CN101384326B - 振动分离器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于从钻探流体中分离固体的装置，该装置包括：具有两个对置隔开的侧壁的篮子，该侧壁具有第一端和第二端，第一端由连接到各侧壁上的端壁隔开，篮子还包括底壁，经由该底壁限定流体出口通道；多个筛面，筛面具有前边缘和后边缘，并在篮子内定位于侧壁之间，同时各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，并且后边缘与篮子的端壁隔开，其中各筛面的后边缘低于相应筛面的前边缘；多个堰，各堰沿着相应筛面的后边缘保持并与端壁隔开，以在各堰和端壁之间限定流体通道，其中各堰具有顶部边缘，该顶部边缘在相应筛面的后边缘上方延伸至堰的高度，并且顶部边缘低于相应筛面的前边缘；至少一个流导向器，该流导向器在流体通道中截留未分离的钻探流体，并将未分离的钻探流体引到较低的筛网上，并且其中最下面的筛网与端壁之间的流体通道中的流体被引向溢出流体的出口。

Description

振动分离器
本申请要求2005年12月13日提交的美国临时申请No.60/750,090和2006年9月29日提交的美国临时申请No.60/827,453的权益，它们的内容通过引用结合到本文中。
发明背景
通常称为“泥浆”的油田钻探流体在行业中用于多种目的。在其所有功能中，钻探泥浆可用作润滑剂来冷却转动的钻头并促进更快的切削速率。泥浆在表层混合，并经由钻柱(drillstring)中的孔泵送到钻头上，在此处泥浆经由多个喷嘴和开口流出，润滑并冷却钻头。经由喷嘴流出后，“用过的”流体经由在钻柱与所钻的井眼(wellbore)之间形成的环状空间返回至表层。
此外，钻探泥浆提供流体静压(hydrostatic pressure)柱或静压头，以防止所钻的井“井喷”。此流体静压抵消地层压力(formationpressure)，从而如果地层中受压的沉积物被触碰(breech)时可防止流体喷出。对钻探泥浆柱的流体静压力起作用的两个因素是柱的高度(或深度)(即，从表层到井眼底部的距离)和所使用的流体的密度(或其倒数，比重)。在钻探泥浆中混合了多种填充剂和润滑剂，以获得适合于待钻地层的类型和构造的混合物。由于泥浆的评定和混合过程费时而昂贵，所以钻井人公司和服务公司更愿意回收返回的钻探泥浆，并使之循环以继续使用。
钻探泥浆的另一个重要目的是将切削物从钻头中带到表层。当钻头在钻孔底部粉碎或刮落岩石地层时，留下小片的固体材料。从钻头上的喷嘴中流出的钻探流体搅拌岩石和地层的固体颗粒并将岩石和地层的固体颗粒带到位于钻柱与钻孔之间的环状空间内的表层。因此，从环状空间中流出井眼的流体是地层切削物在钻探泥浆中的悬浮物，并且在泥浆能够被循环前必须将切削物颗粒除去。
一种用来从钻探泥浆中除去切削物和其它固体颗粒的装置在行业内通常称为“泥浆振动筛”或“振动分离器”。泥浆振动筛是振动的筛状工作台，返回的使用过的泥浆沉积在该工作台上，并且通过该振动的筛状工作台形成基本上清洁的钻探泥浆。典型地，泥浆振动筛为带有通常穿孔的滤网底部的成角度的工作台。返回的钻探泥浆沉积在泥浆振动筛的第一端。当钻探泥浆穿过穿孔的筛网时，流体经由孔眼下落到下面的贮液器中，从而留下固体颗粒物。倾斜角度与泥浆振动筛工作台的振动作用的组合使留下的固体颗粒能够流动，直到从泥浆振动筛的第二端上滑落。振动量和倾斜角度典型地可调节，以适应不同钻探泥浆的流率和钻探泥浆中颗粒的百分比。当流体通过泥浆振动筛的穿孔的底部后，流体可以或者立即在井孔中重新使用，或者储存用于测量和评定，或者该流体可通过另一个更小尺寸的泥浆振动筛或其它设备，以进一步除去更小的切削物。
在泥浆经由振动筛分离器和其它切削物清除装置循环时，当钻井人冲洗井眼或者井眼的地质条件需要钻探流体的特性改变时，供料泥浆的流率可增加。流率可能增加到筛面的筛孔会变得被固体堵塞的程度，这些固体没有被足够快速地清除，以允许供料泥浆中的流体成分流过筛网。
在这种流率增加的过程中，为了防止有用的钻探泥浆在筛面的前边缘上损失以及进入到切削物收集区中，分离器的前端通常被抬高，使得筛面的前边缘高于筛面的后边缘。当分离器启动时，筛面以及筛面固定在其内部的篮子以所需的频率并以预定的动作(诸如线性的、椭圆的或圆形的形式)振动。当篮子和筛网以预定的频率和动作振动时，篮子弹性地固定在其上的壳体不振动。这经常导致在篮子的后边缘与壳体之间存在小的间隙。未过滤的钻探流体经由所产生的间隙直接排入已过滤的流体的收集区。如在振动分离器正常操作过程中那样，当分离器的前端升高时，未过滤的钻探流体排入已过滤的流体中的量在泥浆深度增加时会增加。将这种未过滤的流体引进第二级筛网，对于由振动分离器过滤的钻探流体的质量会是一种改进。
筛网的状况也会影响未过滤的钻探流体与已过滤的钻探流体的混合。当钻探流体的固体从钻探流体中过滤时，组成筛面的线易发生断裂。这种断裂在筛面的后部附近更普遍，在此处未过滤的钻探流体最初被引到筛面上。当线断裂时，在筛网中形成孔或裂口并且变大，这导致更多的固体穿过筛面。因为分离器典型地连续使用，所以任何的修理操作或相关的停工期都尽可能地减少。通常，固体通过其从钻探流体中分离的分离器的筛网随着时间的推移而被磨损并需要更换。因此，分离器的滤网典型地构造成快速并轻松地拆卸和更换。通常，通过只松开几个螺栓即可将滤网从振动筛组件中提出，并在几分钟之内完成更换。垂直布置的附加的筛面会使钻探流体受到多个筛网的作用，从而降低了在任何单个筛网中裂口或断裂所造成的影响。另外，单个筛网的更换可推迟，直到附加的筛网断裂或直到钻井操作中有停工期。
许多分离器装配的筛网具有比优选的目径(mesh size)更小的目径。这导致除去粗大的固体，但是允许一些比优选的固体更大的固体穿过筛网并保留在已过滤的钻探流体中。在使用具有更大孔眼的筛网的多个原因中，包括当流向振动筛分离器的流体中有涌动时能够回收钻探流体的期望。通过在筛网中带有更大的孔眼，可通过更多的流体，并且被和切削物一起丢弃的流体更少。使用这种筛网的另一个原因是增大分离器过滤钻探流体的能力。在一段时间内，具有较小孔眼的筛网不能过滤与具有较大孔眼的筛网所能过滤的钻探流体等量的钻探流体。如果能够提供更希望的目径而不具有将钻探流体损失到切削物收集区的副作用，这将是一种改进。
振动筛的功率损失或功率波动降低振动筛的G-力，导致筛分作用的效率下降。未过滤泥浆中的固体不再被推进到筛网的前部，而是聚集在筛面上。随着使用过的泥浆继续提供到筛面上，振动不足导致更大的固体停留在筛面上，引起筛面堵塞，使得大部分流体不能穿过筛网的筛孔。如果不能迅速恢复足够的功率，则未过滤的钻探流体将聚集在由倾斜的筛面、篮子的后壁和分离器的侧壁所限定的空间内，从而最终从筛面的前边缘溢出到切削物的箱子或固体收集区中。当钻探流体溢出到切削物收集区中时，对切削物进行恰当的处置之前通常需要对其进行额外的处理。尽管并不希望将未过滤的钻探流体持续地排放到用于已过滤的钻探流体的收集区中，但是当与将有用的钻探流体损失到切削物收集区中相比较时，则宁可选择这样的结果。更为优选的是单独地收集未过滤的钻探流体，用于经由振动筛再循环。
概述
一方面，本文所公开的实施例涉及用于从钻探流体中分离固体的装置，该装置包括：具有两个对置隔开的侧壁的篮子，该侧壁具有第一端和第二端，该第一端通过连接到各侧壁上的端壁隔开，该篮子还包括底壁，经由该底壁限定了流体出口通道；多个筛面，筛面具有前边缘和后边缘，并在该篮子内定位于侧壁之间，且各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，而且后边缘与篮子的端壁隔开，其中各筛面的后边缘低于相应筛面的前边缘；多个堰，各堰沿着相应筛面的后边缘保持并与端壁隔开，以在各堰和端壁之间限定流体通道，其中各堰具有顶部边缘，该顶部边缘在相应筛面的后边缘上方延伸至堰的高度，并且顶部边缘低于相应筛面的前边缘；至少一个流导向器，该流导向器在流体通道中截留未分离的钻探流体，并将未分离的钻探流体引到较低的筛网上，而且其中在最下面的筛网与端壁之间的流体通道中的流体被引到溢出流体的出口。
另一方面，本文所公开的实施例涉及用于从钻探流体中分离固体的装置，该装置包括：具有两个对置隔开的侧壁的篮子，侧壁具有第一端和第二端，该第一端由连接到各侧壁上的端壁隔开；多个筛面，筛面具有前边缘、后边缘和一对隔开的侧边缘，该侧边缘在该前边缘与该后边缘之间延伸，该筛面在篮子内定位于侧壁之间，且各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，并且后边缘与篮子的端壁隔开，其中各筛面的后边缘低于相应筛面的前边缘，而且最上面的筛面的侧边缘与篮子的侧壁隔开；多个堰，其中各堰沿着相应筛面的后边缘保持并与端壁隔开，以在各堰和端壁之间限定流体通道，其中各堰具有顶部边缘，该顶部边缘在相应筛面的后边缘上方延伸至堰的高度，并且顶部边缘低于相应筛面的前边缘，而且各堰的高度可调节；至少一个流导向器，该流导向器在流体通道中截留未分离的钻探流体，并将未分离的钻探流体引到较低的筛网上；和一对对置的侧坝，该侧坝沿着最上面的筛面的侧边缘的至少一部分保持，并与侧壁隔开，以进一步限定流体通道。
又一方面，本文所公开的实施例涉及用于从钻探流体中分离固体的装置，该装置包括：具有两个对置隔开的侧壁的篮子，该侧壁具有第一端和第二端，该第一端由连接到各侧壁上的端壁隔开；多个筛面，该筛面在篮子内定位于侧壁之间，且各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，其中各筛面包括前边缘、与前边缘隔开并低于前边缘的后边缘，和一对隔开的侧边缘，侧边缘在前边缘与后边缘之间延伸，而且后边缘与端壁隔开；堰，该堰沿着各筛面的后边缘保持并与端壁隔开，以在各堰和端壁之间限定流体通道，其中各堰具有顶部边缘，该顶部边缘在相应筛面的后边缘上方延伸至堰的高度，而且顶部边缘低于相应筛面的前边缘；和至少一个流导向器，该流导向器在流体通道中截留未分离的钻探流体，并将未分离的钻探流体引到较低的筛网上。
根据以下描述和所附的权利要求，所要求的主题的其它方面和优势将是明显的。
附图简述
图1是根据本文所公开的实施例的振动分离器的局部等轴视图。
图2是根据本文所公开的实施例的振动分离器的示意性侧视图。
图3是根据本文所公开的实施例的振动分离器的局部等轴视图。
图4是根据本文所公开的实施例的筛面和堰的局部等轴视图。
图5是根据本文所公开的实施例的振动分离器的局部视图。
详细描述
一方面，本文所公开的实施例涉及泥浆振动筛，其具有排除在筛面的前边缘上的全部泥浆损失的筛网布置。具体地，本文所公开的实施例涉及泥浆振动筛，其具有筛面、堰和流导向器的布置，该流导向器将过量的流体引向后续的筛面或收集区，用于经由振动筛再循环。
参照图1和3，显示了根据本发明的一个实施例的振动筛。参考标号10通常指振动筛网分离器组件，该组件包括篮子12，篮子12又包括具有开口16的底壁14、一对侧壁18和20(侧壁18显示在图3中)以及端壁22。侧壁18和20隔开并具有第一端和第二端。各侧壁18，22的第一端连接到端壁22上，其中端壁位于振动筛10的自由端上。底壁14可连接到侧壁18，20和端壁22的底部边缘上。底壁14中的开口16用来将已过滤的流体从分离器10中导出，用于进一步的处理、保存或重新使用。在一个实施例中，底壁14为具有多个开口16的结构。篮子12弹性地固定到壳体24上。壳体24可包括开口28，该开口28与底壁14中的开口16流体连通。一个或多个用于将运动传递给篮子12的驱动器26(显示在图3中)连接到篮子12上。尽管为了更好地显示本发明的细节，驱动器26描绘在篮子12的侧边上，但是可以理解，驱动器26可保持在位于侧壁18和20之间的结构上并跨过篮子12的顶部。
多个筛面30在篮子12内定位于侧壁18和20之间。筛面30包括后边缘34和前边缘36，它们各具有端部，侧壁位于该端部之间以限定筛分区(screening area)。各筛面的后边缘34是面向篮子的端壁22的边缘。如可在图2中更清楚地所见，在筛面30的后边缘34与端壁22之间形成空间。可以想到，各筛面30可包括多个单独的筛网32。备选地，对于具体的水平面，单个筛网可代表整个筛面。各筛网32位于筛网支撑件38的顶部。尽管在图中显示为简单地提供使各筛网32的周边可依靠在其上的表面，然而，可包括另外的交叉构件(未示出)，以给各筛网32提供附加的支撑。提供了用于将各筛网32固定到筛网支撑件38上的机构。可以想到，可利用对本领域常见的固定机构。
本文为了说明的目的显示了四个筛面。可以认识到，可提供任意数目的筛面。为了关于筛面的一般性的说明使用了标号30。为了具体层的特征的说明，最上面的筛网标注为42，最下面的筛网标注为50。中间的筛网在本文中标注为46和48，但是可以理解，中间的筛网可被取消而并不背离本发明的范围。
参照图1和图2，各连续的筛面30可具有更精细的筛网筛孔，以在流体穿过系列筛面30时除去更细小的颗粒。顶部筛面42可具有较大的孔眼，以仅仅除去钻探流体44中最粗大的固体。第二筛面46可具有较小的孔眼，以从已经由顶部筛面42过滤过的钻探流体中分离较小的颗粒。第三和第四筛面48和50可具有用来从钻探流体中减少甚至更细小的颗粒的目径。
具有逐次更小的筛网孔眼的一个优势在于较低的筛网50或较低的筛网48和50可具有对应于分离器10所排出的流体中所需的最大颗粒尺寸的目径。因为较大的过大尺寸的颗粒在顶部筛网42上除去，所以这些较大的颗粒不会堵塞较低的筛网50。另外，筛面42，46，48和50的多个层在任何给定的时刻均能够比具有单个筛面的分离器处理更大容量的流体。这又从分离器10中提供可与单个筛面的流体流率相比的流体流率Q出，同时钻探流体还呈现更细小的粒度级(cut)。
各筛面30可保持在篮子12中，使得其平行于其它的筛面30。备选地，筛面30可相对于彼此以不同的角度定位，以优化切削物和固体从钻探流体中的分离。在至少一个实施例中，筛面30彼此不平行，以优化切削物和固体从钻探流体中的分离。例如，最上面的筛面42可相对于地面成-15°至25°范围内的角度，而第二筛面46相对于最上面的筛网42处于0.5°至10°的范围内。较低的筛面可相对于相邻的上面的筛面处于0.5°至10°的范围内。
沿着各筛面30的后边缘34保持有堰52。各堰52向上延伸至顶部边缘54，该顶部边缘54的高度是高出筛面30的堰的高度。筛面30的倾斜导致堰52的顶部边缘54相对于地面低于相应筛面30的前边缘36。结果，释放到顶部筛面42上的流体由筛面30、侧壁18和20以及堰52约束。因为堰的高度及筛面30的倾斜阻止流体溢出前边缘36，所以多余的流体将溢出堰52。堰52与端壁22隔开，以限定流体通道。当释放到筛面30上的流体流以大于流体可以穿过筛网孔眼的速率引入时，流体将从堰52上溢出到流体通道中，而不会从前边缘36上溢出。有利的是，钻探流体不损失到切削物收集区中。在一个实施例中，堰52附着在侧壁18和20之间。在一个实施例中，堰52的高度相对于筛面30可调节，以在筛面20不同的角度上优化池(pond)的深度。堰52的高度在各筛网水平面上可调节，以在相应筛面42，46，48，50的具体的角度上优化池的深度。在一个实施例中，堰52由最后端的筛网的筛网支架形成，尽管这导致在最后端的位置上不能够使用标准的筛网32。
参照图2，流料箱(flow box)40位于端壁22附近，并将待筛分的供料流体44引到顶部筛面42上离开后边缘34足够靠前的位置，以防止流体经由端壁22与堰52之间的流体通道直接流出。虽然描绘为使流体44下落到筛面上，然而可以认识到，流料箱40可构造成沿横跨筛面30的方向引导流体44。供料流体44以供料流率Q入被引到顶部筛面42上。由于筛面30的倾斜，供料流体依靠重力流向筛面30的后边缘34，直到被堰52止住。运行时，驱动器26以这样的方式振动所有的筛面30，使得太大而不能穿过筛孔的固体被推向前边缘36，并从分离器10中排出。这些由箭头45表示的过大的固体以固体排出速率Qs从顶部筛面30的前边缘36上排出。流体和小颗粒以流率Q1穿过顶部筛面42的筛网筛孔。流体和过小的颗粒以相应流率Qn，Qn+1等穿过后续的筛面46，48，50中的筛孔落下。尽管在附图中只描绘了四个筛面30，但是，本领域的技术人员可以理解，可利用任意数目的筛面。
流体和小于筛面30的筛孔的颗粒可以穿过筛网的筛孔表面。然而，在某些情况下，供料流率Q入大于固体排出的速率Qs与顶部筛面42上流体穿过筛网筛孔的速率Q1的联合速率。在这种情况下，流体44将溢出堰52的顶部边缘54，而不会溢出顶部筛面42的前边缘36。当Q入大于Qs+Q1时，供料流体以速率Qw溢出堰52。该溢出流率可表示为：Qw＝Q入-(Qs+Q1)
参照图1和2，流导向器56定位于流动通道中以截留任何来自上面相邻的筛网上的溢出60，并将其引到下面相邻的筛网上。在一个实施例中，流导向器56包括流动表面58，其构造成将溢出60引导至下面的筛面上预定的区域。在此实施例中，各流动表面58以这样的方式固定到篮子12上，使得任何来自上面相邻的筛网上的溢出60可以只被引到下面相邻的筛网上。流动表面58可安装在端壁22上，并在各侧壁18和20之间延伸，以接收来自堰52与端壁22之间的流体通道的溢出60。流动表面58的前边缘62可构造成以这样的方式将溢出60分散到下面相邻的筛面上，使得由流到筛面30上所引起的冲击降低到最小程度。
在一个实施例中，如对于顶部筛面42所描述的那样，第二筛面46定位成前边缘36′高于后边缘34′。第二堰52′沿着第二筛面46的后边缘34′保持。可提供另外的筛面48，50，它们各具有高于相应后边缘34″，34′″的前边缘36″，36′″。堰52″和52′″分别靠着各筛面48和50的后边缘34″，34′″保持。如前所述，各堰52″和52′″具有相应顶部边缘54″和54′″，它们分别低于前边缘36″，36′″。另外的流动表面58′位于筛面46和48之间，而另一个流动表面58″位于筛面48和50之间，以分别将来自上面相邻的筛面46或48的溢出引到下面相邻的筛面48或50的预定区域。
参照图4，在一个实施例中，侧坝64沿着筛面30的各侧边的至少一部分定位。在此实施例中，侧坝64从筛面30开始向上延伸，并从堰52开始向前延伸，以防止流体和固体从侧边缘上绕过筛面30。侧坝64与侧壁18和20隔开，以进一步限定流体通道。侧坝64可包含在筛面42，46，48和50中的一个或多个筛面上。侧坝64可具有可调节的高度，以在相应筛面42，46，48，50的具体的角度上优化池深度。在一个实施例中，最上面的筛面42包括侧坝64，而下面的筛面46，48和50在侧壁18，20之间延伸。在此实施例中，多余的流体溢出堰52和侧坝64进入流体通道中，并流到下一个较低的筛网46上。
在一个实施例中，所有的筛面30均包括侧坝64。在此实施例中，流体通道在侧坝64和侧壁18，20之间以及在堰52与端壁22之间延伸。流动表面56沿着延伸的流体通道设置，以将流从流体通道引向下面相邻的筛面30。
重新参照图1和2，在最下面的筛面50下方，已过滤的流体被从振动筛10中导出。在一个实施例中，在图2中最好地描绘，来自最下面的筛面50的流体的溢出可被引向出口17。出口17可将未过滤的流体引向储罐(未示出)，或穿过管路(未示出)用来经过振动筛10再循环。已过滤流体的通道与未过滤流体的通道可由壁19隔开，以保证未过滤的流体不污染经由开口16从振动筛10中导出的已过滤的流体。在溢出条件到达最下面的筛网50的水平面的情况下，经由出口17引导的流体具有流率QU，而经由开口16引导的流体具有流率QF。经由出口17和开口16两者的联合流率Q出优选地小于进入分离器10的流率Q入，因为固体以流率Qs分离并排出。然而，开口16和出口17一起应当配备成在功率间断而流体继续导向分离器10的情况下处理与Q入相当的流率。然而，在这种情况下，本发明防止钻探流体经过前边缘36损失到固体排出区中。如本领域的技术人员会认识到的，在钻探流体从对应于顶部筛面42的堰52溢出的情况下，钻探流体可由下面的筛面46，48，50中的一个或多个筛面过滤。另外，在分离器10完全丧失功率的最坏的情况下，钻探流体将顺序地注满筛面42，46，48，50，从对应的堰52，52′，52″溢出，直到从对应于最下面的筛面50的堰52′″溢出进入出口17。如前文所述，此未过滤的泥浆可从分离器10中导出，并重新处理或由附加的设备进行处理，以除去固体。
在一个实施例中，壁19和出口17不存在，使得未过滤的流体和已过滤的流体混合并一起经由开口16流出。在此实施例中，在溢出条件到达最下面的筛网50的水平面的情况下，从堰52′″上溢出的流体也经由开口16从分离器10中导出。因为固体以流率Qs分离并排出，经由开口16的流率Q出优选地小于进入分离器10的流率Q入。但是，开口16应当装配成在功率间断而流体继续导入分离器10的情况下处理与Q入相当的流率。然而，在这种情况下，本发明防止钻探流体越过前边缘36损失到固体排出区。如本领域的技术人员会认识到的，在钻探流体溢出对应于顶部筛面42的堰52的情况下，钻探流体可由下面的筛面46，48，50中的一个或多个筛面进行过滤。另外，在分离器10完全丧失功率的最坏的情况下，钻探流体将顺序地注满筛面42，46，48，50，从对应的堰52，52′，52″上溢出，直至从对应于最下面的筛面50的堰52′″上溢出而进入开口16中。但未过滤的泥浆可从分离器10中导出，这种泥浆可重新处理或由附加的设备进行处理，以进一步除去固体。
参照图5，在一个实施例中，流导向器56是位于分离器10的自由端的管道系统66。该管道系统将溢出流体引到顺序排列的筛面30上。如图5中所示，管道系统66具有上开口74，此开口74定位成接收从顶部筛面42的堰52上溢出的流体。流体从上开口74经由管道被引到第一出口，该第一出口定位成将流体引到下一个筛面46上。在一个实施例中，第一出口将流体引到下一个筛面46上，使得流体被引导横穿过筛面46，而不是下落到筛面46上。筛面46比第一出口的宽度要宽。第一出口可沿着筛面46的后边缘34的中部定位，或者更靠近筛面46的一个边或另一个边定位。筛面46的后边缘34中没有被第一出口供料的部分具有靠着这一部分保持的堰装置52′。以超出筛面46的容量的速率被引到第二筛面46上的流体将从堰布置52′上溢出。一些流体还可以后备在管道中，但是第一出口具有高于堰的高度，使得当出现流率超出筛面46的容量的情况时，流体流将持续从堰布置52′上流过。
从堰装置52′上溢出的流体在管道系统66中经由第二进口被引入第二出口。第二出口将流体引到下一个筛面50上。与第一出口相同，第二出口引导流体横穿过筛面50。还如第一出口一样，第二出口所具有的宽度小于由第二出口供料的筛面50的宽度。堰52″靠着筛面50的后边缘34的其余部分保持。于是，当流体以超出筛面50的过滤容量的速率被引导横穿过筛面50时，多余的流体将从堰52″上溢出。从堰52″上溢出的多余的流体可通过管道系统被引向较低的筛网系统。当流体到达最下面的筛网并且流率大于最下面的筛网的处理容量时，流体将从靠着最下面的筛网的后边缘保持的相关的堰上溢出。然后，将流体引向保存区，用于经由振动筛再循环或进一步处理。
在一个实施例中，回流盘(flow back pans)82，86分别将已过滤的流体引回到管道系统66中。在此实施例中，从堰52上溢出的未过滤的流体和由回流盘82所截留的经由最上面的筛面42的过滤的流体80均被引向管道系统66，并被引到较低的筛网46上。回流盘82，86可包括在任意的和/或所有的筛面30下面。
尽管已经关于有限数量的实施例对所要求的主题进行了描述，然而，受益于本公开的本领域的技术人员会认识到，可设计出并不背离如本文所公开的所要求主题的范围其它的实施例。例如，篮子12可在一端提起，以调节筛面42，46，48，50的角度，只要对应的前边缘36，36′，36″，36′″高于对应的堰52，52′，52″，52′″的顶部边缘54，54′，54″，54′″。备选地或附加地，单独的筛面42，46，48，50可成角度地调节，只要对应的前边缘36-36′″高于对应的堰52-52′″的顶部边缘54-54′″。因此，筛面42，46，48，50可一起调节或单独调节，只要钻探流体从堰52-52′″上溢出，而不是从前边缘36-36′″上溢出。在这一叠放的筛网构造中可出现任意数目的筛面。因此，所要求的主题应仅由所附的权利要求限制。

Claims (20)

1.一种用于从钻探流体中分离固体的装置，包括：
具有两个对置隔开的侧壁的篮子，所述侧壁具有第一端和第二端，所述第一端由连接到各所述侧壁上的端壁隔开，所述篮子还包括底壁，经由所述底壁限定了流体出口通道；
多个筛面，所述筛面具有前边缘和后边缘，并且在所述篮子内定位于所述侧壁之间，同时各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，并且所述后边缘与所述篮子的所述端壁隔开；
其中，各筛面的所述后边缘低于相应筛面的所述前边缘；
多个堰，各堰沿着相应筛面的所述后边缘保持并与所述端壁隔开，以在各堰和所述端壁之间限定流体通道；
其中，各堰具有顶部边缘，所述顶部边缘在所述相应筛面的所述后边缘上方延伸至堰的高度，并且所述顶部边缘低于所述相应筛面的所述前边缘；
至少一个流导向器，所述流导向器在所述流体通道中截留未分离的钻探流体，并将所述未分离的钻探流体引到较低的筛网上；并且
其中，所述最下面的筛网与所述端壁之间的所述流体通道中的流体被引向溢出流体的出口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个筛面中的各筛面包括在所述前边缘与所述后边缘之间延伸的一对隔开的侧边缘；
其中，所述侧边缘与所述篮子的所述侧壁隔开；并且
其中，所述装置还包括：
一对对置的侧坝，所述侧坝沿着各筛面的所述侧边缘的至少一部分保持，并且与所述侧壁隔开，以进一步限定在各堰和所述侧壁之间的所述流体通道；并且
其中，所述至少一个流导向器进一步在所述流体通道中截留未分离的钻探流体流，并且将所述流体流引到所述下面相邻的筛面上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
位于上部筛面下方的回流盘，所述回流盘将分离的流体引向所述流导向器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最上面的堰相对于所述最上面的筛面可调节高度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述各堰的高度可调节。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
将流体引到下面直接相邻的筛面上的管道。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
从所述端壁延伸的盘状物，以从所述流体通道中截留流体流，并且将所述流体流引到所述下面相邻的筛面上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多个筛面中的各筛面包括在所述前边缘与所述后边缘之间延伸的一对隔开的侧边缘；
其中，所述侧边缘与所述篮子的所述侧壁隔开；并且
其中，所述装置还包括：
一对对置的侧坝，所述侧坝沿着各筛面的所述侧边缘的至少一部分固定，并且与所述侧壁隔开，以进一步限定在各堰和所述侧壁之间的所述流体通道；以及
其中，所述盘状物在所述流体通道中截留未分离的钻探流体流，并且将所述流体流引到所述下面相邻的筛面上。
9.一种用于从钻探流体中分离固体的装置，包括：
具有两个对置隔开的侧壁的篮子，所述侧壁具有第一端和第二端，所述第一端由连接到所述各侧壁上的端壁隔开；
多个筛面，所述筛面具有前边缘、后边缘以及一对隔开的侧边缘，所述侧边缘在所述前边缘与所述后边缘之间延伸；
其中，所述筛面在所述篮子内定位于所述侧壁之间，同时各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，并且所述后边缘与所述篮子的所述端壁隔开；
其中，各筛面的所述后边缘低于相应筛面的所述前边缘；
其中，最上面的筛面的所述侧边缘与所述篮子的所述侧壁隔开；
多个堰，其中，各堰沿着相应筛面的所述后边缘保持，并且与所述端壁隔开，以在各堰和所述端壁之间限定流体通道；
其中，各堰具有顶部边缘，所述顶部边缘在所述相应筛面的所述后边缘上方延伸至堰的高度，并且所述顶部边缘低于所述相应筛面的所述前边缘；
其中，各堰的高度可调节；
至少一个流导向器，所述流导向器在所述流体通道中截留未分离的钻探流体，并且将所述未分离的钻探流体引到较低的筛网上；以及
一对对置的侧坝，所述侧坝沿着最上面的筛面的所述侧边缘的至少一部分保持，并且与所述侧壁隔开，以进一步限定所述流体通道。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
位于上部筛面下方的回流盘，所述回流盘将分离的流体引向所述流导向器。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
将流体引到下面直接相邻的筛面上的管道。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
盘状物，所述盘状物从所述端壁延伸到所述流体通道中，并且位于所述下面直接相邻的筛面的上方。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述最上面的筛面包括粗粒筛。
14.一种用于从钻探流体中分离固体的装置，包括：
具有两个对置隔开的侧壁的篮子，所述侧壁具有第一端和第二端，所述第一端由连接到所述各侧壁上的端壁隔开；
多个筛面，所述筛面在所述篮子内定位于所述侧壁之间，同时各筛面与相邻的筛面垂直地隔开，其中，各筛面包括前边缘、与所述前边缘隔开并低于所述前边缘的后边缘以及一对隔开的侧边缘，所述侧边缘在所述前边缘与所述后边缘之间延伸，并且所述后边缘与所述端壁隔开；
堰，所述堰沿着各筛面的所述后边缘保持并且与所述端壁隔开，以在各堰和所述端壁之间限定流体通道；
其中，各堰具有顶部边缘，所述顶部边缘在相应筛面的所述后边缘上方延伸至堰的高度，并且所述顶部边缘低于所述相应筛面的所述前边缘；以及
至少一个流导向器，所述流导向器在所述流体通道中截留未分离的钻探流体，并且将所述未分离的钻探流体引到较低的筛网上。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，各堰的高度可调节。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
位于上部筛面下方的回流盘，所述回流盘将分离的流体引向所述流导向器。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
将流体引到下面直接相邻的筛面上的管道。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述流导向器还包括：
盘状物，所述盘状物从所述端壁延伸到所述流体通道中，并且位于所述下面直接相邻的筛面的上方。
19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述最上面的筛面还包括粗粒筛。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述篮子中较低的各筛面包括筛网，与所述篮子中较高的所述筛面相比，所述筛网具有用于分离更精细固体的目径。
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