CN102105233B - 改进的细分筛 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种筛屏框架，该筛屏框架被适配为在一个振动器中使用，以便从一种液体/固体混合物中分离出固体物并且该筛屏框架上有待附装编织的金属丝网，该筛屏框架包括一个外部周边以及多个塑料肋材，这些肋材在该周边的相对区域之间延伸，这些塑料肋材一起形成了一个上表面和一个下表面，其中该框架进一步包括至少一个在该周边的相对区域之间延伸并且从该上表面向该下表面延伸的金属肋材；并且本发明涉及一种振动器，该振动器包括至少一个这样的筛屏框架。

Description

改进的细分筛
发明领域
本发明涉及细分筛，这些细分筛在使用时被安装在一个振动器上以便从液体中分离出固体物，并且具体是在钻探石油或天然气时从井下带上的液体钻探泥浆中分离出固体物。
发明背景
从液体中有效地分离出固体物是一个普遍的技术问题。实现这一点的最实用且最鲁棒的方法之一仍然是使用筛子、或筛屏将固体物从液体和固体的混合物中筛出。
当钻探石油和/或天然气时，使用合成的钻井液或泥浆。由于这些泥浆的制造是相对昂贵的，一旦经过使用，典型地将它们在一个过程中回收，这个过程包括从泥浆中筛出岩石、页岩以及其他岩屑。这涉及使用所谓振动器，这种振动器安装了一个或多个细分筛，这种细分筛由一个筛屏框架组成，该筛屏框架上展开并固定了一层或多层的编制金属丝网或筛屏。在使用中，振动器使这个或这些细分筛振动，以辅助这个筛分过程。
为了使这些细分筛能够经受这种过程的严苛情况，它们必须具有一定的刚性并且是很难磨损的。这已经导致一种细分筛的设计，该细分筛具有一种筛屏框架，该筛屏框架具有多个加强“肋材”。筛屏框架的一种常见的设计是矩形的，它包括一个外部矩形周边，该周边的每一边通过多个肋材连接到它的对侧。这样的一种设计导致了多个矩形开口。典型地，筛屏不仅被附装到矩形周边上并且还附装到这些肋材上，以此提供该筛屏到框架上的更好的附着并且延长它的寿命。
鉴于事实上细分筛是被人工操作进入位置的，此类筛屏框架已经有一段时间是由塑料材料制成的以便减轻重量。一种常见的塑料筛屏框架设计是通过包括一种金属丝的结构来进行加强的，该金属丝结构被嵌入塑料矩形周边以及肋材安排之中。
然而，尽管采取了这些措施来提供足够的刚性，诸位发明人已经发现在振动器中典型涉及的振动运动并没有通过该筛屏框架成功地传递到所附连的筛屏上。已经观察到了筛屏的过度运动(被称为“抖动”)，它能导致不稳定的固体运输和过早的筛屏失效。
发明概述
本发明涉及一种筛屏框架，该筛屏框架被适配为在一个振动器中使用，以便从一种液体/固体混合物中分离出固体物并且该筛屏框架上有待附装编织金属丝网，该筛屏框架包括一个外部周边以及多个塑料肋材，这些肋材在该周边的相对区域之间延伸，这些塑料肋材一起形成了一个上表面和一个下表面，其中该框架进一步包括至少一个在该周边的相对区域之间延伸并且从上表面向下表面延伸的金属肋材。
该至少一个金属肋材为该筛屏框架提供了刚性而没有显著增加它的重量。
优选地，该框架具有由四条直边组成的一个周边，例如是矩形的，这些塑料肋材在两对相对区域之间延伸，从而形成了多个矩形开口。
该框架被适配为安装在一个特定类型的振动器中，而且在该周边的至少两边上被夹持。该框架安排为使得该至少一个金属肋材在该周边的多个区域之间延伸，这些区域在使用中于该振动器中被夹持在位。如果该框架是矩形的，那么优选将它沿其长边夹持以便增加刚性。
在使用中，根据本发明的框架被它安装于其中的振动器强迫以一种上下的方式(即，与上表面和下表面正交)振动。然后，使有待被分离的液体/固体混合物穿过该根据本发明的至少一个框架，通常是从该周边的一侧到其对侧。这种垂直的振动运动通常还伴有在该液体/固体混合物的穿行方向上的侧向运动。这种侧向运动可以是与该垂直运动同相的以便产生该框架的一种斜向运动，从而当该框架向上移动时在与穿行的液体/固体混合物的方向总体上相同的方向上移动。可替代地，该侧向运动可以与该垂直运动不同相，例如用以产生该框架的一种椭圆运动。因此，当框架向下移动时，该框架在与穿行的液体/固体混合物总体上相反的方向上移动。这种运动具有输送这些固体物穿越该框架表面的效果，并且可以适宜地与垂直方向成大约45°。
最常见地是在使用中该框架的侧向振动运动是与该矩形框架的被夹持的边平行的，这样使得固体的流动也平行于这些被夹持的边。然而，还有可能的是在使用中这种侧向振动运动与这些被夹持的边正交。
同样有可能的是将该矩形框架的所有四条边都夹持住。在这种情况中，该至少一个金属肋材可以在任何一对的边之间延伸。一种可能性是具有在一对相对边之间延伸的至少一个金属肋材以及另一个在另一对的边之间延伸的至少一个金属肋材。
这个周边优选地由塑料(例如GRP塑料)制成，并且具有一定厚度，该厚度从该上表面向该下表面延伸是从3到8cm。为了简单起见，这些塑料肋材优选地由与该周边相同的材料制成，并且优选地同样具有基本上相同的厚度，从而为该框架提供一个明确定义的上表面和一个下表面。
当是矩形时，该周边可以包括具有如从40到100cm长度的长边以及具有如从20到70cm长度的短边、并且将具有选定的尺寸以便合适地安装到它被适配而用于其中的特定振动器中。
已经发现具有更多的金属肋材给出了增大的刚性，然而是以增加的重量。因此优选地，该框架包括一到五个金属肋材，优选是从二到四个金属肋材。已经发现三个金属肋材提供了一个最佳的刚性而没有过度增加重量。
这些金属肋材的末端理想地被定位于该周边材料上或在其内以给出最佳的刚性。然而，如果采用了另一种材料来将这些金属肋材连接到周边上，这些末端可以比周边短一小段距离。总体上，该至少一个金属肋材将横越它在其间延伸的这些相对区域间距离的至少90％。
该至少一个金属肋材同样从上表面向该下表面延伸。优选地，该至少一个金属肋材延伸了从上表面到下表面的距离的从50％到100％，更优选地从60％到90％。
该至少一个金属肋材典型地是直的，具有一个恒定的矩形截面。在该上下表面之间延伸的该矩形截面的边的长度优选是远远大于该矩形截面的短边。在截面中具有短的边、或“薄”的肋材减轻了重量而并没有显著地减小刚性。典型地，该至少一个金属肋材在厚度上小于1.0cm。
因此，本发明中使用的一个金属肋材的典型尺寸是50cm×5cm×0.5cm。
该至少一个金属肋材能够以其本身的形式来使用，或者优选地，它可以被周围的塑料材料包覆。优选地，它被包覆在与形成这些塑料肋材相同的塑料材料中并且这样使得被包覆的金属肋材的尺寸基本上、或者精确地与这些塑料肋材的尺寸相同。
优选地，该至少一个金属肋材具有多个孔。这不仅减轻了重量而没有显著地影响刚性，而且如果希望的话，还在包覆这些金属肋材时帮助熔化的塑料通过。该至少一个金属肋材可以由任何适当的金属制成，例如钢。
在一个优选的实施方案中，这些塑料肋材中的一些或全部是用内部的金属丝加强的。优选地，这些金属丝在这些肋材的内部全长延伸，而结束在该周边处或该周边内。这些金属丝的末端可以被穿过周边材料的一个另外的金属丝连接，从而形成包覆于塑料肋材和周边材料中的一个金属丝网结构。
在另一个改进中，该金属丝网可以具有一个第二层的金属丝网结构，这样使得两条金属丝穿过至少一些塑料肋材，一条金属丝在另一条之上。如果存在的话，该第二层位于该第一层上方并且典型地刚性连接到其上。被弯曲来形成隔离件并且被适配为安装在上下金属丝结构之间的多段金属丝长度可以被焊接或以别的方式结合到该上下金属丝上，从而在其间延伸并且维持这两层金属丝的所希望的分离。这些隔离件优选被完全包含在形成这些肋材的塑料材料之中。
在一个优选的实施方案中，该至少一个金属肋材取代了一个或多个加强金属丝、并且被连接到该金属丝网结构并且优选地还被连接到该第二层金属丝网结构(如果存在的话)上。
在另一个方面中，本发明涉及一种振动器，该振动器包括至少一个根据本发明的、被夹持在位的筛屏框架。
本发明还涉及从一种液体/固体混合物中分离出固体物的一种方法，该方法包括使用至少一个根据本发明的、在一个振动器中被夹持在位的筛屏框架。
附图说明
现在将通过举例参照以下附图对本发明进行说明，在附图中：
图1是一个已知筛屏的一部分的分解透视图。
图2是根据本发明使用的含多个金属肋材的一个金属丝框架结构的透视图。
图3是根据本发明被夹持在位的一个筛屏框架的透视图。
具体实施方式
图1示出了一个已知的筛屏框架10，展示了三层编织金属丝网12的分解视图。框架10包括利用两层金属丝16加强的多个塑料肋材14的一个正交阵列。这些肋材与矩形周边18的一部分整体性地形成。
图2示出了一种金属丝结构20，它可以被包覆在塑料材料中以便形成一种根据本发明的筛屏框架。该结构20包括多个钢丝22，它们结合在一起并且被安排来形成一个上部阵列21和一个下部阵列23。隔离件24在上下阵列上被焊接至金属丝上以维持所希望的分离距离。三个金属肋材26被放置在上下阵列之间并且被焊接至其上。在这些金属肋材中提供了多个孔以便减轻重量并且允许塑料包覆期间的塑料流动。
图3示出了根据本发明的被包覆于GRP塑料材料中之后的一个筛屏框架30，包括类似于图2中所示的一种金属丝结构(未出示)。该包覆过程已经产生了一个塑料矩形周边32以及塑料肋材的一个正交阵列34，这样该金属结构被完全包覆，并且所有这些塑料肋材34在截面中具有相同的尺寸。周边32在它的长端被多个夹具36夹持。这些金属肋材(未显示)在对应的塑料肋材34内在该周边的相对区域之间延伸，同时它们的对应端被定位在该周边的被夹持的边中。每一金属肋材还在该上表面和下表面之间延伸。
在使用中，这些夹具36沿箭头38指示的方向振动，并且伴有向上和向下的一种同相的运动，这样使得该框架在平行于被夹持的边并且与箭头38的方向成45°角的方向上振动。该液体/固体混合物(未显示)也以在平行于被夹持的边的方向上并且在箭头38的方向上穿过该框架的上表面。

Claims (11)

1.一种筛屏框架，有待附装上金属丝网并且被适配为在一个振动器中使用，以便从一种液体/固体混合物中分离出固体物，该筛屏框架包括一个外部的周边以及多个塑料肋材，这些塑料肋材在该周边的相对区域之间延伸，这些塑料肋材一起形成了一个上表面和一个下表面，其中该筛屏框架进一步包括在该周边的相对区域之间延伸并且从上表面向下表面延伸的至少一个金属肋材，其中所述至少一个金属肋材形成被包覆在所述塑料肋材中的一种金属丝网结构的一部分，所述金属丝网结构的丝的端部被穿过所述周边的一个另外的金属丝连接，所述至少一个金属肋材是直的并且具有恒定的矩形横截面。
2.根据权利要求1所述的筛屏框架，其中该筛屏框架具有一个矩形的周边，这些塑料肋材在两对相对区域之间延伸，因此形成了多个矩形开口。
3.根据权利要求1所述的筛屏框架，该筛屏框架被适配为有待安装在一个特定类型的振动器中并且在该周边的至少两个边上被夹持。
4.根据权利要求3所述的筛屏框架，该筛屏框架被安排为使得该至少一个金属肋材在该周边的多个区域之间延伸，这些区域在使用中于该振动器中被夹持在位。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的筛屏框架，该筛屏框架包括从一到五个金属肋材。
6.根据权利要求5所述的筛屏框架，该筛屏框架具有从二到四个金属肋材。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的筛屏框架，其中该至少一个金属肋材延伸了它在其间延伸的相对区域之间的距离的至少90％。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的筛屏框架，其中该至少一个金属肋材延伸了从该上表面到该下表面的距离的50％至100％。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的筛屏框架，其中该至少一个金属肋材被包覆在塑料材料中。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的筛屏框架，其中该至少一个金属肋材具有多个孔。
11.一种振动器，包括至少一个根据以上权利要求中任一项所述的筛屏框架。
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