à entrada 514 pode ser utilizado para fornecer gás aos bocais 561 ou uma fonte de gás comprimido separada pode ser utilizada. As entradas dos detritos de perfuração e ar não são mostradas nas figuras 7C ou 7D. O fluido pressurizado através dos bocais 561 pode ser da mesma pressão ou de pressão mais alta do que a pressão utilizada para transportar os detritos de perfuração. Através da aplicação de um fluido pneumático através dos bocais de ar 562, os detritos de perfuração são arejados. Isto é importante quando os detritos de perfuração são armazenados no recipiente de pressão 502. Os detritos de perfuração secos são arejados e movidos através do transportador parafusado 536. Quando os detritos de perfuração são arejados, eles atuam mais como um fluido e, portanto, o transporte dos detritos de perfuração é mais passível de previsão. Isto também pode facilitar a remoção de bloqueios no transportador e também pode ser utilizado para purgar e limpar o transportador parafusado 536 a qualquer momento conveniente, tal como quando o recipiente de armazenamento 500 estiver vazio. Opcionalmente, o
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48/69 recipiente de armazenamento 500 inclui uma pluralidade de bocais de aeração 562 que se projeta no tubo 540 e fornece gás sob pressão ao tubo 540 de modo a promover o movimento dos detritos, para impedir a consolidação dos detritos e dificultar a formação de espaçadores. Em um aspecto específico, existe uma pluralidade de bocais de aeração ao longo de todo o comprimento do tubo 540. Quando o membro de fechamento 532 estiver em uma posição fechada, o ar difunde além das bordas do membro de fechamento 532 (e, caso seja perfurado, através das perfurações no mesmo) e areja os detritos que estão se movendo além da estrutura 530.
[0118] Uma estrutura móvel (por exemplo, semelhante à estrutura 230, figura 7A) ao lidar com detritos úmidos, detritos secos ou detritos de suporte úmido, fornece o controle da taxa de descarga (a partir da extremidade de descarga 242) através do controle da quantia de material que flui para o transportador 236. Os detritos secos arejados, por exemplo, detritos secos por um secador, facilitam o movimento de detritos fazendo com que os detritos atuem mais como um fluido e realize a transporte dos detritos de modo mais previsível.
[0119] A figura 8A mostra um aparelho 600 em conformidade com a presente invenção para armazenar e mover detritos de perfuração [os quais podem estar úmidos, secos ou detritos de suporte úmido (umidade)], os quais possuem um secador de vórtice opcional 610, aparelho de alimentação 620 e um sistema de transporte 650. O secador de vórtice 610 fornece detritos de perfuração ao aparelho de alimentação 620. O aparelho de alimentação 620 possui um recipiente de pressão 622, o qual fornece detritos de perfuração à linha
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49/69 transportadora 632. O sistema de alimentação 620 pode ser, em determinados aspectos, semelhante ao aparelho mostrado nas figuras 3B ou 4 ou semelhante a qualquer tanque de evacuação ou recipiente de armazenamento revelado no presente.
[0120] Com referência à figura 8A, o gás comprimido para facilitar o transporte de detritos é fornecido de uma fonte de gás comprimido 602 em uma linha 627 para um recipiente de alimentação 622, o qual é idêntico ao aparelho de alimentação 470 mostrado na figura 3A a 3C. O gás comprimido da linha 627 passa em uma linha 612 (com o fluxo controlado por uma válvula 615) a uma caixa de descarga 624. Uma pequena quantia de gás comprimido é aplicada ao topo do recipiente de pressão 622 através da válvula 616 para impedir que os detritos sejam impelidos de volta ao recipiente de pressão 622 de um alimentador parafusado na parte inferior do recipiente de pressão 622, que alimenta a caixa de descarga 624. Os detritos descarregados da caixa de descarga 624 são impulsionados pelo gás comprimido dentro e através de uma linha transportadora 632 a partir da qual o fluxo de detritos a um aparelho de processamento adicional (por exemplo, outro secador de vórtice) ou para um recipiente de armazenamento, tal como o recipiente de armazenamento 1 mostrado na Figura 1A ou para caixas de detritos da técnica anterior localizadas em um equipamento, na costa ou em um barco.
[0121] Uma pluralidade de monitores de pressão 640 é separada ao longo da linha transportadora 632, cada uma incluindo um calibre de pressão e em comunicação com um sistema de controle, por exemplo, um sistema de controle PLC 680. Uma pluralidade de aparelhos de injeção de gás 690 é separada ao longo da linha transportadora 632 para
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50/69 seletivamente injetar o gás sob pressão na linha transportadora 632, conforme instruído pelo controlador PLC 680. O gás é fornecido em uma linha 613 para os aparelhos 690. Uma válvula 614 controla o fluxo na linha 613. As válvulas 614, 615, 616 estão em comunicação com e controladas pelo controlador PLC 680. O alimentador parafusado motorizado do aparelho 600 está em comunicação com e controlado pelo controlador PLC 680.
[0122] Cada aparelho 690 inclui uma válvula de retenção de passagem única 691 através da qual o ar flui para a linha transportadora 632, as válvulas de retenção de passagem única 691 impedem que os detritos de perfuração entrem e bloqueiem a linha pneumática 613; uma válvula controlável 692 que seletivamente controla o fluxo de fluido na linha transportadora 632; e uma válvula reguladora 693 que seletivamente permite a entrada do fluido pneumático sob pressão através e dentro da linha transportadora 632 quando o diferencial de pressão entre a linha 613 e a pressão no ponto 640 for menor do que uma diferença predeterminada com a finalidade de manter uma queda de pressão constante ao longo da linha transportadora.
[0123] O sistema de monitoramento e controle maximiza a produtividade de modo seguro, isto é, evitando a conexão e impulso dos sólidos na linha transportadora de modo não controlado. A utilização do aparelho 690 e 640, em um aspecto, garante que os detritos sejam mantidos “vivos” e moventes dentro do conduíte 632. As pressões são monitoradas em pontos estratégicos ao longo de todo o seu comprimento. As pressões observadas são mantidas através da modificação da taxa de alimentação de detritos e/ou auxilio do fluxo de ar
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51/69 para desempenho contínuo (e, em alguns aspectos, opcional). Para minimizar a queda de pressão geral com relação ao comprimento do conduíte 632, o comprimento e/ou densidade de um conduíte 632 é controlado, que está no modo de fase densa de fluxo, em que foi preenchida toda a seção cruzada do conduíte.
[0124] Quanto mais denso o espaço, mais alta é a fricção de parede, deste modo, mais alta é a pressão exigida para impulsionar o espaço para baixo ao conduíte 632. Também a relação do espaço-comprimento-para-pressão exigida para impulsionar um espaço é exponencial; isto é, a pressão exigida para transportar uma série de espaços separados por “amortecedores” de ar é muito menor do que o necessário para a soma dos comprimentos da série de espaços.
[0125] Os detritos da dose do aparelho de alimentação 620 em um conduíte 632 em espaços, o tamanho dos quais é determinado pelo diâmetro externo do trado ou parafuso, tamanho da haste e vala. A taxa de alimentação é diretamente proporcional à velocidade rotativa do parafuso. A aeração localizada dentro da câmara de transporte/descarga do parafuso garante que os detritos tenham “vida” e a facilidade de controle/interrupção/início de velocidade do parafuso controlada pelo controlador PLC 680 oferece o controle próximo na criação dos espaços. Este controle é com base no regime de pressão dentro do conduíte 632, o qual é grandemente dependente do modo de fluxo.
[0126] Em um aspecto, os valores prescritos nominais são utilizados dentro do conduíte 632 com relação à queda máxima de pressão ao longo do conduíte 632, um prescrito em um valor baixo para a fase de diluição, por exemplo, 2
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52/69 bar, que é utilizado para detritos de perfuração secos, e o outro para detritos não-secos que é maior, por exemplo, 4 bar. Em um aspecto específico, na fase densa, os detritos de perfuração movem-se ao longo da linha transportadora a aproximadamente 10m/s; e na fase escassa ou de diluição, os detritos de perfuração movem-se ao longo da linha transportadora a aproximadamente 30 m/s. O controlador PLC 680 aumenta a velocidade do parafuso para a velocidade necessária de modo a alimentar a linha transportadora 632, para que a queda de pressão seja mantida para um nível definido entre as unidades 690. Por exemplo, com quatro unidades 690 espaçadas eqüidistante ao longo do comprimento de uma linha transportadora reta 632, a linha transportadora 632 é dosada com uma primeira dose dos detritos de perfuração a partir do alimentador 620. O fornecimento de ar 602 é ativado e o plugue dos detritos de perfuração move-se ao longo da linha transportadora. A pressão inicial é definida para, por exemplo, 4 bar e é esperado que a pressão na extremidade da linha transportadora esteja levemente acima da atmosférica quando o plugue chegar à extremidade. As unidades 690 regulam a pressão na linha, de modo que existe a queda de pressão constante razoavelmente entre as unidades 690. A queda de pressão é, por exemplo, de 0,5 bar entre cada unidade, de modo que após a primeira unidade 690, a pressão é regulada a 3,5 bar, após a segunda unidade, a pressão é regulada para 3 bar após a terceira unidade, a pressão é regulada para 2,5 bar e após a quarta unidade, a pressão é regulada para 2 bar, de modo que é esperado que a pressão na extremidade da linha transportadora 632 seja de aproximadamente 1,5 bar e que existe um grau razoável de certeza ao saber que o plugue
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53/69 descarregará da extremidade da linha transportadora para o recipiente de armazenamento. Caso a queda de pressão estiver dentro de uma determinada porcentagem, por exemplo, 30%, e, em um aspecto, 15%, e em um aspecto específico, 10% do que era esperado, o regulador abre a linha 613 e permite que o ar sob pressão, regulado pelo regulador 693 para entrar na linha transportadora na pressão correta.
[0127] Um loop PID padrão “loop PID (Proporcional-Integral-Diferencial) é utilizado de modo que caso a queda de pressão exceder o valor prescrito desejado, a velocidade do alimentador parafusado é reduzida ou interrompida conformemente. O feedback dos monitores de pressão 640 ao longo da linha, que estão localizados estrategicamente levemente a montante das curvas/elevadores verticais ou quaisquer outras áreas conhecidas por criar turbulência dentro do conduíte, é utilizado com a finalidade de acionar válvulas de auxílio de ar no aparelho 690 caso seja necessário. Uma válvula de auxílio de ar está localizada em um ponto de turbulência a jusante de um monitor de pressão e caso a pressão no monitor fique abaixo de um valor de porcentagem dado comparado ao sensor imediatamente a montante do mesmo, por exemplo, 80%, então o ar é alimentado direto da fonte 602 através da linha de passagem auxiliar 613 que se move em todo o comprimento do conduíte 632 para o ponto de auxílio associado. O ajuste de pressão para o auxílio de ar é definido a, por exemplo, 90% do valor de pressão no monitor 640 imediatamente a montante, e caso esta pressão for atingida, então o auxílio de ar também é direcionado para o próximo ponto de injeção imediatamente a jusante e
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54/69 conseqüentemente. Cada válvula 691 pode alimentar um bocal de injeção de gás associado 699 (por exemplo, vide figura 8B).
[0128] As figuras 9A a 9C ilustram um aparelho de alimentação 700 em conformidade com a presente invenção, o qual é semelhante ao aparelho de alimentação 470 mostrado na figura 3B, ainda incorporando uma tremonha 720 com um motor vibratório 725 para vibrar a porção da tremonha amortecedora 721 e ainda um injetor de ar 772 e caixa de descarga modificada 753. Um sistema de controle 701 está em comunicação com os sensores na porção de tremonha 721 e a porção do recipiente de pressão 740. A tremonha 720 compreende a tremonha amortecedora 721; um motor vibratório opcional 722 para vibrar a tremonha amortecedora 721 e seu conteúdo; uma junção de expansão 722; e uma válvula 723 em uma abertura de saída 724 para controlar o fluxo dos detritos de perfuração a partir da tremonha 721 para o sistema do recipiente de armazenamento 740. O aparelho transportador 700 é utilizado, por exemplo, para mover os detritos de perfuração a partir das mesas vibratórias para os recipientes de armazenamento, e, em um aspecto específico, o recipiente de pressão 740 possui uma capacidade de armazenamento de aproximadamente 0,3 metro cúbico.
[0129] A porção do recipiente de pressão 740 pode ser semelhante aos recipientes de armazenamento mostrados nas figuras 1A, 3B-D, 7A e 8A. A porção do recipiente de pressão 740 possui um recipiente 742 que recebe os detritos de perfuração através de uma entrada 743. Uma válvula de ventilação 744 seletivamente ventila o recipiente 742 e uma válvula de alívio 745 alivia a pressão no recipiente 742 em um nível predeterminado. Um transportador 750 transporta os
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55/69 detritos de perfuração a partir do recipiente 742 para uma caixa de descarga 751 e os detritos saem por uma extremidade de descarga 752 de um tubo 753 para fluir em um conduíte (não mostrado; por exemplo, semelhante ao conduíte 632, figura 8A). Um sistema de motor/engrenagem 760 gira o transportador 750.
[0130] O gás comprimido de uma fonte 770 fornece gás sob pressão em uma linha 771 para uma entrada 772 na caixa de descarga 753; em uma linha 773 para uma entrada 774 na extremidade de descarga 752 da caixa de descarga 753; em uma linha 775 para uma entrada 776 na caixa de descarga 751; e em uma linha 777 para uma entrada 778 do recipiente de pressão 742. A entrada 778 pode ser de um diâmetro muito pequeno, conforme isto é simplesmente para balancear a pressão dentro do recipiente de pressão 742 com a pressão na caixa 751 ou na extremidade de descarga 752. Cada linha possui uma válvula de retenção de passagem única 779. Opcionalmente, a tremonha 721 está montada em montagens de isolamento/não-vibração 782.
[0131] Todos os componentes operacionais do aparelho de transporte 700 estão em comunicação com (vide linhas pontilhadas) um controlador 701 (por exemplo, semelhante ao controlador 680, figura 8A).
[0132] Cada linha 771, 773, 777 possui uma válvula de controle de fluxo que liga/desliga 771a, 773a, 777a, respectivamente (por exemplo, semelhante às válvulas 692); um regulador de pressão 771b, 773b, 777b, respectivamente (semelhante às unidades de pressão 690; pressão definida manualmente ou por um sistema de controle; a pressão definida efetivamente define a pressão operacional máxima do sistema, por exemplo, 2 BAR para detritos secos ou 4 BAR para detritos úmidos a partir das mesas vibratórias de
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56/69 xisto); e válvulas de controle de fluxo 771c, 773c e 777c, respectivamente, as quais controlam a taxa de alteração na pressão (por exemplo, podem ser válvulas de agulha, placas de orifício ou dispositivos semelhantes).
[0133] Através da linha 777, o gás é fornecido ao recipiente 742 em uma pressão igual à pressão do gás fornecido à caixa de descarga 753 na linha 771 e para o gás fornecido na linha 773 para a caixa de descarga 751, de modo que a queda de pressão ao longo do transportador (alimentador parafusado) 750 seja insignificante. Portanto, a taxa de alimentação dos detritos a partir do sistema 700 é determinada pelos rpms do transportador 750. Em um aspecto, o gás é inserido a jusante de uma válvula de descarga 752a na linha 773. Com a válvula de descarga 752a fechada, o recipiente 742 pode ser ventilado para a atmosfera, permitindo o reabastecimento do recipiente 742, enquanto os detritos estão sendo transportados a jusante da extremidade de descarga 752.
[0134] O sistema de controle mostrado nas figuras 9A a 9C pode ser utilizado para qualquer aparelho de alimentação ou recipiente de armazenamento revelado no presente.
[0135] A figura 10 mostra um sistema 800 em conformidade com a presente invenção, que possui um secador de detritos 801 que seca os detritos de perfuração, tal como um secador de vórtice ou um secador de detritos do tipo revelado em GB-A-2.297.702. O secador de vórtice 801 pode ser alimentado e localizado imediatamente abaixo da extremidade de descarga de uma mesa vibratória de xisto (não mostrada) ou na extremidade de uma vala (não mostrada). Entretanto, os detritos de perfuração a serem secados são secados no secador
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57/69 de detritos 801 por um período definido ou dentro de uma faixa limitada de tempo. Conformemente, caso os detritos de perfuração estiverem muito úmidos, por exemplo, caso as mesas vibratórias de xisto sofreram “encobrimento de tamanho próximo de partícula, caso em que uma quantia substancial de fluido de perfuração lavaria a mesa vibratória no secador de detritos com os detritos de perfuração, alguns ou todos os detritos de perfuração não serão suficientemente secos para transportar com o recipiente de pressão ou simplesmente exigirão secagem adicional, processamento adicional ou a serem armazenados e transportados em e a partir de um recipiente de armazenamento especial. Deste modo, um sistema de transporte 802 com trados 803, 804 acionado por um sistema de motor/engrenagem 805 fornece os detritos de perfuração seletivamente a um recipiente de armazenamento 810 ou a um aparelho de alimentação pressurizado 820, com base nas medições por um sensor de umidade 821 (ou sensores) . Os detritos não-úmidos vão para o aparelho de alimentação pressurizado 820; caso os detritos “úmidos sejam sentidos, os trados são invertidos e os detritos são transportados para o recipiente de armazenamento 810 (que pode ser semelhante ao recipiente de armazenamento 1) . Um sensor (ou sensores) 821 sente o conteúdo de umidade dos detritos de perfuração. Caso o sensor 821 sentir “umidade (por exemplo, maior do que 1, 3 ou 5% de conteúdo de umidade), então o trado é invertido e move os detritos para o recipiente de armazenamento de detritos “úmidos 810; e, caso os detritos sejam secos (por exemplo, menos do que 5% de conteúdo de umidade ou óleo), o trado é definido para o movimento para frente e os detritos são fornecidos no aparelho de alimentação pressurizado 820,
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58/69 que impele os detritos para uma caixa de detritos secos 825, que pode ser semelhante ao recipiente de armazenamento de detritos 1. Em uma configuração específica, uma vez que os detritos moveram-se do recipiente de armazenamento 810, eles podem ser movidos para a caixa de detritos secos 825. Opcionalmente (conforme é o caso para qualquer sensor de umidade ou aparelho de sensor em qualquer sistema do presente), o sensor 821 pode possuir uma cúpula protetora 821a para componentes fora de uma tremonha e uma cúpula protetora 821b para componentes 821c dentro de uma tremonha 822. Tal cúpula 821b protege os componentes do sensor 821c da queda dos detritos de perfuração para baixo em uma tremonha. Os sensores múltiplos 821 podem ser utilizados separados em volta da tremonha 822 (conforme é o caso em qualquer sistema em conformidade com a presente invenção com o aparelho de sensor de umidade). Em determinados aspectos, tais sensores são eficazes com a quantia dos detritos de perfuração que é de pelo menos 2,5 cm (uma polegada) de espessura e possui uma área de pelo menos vinte a vinte e seis centímetros quadrados (três a quatro polegadas quadradas). Tais sensores podem produzir leituras contínuas para utilização mais precisa por um sistema de controle 829 que está em comunicação de controle com os componentes do sistema 800, conforme indicado pelas linhas pontilhadas.
[0136] O sistema de controle 829 pode alterar o fluxo de detritos do sistema 825 (por exemplo, para detritos secos adequadamente) para o sistema 810 (por exemplo, para relativamente detritos úmidos). Em qualquer sistema do presente, um primeiro aparelho de armazenamento ou um aparelho de armazenamento seco pode ser um recipiente de
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59/69 armazenamento, o compartimento de um navio, ou um compartimento ou reservatório de um equipamento ou nas pernas de um equipamento. Tal instalação de armazenamento, de qualquer forma, pode possuir, em conformidade com a presente invenção, um sistema pneumático de pressão positiva e um sistema de aeração inferior para arejar o material de detritos de perfuração por baixo do material (por exemplo, através de um membro ou placa inferior perfurada) produzindo um material de fase de diluição que é mais facilmente transportado. Em um aspecto específico, os sensores de conteúdo úmido são iguais aos sensores do Modelo MCT 300, MCT 600 e MCT 101-T da Process Sensors Corporation, Milford, Massachusetts. Conforme é o caso em qualquer recipiente de pressão em qualquer sistema do presente, um recipiente de detritos 820a do sistema 800 pode ser, em volume, entre 0,05 m3 a 0,2 m3.
[0137] A figura 11 mostra um sistema 830 em conformidade com a presente invenção, em que um transportador 831 equipado com um sistema de motor/engrenagem 832 alimenta os detritos de perfuração a dois secadores de vórtice 833. Os detritos processados pelos secadores de vórtice 833 são alimentados pelos sistemas de transporte 834 a uma tremonha 835 de um sistema de alimentação 836 (semelhante ao sistema 820, figura 10). Um dos secadores de vórtice 833 possui uma tela que encobre caso os detritos de perfuração sejam “de tamanho próximo (“tamanho próximo significa o tamanho dos detritos gerados pela perfuração que possuem uma distribuição de tamanho semelhante àquele tamanho das aberturas da malha de tela das telas no aparelho de peneiramento; as partículas de tamanho próximo podem se fixar nas aberturas de telas, obstruindo uma tela), ponto em que o fluxo dos detritos de
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60/69 perfuração úmidos fluem para fora do secador de vórtice. Isto é observado por um sensor de umidade 831 que envia um sinal ao segundo secador de vórtice, o qual é iniciado, que possui uma tela com um tamanho de tela diferente do primeiro secador de vórtice, e, portanto, pode lidar com este tamanho de partícula. O sistema 836 produz os detritos processados que saem em um conduíte 837.
[0138] A figura 12 mostra um sistema 850 em conformidade com a presente invenção, semelhante ao sistema da figura 11 que possui um sistema de transporte 851 equipado com um sistema de motor/engrenagem 852 que transporta os detritos de perfuração a partir das mesas vibratórias de xisto, hidrociclones e/ou centrífugas para os secadores de vórtice 853, os quais, por sua vez, alimentam os detritos secos através de uma calha 854 até um aparelho de alimentação 856 (semelhante ao aparelho de alimentação 836) que alimenta os detritos em um conduíte de saída 857. Os secadores de vórtice 853 possuem tremonhas 854 abaixo dos mesmos que alimentam o aparelho de alimentação 856.
[0139] A figura 13 mostra um sistema 900 em conformidade com a presente invenção para um equipamento de perfuração R em que os detritos de perfuração (por exemplo, a partir das mesas vibratórias de xisto, centrífugas) fluem para um aparelho de alimentação 906 (semelhante ao aparelho de alimentação 820, 836, 856) com um secador de vórtice 907. O aparelho de alimentação 906 processa os detritos e os alimenta a um recipiente de armazenamento, o qual pode ser do tipo mostrado nas figuras 1A, 1C ou 7A). Caso a leitura do sensor de umidade no aparelho de alimentação 906 indicar que os detritos de perfuração estão secos, um controlador (não
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61/69 mostrado) desvia o fluxo dos detritos de perfuração do aparelho de alimentação 906 para as unidades de armazenamento de manuseio a granel interno 910 construídas no equipamento R ou no detentor interno 911 no navio de fornecimento B (caso um navio de fornecimento estiver disponível). Caso a leitura do sensor de umidade indicar que os detritos de perfuração estão úmidos, então o controlador desvia o fluxo dos detritos de perfuração para o recipiente de armazenamento úmido 1 no equipamento R ou para o navio B. As unidades de armazenamento de manuseio a granel interno construídas no equipamento R e o detentor interno no navio de fornecimento B são capazes de manusear o material a granel seco, porém não o material a granel úmido. Deste modo, através da avaliação da secura dos detritos de perfuração, é possível armazenar os detritos de perfuração nas unidades de armazenamento de manuseio a granel interno 910 construídas no equipamento R ou no detentor interno 911 no navio de fornecimento B. Os detritos de perfuração úmidos podem ser carregados e armazenados em um recipiente de armazenamento do tipo mostrado na figura 1 ou novamente processados em um secador de detritos, tal como um secador de vórtice ou um secador de detritos do tipo revelado em WO 2004/000762 e GB-A2.297.702 e a umidade é novamente testada.
[0140] A figura 14 mostra um sistema 920 em conformidade com a presente invenção, em que as mesas vibratórias de xisto 921 alimentam o material de detritos de perfuração em uma esteira transportadora ou transportador parafusado 922 que alimenta o material em um secador de vórtice 923, o qual alimenta o material seco a um aparelho de alimentação parafusado pressurizado 924 (semelhante ao
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62/69 aparelho de alimentação parafusado mostrado nas figuras 8A, 9A e 10 a 12). O material processado através do aparelho de alimentação parafusado pressurizado 924 sai para transferência em uma linha 925. O fluido recuperado do secador de vórtice 923 flui em uma linha 926 para um tanque de retenção 927 a partir do qual é bombeado por uma bomba 928 em uma linha 929 a uma centrífuga 930. Os sólidos da centrífuga 930 são conduzidos em uma linha 931 para descarta e o líquido em bombeado em uma linha 932 para um tanque de retenção 933. Uma bomba 934 bombeia o líquido do tanque de retenção 933 em uma linha 939 para um sistema de retorno de lama 935 (com uma válvula 936 fechada e a válvula 938 aberta); ou de volta para o secador de vórtice 923 em uma linha 937 (com a válvula 936 aberta e uma válvula 938 fechada).
| [0141] A figura 15 mostra | um | sistema 950 | em | |
| conformidade | com a presente invenção, em | que | um aparelho | de |
| alimentação | parafusado pressurizado | 952 | seletivamente |
alimenta o material de detritos de perfuração aos recipientes de armazenamento de detritos secos 953 ou para um recipiente de armazenamento de tanque “úmido” 954. Um medidor de umidade 955 localizado na tremonha 968 sente o conteúdo de umidade do material de detritos de perfuração e o controlador 960, em comunicação com o medidor de umidade 955, controla uma válvula de desvio 956 de modo que os detritos secos adequadamente vão para os recipientes de armazenamento 953 com o fluxo para o sistema de tanque “úmido” 954 desligado; assim como os detritos úmidos vão para o sistema de tanque úmido 954 com fluxo para os recipientes de armazenamento 953 desligado. Opcionalmente, cada recipiente de armazenamento 953 possui sua própria válvula de desvio associada 957 de modo que aquele
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63/69 fluxo em cada caixa é seletivamente controlado pelo controlador 960.
[0142] Em determinados aspectos, a aparelho de alimentação parafusado pressurizado 952 é semelhante ao aparelho nas figuras 8A e 26; o recipiente de armazenamento úmido 954 é semelhante ao recipiente de armazenamento úmido na figura 10; e os recipientes de armazenamento 953 são semelhantes aos recipientes de armazenamento nas figuras 1B, 3B e 10. O controlador 960 controla os motores de cada transportador no sistema 950.
[0143] Em cada um dos sistemas das figuras 10 a 15, um sistema de controle adequado controla os diversos componentes e está em comunicação com os sensores de umidade, válvulas, transportadores e motores.
[0144] Um método para mover os detritos de perfuração de um equipamento a pouca distância da praia na água para um barco na água adjacente ao referido equipamento a pouca distância da praia, os referidos detritos de perfuração carregados com o fluido de perfuração, o método incluindo os detritos de perfuração de alimentação de uma operação de perfuração para um processador de detritos, o processador de detritos compreendendo um aparelho de tela anular rotatório, processando os detritos de perfuração com o processador de detritos produzindo os detritos de perfuração processados e material secundário, o material secundário incluindo detritos de perfuração e fluido de perfuração, os detritos de perfuração processados incluindo fluido de perfuração, alimentando os detritos de perfuração processados do processador de detritos para o aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva, o aparelho de tanque de
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64/69 evacuação de pressão positiva com um tanque que recebe os detritos de perfuração processados a partir de um processador de detritos, alimentando o material secundário a partir do processador de detritos para o aparelho secundário, e fornecimento de ar sob pressão para o tanque do aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva para expele os detritos de perfuração do tanque e impulsiona os detritos de perfuração para aparelho terciário. Em um aspecto específico, o aparelho secundário é o aparelho de centrífuga de decantação, o método ainda incluindo o processamento do material secundário com o aparelho de centrífuga de decantação, produzindo fluido de perfuração secundário e detritos de perfuração secundários. Em um aspecto, antes de alimentar os detritos de perfuração a partir do processador de detritos para o aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva, os detritos de perfuração são alimentados ao aparelho laminador para romper as aglomerações dos detritos de perfuração e então alimentá-los a partir do aparelho laminador para o aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva.
[0145] Em um aspecto, nos métodos caracterizados pelo fato de que o aparelho secundário é o aparelho de centrífuga de decantação, os métodos incluem o processamento do material secundário com o aparelho de centrífuga, produzindo fluido de perfuração secundário e detritos de perfuração secundários, reciclando o referido fluido de perfuração secundário para reutilização em uma operação de perfuração, alimentado os referidos detritos de perfuração secundários em um aparelho laminador para romper as aglomerações dos referidos detritos de perfuração
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65/69 secundários, alimentando os detritos de perfuração secundários do aparelho laminador para o aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva; e/ou antes de alimentar os detritos de perfuração a partir do processador de detritos para o aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva, alimentando os referidos detritos de perfuração no aparelho laminador para romper as aglomerações dos referidos detritos de perfuração e então alimentando os referidos detritos de perfuração a partir do aparelho laminador no aparelho de tanque de evacuação de pressão positiva.
[0146] Um método para mover o material de detritos de perfuração, o material de detritos de perfuração incluindo detritos de perfuração e fluido de perfuração, o método inclui alimentação do material de detritos de perfuração no aparelho de processamento de detritos, o aparelho de processamento de detritos incluindo aparelho de tela anula rotatório, processamento do material de detritos de perfuração com o processador de detritos produzindo os detritos de perfuração processados e o material secundário, o material secundário incluindo os detritos de perfuração e o fluido de perfuração, os referidos detritos de perfuração processados incluindo o fluido de perfuração, transportando o fluido sob detritos de perfuração processados de pressão positiva a partir do processador de detritos para o aparelho de conduíte de fluxo, aplicando ar sob pressão positiva para o aparelho de conduíte de fluxo de modo a continuamente mover os detritos de perfuração processados através do mesmo, continuamente movendo os detritos de perfuração processados com o ar sob pressão para o aparelho de separação, e com o
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66/69 aparelho de separação continuamente separando os detritos de perfuração processados do ar.
[0147] Um sistema para mover detritos de perfuração, o sistema possuindo o aparelho de movimento para mover os detritos de perfuração, o aparelho de processamento de detritos para processar os detritos de perfuração para alimentar o aparelho de tanque, o aparelho de processamento de detritos incluindo o aparelho de tela anular rotatório, o aparelho de tanque para receber os detritos de perfuração do aparelho de processamento de detritos, o aparelho de conduíte de fluxo para receber os detritos de perfuração a partir do aparelho de tanque, o aparelho de fluido pressurizado para aplicar ar sob pressão positiva aos detritos de perfuração e para continuamente mover os detritos de perfuração através do aparelho de conduíte de fluxo e para o aparelho de separação, e o aparelho de separação para continuamente receber os detritos de perfuração através do aparelho de conduíte de fluxo, o aparelho de separação para separar os detritos de perfuração do ar.
[0148] Um método para transportar uma pasta, a pasta incluindo os detritos de perfuração carregados com fluido, o método incluindo a alimentação da pasta a um processador de detritos, o processador de detritos compreendendo um aparelho de tela anular rotatório, reduzindo o peso da referida pasta com o processador de detritos através da remoção de fluido da pasta, o processador de detritos produzindo o material produzido que inclui os detritos de perfuração e fluido, alimentando o material produzido a partir do processador de detritos em um recipiente, aplicando um gás comprimido ao recipiente para fazer com que o material
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67/69 produzido flua para fora do recipiente, o recipiente incluindo uma porção de tremonha cônica que, pelo menos durante a descarga do material produzido, forma a seção inferior do recipiente e o ângulo de cone abaixo de um valor crítico exigido para atingir o fluxo de massa do material produzido.
[0149] Os sistemas e métodos para mover material que possui uma baixa densidade de pasta fluida (por exemplo, com uma gravidade específica de entre 2,3 e 4,0 e, em um aspecto, aproximadamente 2,7 ou menor) e uma alta densidade de partícula (por exemplo, 2 lbs/galão - 4 lbs/galão ou maior) com um fluido pneumático de pressão positiva, por exemplo, ar ou vapor. Em outros aspectos, os detritos a serem tratados, por exemplo, a partir das mesas vibratórias de xisto, possuem uma gravidade específica de 1,8 (1800 kg/m3; 15 lbs/galão) e determinados detritos de alta densidade possuem uma gravidade específica de 2,5 (21 lbs/galão). Em um aspecto específico, o material é uma pasta fluida que inclui detritos de perfuração de um buraco de poço, fluidos de detritos de poço, lamas de perfuração, água, óleo e/ou emulsões com os detritos presentes conforme variação de porcentagens de peso da pasta fluida. “Densidade da pasta fluida refere-se ao material a partir do poço em um fluxo de ar e “densidade de partícula refere-se ao material anterior à sua inclusão no fluxo de ar.
[0150] Em determinados aspectos, os sistemas e métodos fornecem o transporte contínuo ou quase contínuo do material.
[0151] Os sistemas com instalações de armazenamento para sólidos a serem movidos e aparelho para mistura de sólidos pesados a serem transportador com um fluido pneumático, por exemplo, entre outros, ar ou vapor, com uma
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68/69 pressão positiva, isto é, acima da pressão atmosférica. Em outro aspecto, a velocidade para mover sólidos é reduzida utilizando, por exemplo, um aparelho separador, e então os sólidos são coletados no aparelho de coleta (por exemplo, tanques, caixas, containeres de armazenamento). Em determinados aspectos, os tanques auto-descarregadores são utilizados que possuem um sistema de remoção de sólidos de pressão positiva. Tais tanques podem possuir sistemas para medir a quantia dos sólidos nos tanques e fornecer uma indicação desta quantia.
[0152] Em um aspecto, o aparelho reduz a densidade de uma pasta fluida do material. Tal aparelho inclui o aparelho de diminuição de velocidade/separador.
Legenda das figuras
Figura 4
4.1: Entrada de material
4.2: Entrada superior de ar
4.3: Válvula de abastecimento
4.4: Válvula de dosagem cuneiforme
4.5: Ventilação
4.6: Transportador de ar
4.7: Oleoduto
4.8: Passagem para ventilação
Figura 7D
7.1: Gás comprimido
Figura 8A
8.1: Painel de controle
8.2: Linha de condução
Figura 9A
9.1: Entrada de talhos
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69/69
Figura 10
10.1: Cessão progressiva Figura 14
14.1: Cessão progressiva 14.2: Descarte
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Claims (16)
- REIVINDICAÇÕES1. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, compreendendo o método de obtenção de material de detritos de perfuração a partir de pelo menos um de: uma mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga (801) ou secador de vórtice (907), medindo o teor de umidade dos detritos de perfuração para obter um valor de umidade, o método caracterizado por comparar o valor de umidade com um limiar predeterminado e transportar os detritos de perfuração em uma rota de detritos secos se o valor de umidade estiver abaixo do limiar predeterminado ou transportar os detritos de perfuração em uma rota de detritos úmidos se o valor de umidade estiver acima do limiar.
- 2. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a rota de detritos secos compreender um aparelho alimentador (820, 906, 952) e uma linha de transporte pneumática, compreendendo ainda o processo de carregar os detritos de perfuração no aparelho alimentador (820, 906, 952), cujo aparelho alimentador (820, 906, 952) alimenta a linha de transporte pneumático com detritos de perfuração.
- 3. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a linha de transporte pneumático ser uma linha de transporte pneumático de pressão positiva.
- 4. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por a linha de transporte pneumático conduzir a uma de: um recipiente de armazenamento (1, 810, 953, 954), um tanque de armazenamento a granel de uma plataforma dePetição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 76/1002/6 petróleo ou de gasolina (910) e um detentor interno (911) do navio de fornecimento (B) , o método compreendendo ainda o passo de transportar os detritos de perfuração através da linha de transporte pneumática para um dos recipientes de armazenamento (1, 810, 953, 954), os tanques de armazenamento a granel de uma plataforma de óleo ou gás (910) e a retenção de um detentor interno (911) do navio de fornecimento (B).
- 5. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado por o passo de medir o teor de umidade das estacas de perfuração ser realizado com um sensor de umidade (821, 955) localizado no aparelho alimentador (820,952).
- 6. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado por o aparelho de alimentação (820, 952) compreender uma tremonha (822, 968) e um recipiente de detritos (820a), o passo de medir o teor de umidade dos material de detritos de perfuração com um sensor de umidade (821, 955) localizado na tremonha (822, 968).
- 7. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a rota de detritos úmidos compreender um aparelho de alimentação e uma linha de transporte pneumática, compreendendo ainda o processo as etapas de carregar os detritos de perfuração no aparelho de alimentação, o qual o aparelho alimentador alimenta um transporte pneumático linha com detritos de perfuração.
- 8. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7,Petição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 77/1003/6 caracterizado por a linha de transporte pneumático ser uma linha de transporte pneumático de pressão positiva.
- 9. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado por a linha de transporte pneumática conduzir a um recipiente de armazenamento, compreendendo ainda o passo de transportar os detritos de perfuração através da linha de transporte pneumática para o recipiente de armazenamento.
- 10. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado por a linha de transporte pneumática conduzir a um secador de detritos para secagem adicional.
- 11. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os detritos de perfuração de pelo menos um de: secador de xisto, hidrociclone, centrifugador ou secador de detritos de perfuração (907), serem alimentados para um aparelho alimentador (952), após o que o teor de umidade dos detritos de perfuração é medido para obter um valor de umidade com um sensor de umidade (955) localizado no mesmo, o aparelho de alimentação (952) que alimenta os detritos de perfuração em uma linha de transporte pneumática, tendo a linha de transporte uma válvula de desvio (956, 957), o método compreendendo ainda as etapas de desviar os detritos de perfuração usando a válvula de desvio (956, 957) para a rota de detritos secos se o valor de umidade estiver abaixo do limiar predeterminado ou transportar os detritos de perfuração na rota de detritos úmidos se o valor de umidade estiver acima do limiar.Petição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 78/1004/6
- 12. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por um sistema de transporte (802) estar localizado por baixo de pelo menos um de: uma mesa vibratória de xisto, hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos (801) para receber os detritos de perfuração, o sistema de transporte (802) que compreende um acionamento (805) de tal modo que o sistema de transporte (802) é reversível para transportar os detritos de perfuração numa direção para a rota de detritos secos e numa segunda direção para a rota de detritos úmidos.
- 13. “MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o limiar predeterminado ser um dos seguintes: teor de umidade de 5%, 3% e 1%.
- 14. “SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, para processamento de detritos de perfuração, compreendendo o sistema pelo menos um dos seguintes: mesa vibratória de xisto; secadora de hidrociclone, centrífuga ou secador de detritos de perfuração (907); o sistema compreendendo ainda um aparelho alimentador (906, 952) para alimentar detritos de perfuração obtidos a partir de pelo menos um dos seguintes: mesa vibratória de xisto; secador de hidrociclone, centrífuga e detritos de perfuração (907) em uma linha de transporte pneumático, caracterizado por o sistema compreender ainda uma rota de linha de transporte pneumático seco, uma rota de linha de transporte pneumática e uma válvula de desvio (956, 957) para dirigir os detritos de perfuração para a referida rota dePetição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 79/1005/6 linha de transporte pneumático seco ou a referida rota de linha de transporte pneumático úmido, um sensor de umidade (955) para medir o teor de umidade dos cortes de perfuração, em que o referido sensor de umidade mede o teor de umidade dos detritos de perfuração.
- 15. “SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o sistema onde os referidos meios de desvio compreendem válvulas de desvio (956, 957) .
- 16. “SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE MATERIAL DE DETRITOS DE PERFURAÇÃO, para o processamento de detritos de perfuração, o sistema caracterizado por compreender pelo menos: um agitador de xisto; secadora de hidrociclone, centrífuga e detritos de perfuração (801); uma rota úmida compreendendo um recipiente de armazenamento (810); uma rota seca compreendendo um aparelho de alimentação pressurizado (820) para soprar os detritos de perfuração para uma caixa de detritos secos (825); um sistema de transporte (802) para dirigir os detritos de perfuração obtidos a partir de pelo menos um de: uma mesa vibratória de xisto; secador de hidrociclone, centrífuga e detritos de perfuração (801), para seletivamente um recipiente de armazenamento (810) da referida rota úmida ou para o referido aparelho de alimentação pressurizado (820) da referida rota seca; um sensor de umidade (821) para medir o teor de umidade dos detritos de perfuração, em que o referido sensor de umidade mede o teor de umidade dos detritos de perfuração para obter um valor de umidade; e um controlador (829) para obter o referido valor de umidade a partir do sensor de umidade (821) e comparar o referido valor de umidade com um limiar predeterminado e ativar oPetição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 80/1006/6 referido sistema de transporte (802) de acordo com o referido valor de umidade, em que o referido sistema de transporte é acionado para mover detritos de perfuração para o referido aparelho de alimentação pressurizada (820) se o valor de umidade estiver abaixo do limiar predeterminado ou o referido sistema de transporte for invertido para mover detritos de perfuração para o referido recipiente de armazenamento (810) da referida rota úmida se o valor de umidade estiver acima do limiar predeterminado.Petição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 81/1001/15Petição 870170048218, de 10/07/2017, pág. 83/10021a
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