CN105209180B - 用于涂覆筛子的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种经涂覆的筛子具有筛子框架。具有上表面及下表面的筛网可以被附接至所述筛子框架的上侧并延伸覆盖所述筛子框架的长度及宽度。所述筛网的一个表面可以具有涂层。所述涂层是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。一种制造经涂覆的筛子的方法包括将筛网附接至筛子框架。所述筛网具有上表面及下表面。亲水涂层可以被施加到所述筛网的上表面。一种涂覆筛子的方法包括向筛网的一个表面施加涂层，其中，所述涂层是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年4月12日提交的美国临时专利申请第61/811237号的优先权，该专利申请通过引用方式将其公开内容包含于此。
背景技术
在某些工业和/或应用中，常期望和/或需要将一种材料从另一种材料分离出来。此外，固体和流体的分离在各种工业和/或应用场合中是众所周知的。例如，采矿工业在采矿过程中有很多从流体中分离固体以提取所需矿石和/或金属的应用。此外，陆上和/或海上钻井应用在钻井过程中使用各种方法和/或设备来从流体中分离固体。
例如，在此钻井期间，钻井流体或泥浆通常在井中循环，以便冷却及润滑钻井装置，将钻屑带出井眼，并平衡地下岩层中受到的压力。钻井泥浆的再循环需要在其重新利用之前从钻井泥浆中快速有效地清除钻屑及其它夹带固体。
从钻井流体中清除切屑及其它固体颗粒的装置通常被称为“泥浆振动筛”。泥浆振动筛也被称为振动分选机，可以被用于从通常称为“泥浆”的油田钻井流体中过滤切屑及其它固体颗粒。通常，泥浆振动筛可以是具有一般是多孔滤网底部的倾斜平台。当钻井泥浆沿着该斜面向下流向下端时，流体从通孔穿过落到下面的储液器中，从而将固体颗粒材料留下。泥浆振动筛平台的倾斜角度与振动动作的结合使得留下的固体颗粒能够流动，直到其从振动筛平台的下端落下。
与泥浆振动筛共同使用的筛子可以被放置于振动筛的筛篮中的水平床或支承件上。筛子本身可以是平面的、波形的、凹面的或包含凸面。所述泥浆振动筛可以向筛篮及筛子施加一个快速往复运动。泥浆可以被浇到振动筛的后端上，然后流向筛篮的出料端。不能穿过筛子的大颗粒被留在筛子上部并向筛篮的出料端移动，在此被收集。较小的颗粒与流体可以穿过所述筛子并在筛子下方的床、容器、槽或盘中收集。
在一些泥浆振动筛中，细筛布可以与振动筛网共同使用。所述筛子可以具有筛布或筛网的两个或更多个叠层。筛布或筛网层可以结合在一起并置于支承件或多孔板上。振动筛的框架可以弹性地悬挂或安装到支承件上，并由振动机构使其振动。振动设备可以振动每个筛子，以使在筛子的上表面上收集的固体产生流动，从而移除并清理固体。基于泥浆流速和待清除的固体的尺寸，筛网细度或粗度可以改变。
尽管已有许多类型和尺寸的过滤筛，但它们大体上遵循着类似的设计。通常，过滤筛可以包括多孔板基板，丝网或其它多孔过滤覆盖物可以置于该多孔板基板上。所述多孔板基板可以提供结构支承并允许流体穿过，而所述丝网覆盖物可以限定能够穿过的最大固体颗粒。
筛子可以以不同的类型提供。例如，Burnett等人在美国专利公开号2006/0180509A1中公开了筛子一般是两种类型中的一种，分别称为钩-带型和预张紧型。所述钩-带型筛子可以具有夹层状的几个矩形网层，并可以具有一层或两层细格网及具有更大网孔和更大规格钢丝的支承网。网层在各侧边缘由细长钩状的带连接。在使用时，细长钩可钩在沿泥浆振动筛各侧布置的张紧装置上，通过该张紧装置张紧网层。
在受让于本申请的受让人的美国专利第7992719号中，Carr等人公开了振动筛子框架的钩-带型筛子的一个例子，其全部内容通过参引方式纳入本文。
预张紧型筛子可以包括若干个矩形网层，并可以具有一层或两层细格网和具有更大网孔和更大规格钢丝的支承网。网层可以预张紧在刚性支架(可能是矩形角钢框架)上并附接到其上。筛子随后可被插入布置在泥浆振动筛的筛篮中的C形槽导轨中。
为了改善振动筛的总体操作已经进行了许多尝试。例如，通过在所述筛子上涂覆“光滑”聚合物质以便可以减少胶性或粘性材料粘着到筛子表面上的可能性，可以可操作地改善振动筛。
因此，仍然存在持续的需求来使振动筛具有更高的流体容量、更高的穿过筛子的流体流过速率，和/或更好的流体清除效率。相应地，仍然存在需求来使筛子具有更好的流体容量。优选地，用于增加筛子的流体容量的方法还增强了穿过所述筛子的固体的流动。
另外，仍然存在需求来使振动筛使得当流体穿过滤网中的孔后能更快地离开筛子。此外，仍然存在需求来使振动筛将流体引导到筛子上，并在所述流体穿过滤网中的孔后，所述振动筛的振动可以使得所述流体落下。
附图说明
图1a是本文公开的实施例中的筛子的横截面的分解透视图。
图1b是本文公开的实施例中的筛子的分解侧视图。
图2是本文公开的实施例中的筛子的一部分的侧视图。
图3是本文公开的实施例中的筛子的一部分的侧视图。
图4是本文公开的实施例中的筛子的一部分的侧视图。
具体实施方式
本文公开的实施例总体涉及在诸如振动筛的振动过滤设备中用作过滤器的筛子。具体地讲，本文公开的实施例涉及用于涂覆筛子的方法及装置。
一个方面，本文公开的实施例涉及经涂覆的筛子。该经涂覆的筛子在一些实施例中可以包括具有长度及宽度的筛子框架。具有上表面及下表面的筛网可以被附接到所述筛子框架的上侧，并可延伸覆盖所述筛子框架的长度及宽度。筛网的表面可以具有涂层。所述涂层可以是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。在一些实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的上表面上具有亲水和/或亲油涂层。在其它实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的下表面上具有疏水和/或疏油涂层。在进一步的实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的上表面上具有亲水和/或亲油涂层，并在筛网的下表面上具有疏水和/或疏油涂层。
在其它方面，本文公开的实施例涉及制造经涂覆的筛子的方法。可以将筛网附接至筛子框架。所述筛网可以具有上表面及下表面。可以向所述筛网的上表面施加亲水涂层。在进一步的方面，本文公开的实施例涉及涂覆筛子的方法。可以向筛网的表面施加涂层，其中，该涂层可以是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。
一种典型的油田筛子可以具有筛子框架及一层或多层不锈钢筛网。在受让于本申请的受让人的美国专利第7210582号中，Riddle公开了振动筛框架的一个例子，该美国专利的全部内容通过参引方式纳入本文。
此外，本领域普通技术人员应该理解和懂得，可以利用多种材料来制造所述框架。在一个这样的实施例中，所述框架可以由焊接金属，例如钢、钢合金、铝、铝合金等制成，所述焊接金属随后可以被涂覆油漆、环氧树脂、热塑材料及其它这样的保护材料。
可替换地，所述框架可由复合材料制成，所述复合材料包括：诸如玻璃纤维/树脂、碳素纤维/树脂、金属纤维/树脂、这些的组合等的树脂基复合材料；诸如玻璃纤维/塑料、碳素纤维/塑料、金属纤维/塑料，这些的组合等的热塑性复合材料；以及适合于这些应用的不同复合材料的组合。最后，本领域普通技术人员应该理解，该说明性的框架可以由黑色金属及有色金属、塑料、复合材料等铸造、冲压、锻造或切削而成。
现在转向附图，图1a示出了筛子10的一个实施例。如图所示，筛子10可以具有筛子框架12。所述筛子10可以具有多层筛网。在图1a示出的实施例中，筛子10具有底层筛网14、中层筛网16及上层筛网18。所述筛网可以由任意能够提供在恶劣环境中所需要的足够性能和可靠性需求的材料制成。
筛子可以由延展在金属框架上并使用聚合物粘合剂固定于其上的编织丝网片制成。在受让于本申请的受让人的美国专利申请公开第2010/0219110A1号中，Robertson公开了这样的筛子的一个例子，该美国专利申请公开的全部内容通过参引方式纳入本文。通常，所述框架可以大体上是矩形的，并且可以限定出所述丝网可以在其上延展的一个或多个矩形开口。
在一个实施例中，具有不同网目尺寸的两层或更多层丝网可以被固定至每个金属框架。在一个网层中的径线和纬线上的张力可以通常比另一网层中相应的经线和纬线张力更大。此外，在任意一个振动筛中可以采用多个筛子10。
在一个典型的振动筛中，在筛子10下方可以设有槽(未示出)来接收穿过筛子10的材料。未穿过所述筛子10的材料可以从筛子10的末端排放，并被适当地收集。经过筛子10从振动筛的入口向其出口的流动限定了材料移动的直线方向。
为了增加流体穿过筛网的吞吐量，可以设置压差装置(未示出)，以在筛子10以上的蒸汽空间、和筛子10以下与所述槽之间的蒸汽空间之间产生压力差。所述压差装置，例如气泵(未示出)可以位于所述槽内部。在其它实施例中，所述压差装置，例如真空系统(未示出)可以位于所述槽外部。无论在所述槽的内部还是外部，所述压差装置可以使得蒸汽从筛子10与槽之间的蒸汽空间流向所述槽外部的一点，例如通过出口或其它形成从所述槽的出口的管道。
替代或除上述特征之外，为进一步增加流体穿过筛网的吞吐量，可以向一层或多层筛网施加涂层。亲水涂层可以将水基流体吸引到所述筛网中。亲油涂层可以将油基流体引到所述筛网中。同时具有两种属性的涂层对于油田应用是理想的，因为其中钻井流体要么是水基要么是油基的。
图2是本文公开的实施例的筛子10的一部分的侧视图。图2示出了一层筛网20。所述筛网20具有上表面22和下表面23。在此示出的实施例中，筛网20的上表面22可以涂覆有亲水和/或亲油涂层24。向筛网20的上表面22施加亲水和/或亲油涂层24可以将流体引到筛网20上。当所述流体穿过筛网20中的孔后，所述振动筛的振动可以使得所述流体从所述筛网20落下。在此实施例中，上表面22可以被涂覆，而下表面23可以不被涂覆。不涂覆所述下表面23，所述流体可以不太可能被引到所述筛网20的下侧，并且从而不太可能粘着到所述筛网20的下表面23上。
在另一个实施例中，图3示出了筛子10的一部分的侧视图。图3示出了具有上表面32及下表面33的一层筛网30。在此示出的实施例中，所述筛网30的下表面33可以涂覆有疏水和/或疏油涂层34。所述疏水和/或疏油涂层34可以是分别排斥水和油的涂层。向筛网30的下表面33施加疏水和/或疏油涂层34可以使得所述流体在已经穿过所述筛网30中的孔后能更快地离开所述筛子。
图4示出了本文公开的实施例的筛子的一部分的侧视图。图4示出了具有上表面42及下表面43的一层筛网40。在此示出的实施例中，筛网40的上表面42可以涂覆有亲水涂层44。向筛网40的上表面42施加亲水涂层44可以将流体引到筛网上。当所述流体穿过筛网40中的孔后，所述振动筛的振动可以使得所述流体从所述筛网40落下。同时，筛网40的下表面43可以涂覆有疏水涂层45。向筛网40的下表面43施加疏水涂层45可以使得所述流体在已经穿过所述筛网40中的孔后能更快地离开所述筛子。
在进一步的实施例中，亲水涂层44还可以是亲油的。类似地，下表面43可以涂覆有疏水涂层45。在一个实施例中，所述疏水涂层45还可以是疏油的。同时具有吸引油基流体和水基流体的属性的组合涂层可以促进流体流到筛网40的上表面42中。类似地，同时具有排斥油基流体和水基流体的属性的组合涂层可以促进流体从筛网40的上表面43流出。在此实施例中，相比仅通过重力和振动引起的流动，筛网40可以通过促进流体流过所述筛网而充当泵。
优选地，本文公开的实施例可以为振动筛提供更高的流体容量、更高的穿过筛子的流体流过速率，和/或更好的流体清除效率。因为所述流体可以是水基和/或油基，因此每个实施例的筛网的上表面和/或下表面可以具有涂层，考虑到本发明视情况可以是亲水的和/或亲油的以及疏水的和/或疏油的。同时，施加到筛网上的涂层可以增加筛网的耐磨性，从而延长筛子的使用寿命。此外，涂层、特别是“疏性”涂层，可以排斥所述流体并可以防止所述流体与所述筛网的接触，以减少摩擦。所述“疏性”涂层可以排斥所述流体以减少筛网上的负载和/或减少筛网上的疲劳，从而延长筛子的使用寿命。
因此，本发明的一个方面，公开了一种经涂覆的筛子。所述经涂覆的筛子可以具有筛子框架。具有上表面及下表面的筛网可以被附接到所述筛子框架的上侧，并延伸覆盖所述筛子框架的长度及宽度。筛网的表面可以具有涂层。所述涂层可以是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。
在一些实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的上表面上具有亲水和/或亲油涂层。在其它实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的下表面上具有疏水和/或疏油涂层。在进一步的实施例中，所述经涂覆的筛子可以在筛网的上表面上具有亲水和/或亲油涂层，并在筛网的下表面上具有疏水和/或疏油涂层。
在另一方面，本文公开的实施例涉及制造经涂覆的筛子的方法。可以将筛网附接至筛子框架。所述筛网可以具有上表面及下表面。可以向所述筛网的上表面施加亲水涂层。
在进一步的方面，本文公开的实施例涉及涂覆筛子的方法。可以向筛网的第一表面施加第一涂层。所述第一涂层可以是亲水的和亲油中的至少一种。可以向筛网的第二表面施加第二涂层。所述第二涂层可以是疏水的和疏油中的至少一种。
可以向筛网施加表面涂层，以提供增加筛网的流体容量的方法。此外，所述方法可以增加筛网的耐磨性，从而可延长筛子的使用寿命。涂层、特别是“疏性”涂层，可以排斥所述流体并可以防止所述流体与所述筛网的接触，以减少摩擦。而且，所述涂层可以排斥所述流体以减少筛网上的负载和/或减少筛网上的疲劳。从而，所述涂层可以延长筛子的使用寿命。
本领域普通技术人员应该理解，在不脱离本文所述的本发明的范围的前提下，可以设计其它的实施例。因此，本发明的范围应该仅由所附的权利要求所限定。
Claims (17)
1.一种方法，包括：
将筛网附接至框架，以形成筛子，其中，所述筛网具有上表面和下表面，所述下表面位于所述上表面的相反位置；以及
向所述筛网的下表面和所述筛网的上表面中的至少一个施加涂层，其中，所述涂层吸引或者排斥流体；
其中，所述筛网的下表面和上表面中的至少一个上的涂层吸引或者排斥流体的属性与筛网的相反表面的材料吸引或排斥流体的属性不同。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
向所述筛网的上表面施加亲水涂层。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
向所述筛网的下表面施加疏水涂层。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
向所述筛网的上表面施加亲油涂层。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
向所述筛网的下表面施加疏油涂层。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
将多层筛网附接至所述框架，其中，所述涂层被施加于所述多层筛网中的一层上。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
将多层筛网附接至所述框架，其中，每层筛网具有涂层，所述涂层是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
吸引油基流体或水基流体，以促进流体流入所述筛网的上表面中。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
排斥油基流体或水基流体，以促进流体从所述筛网的下表面流走。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
施加具有吸引油基流体或水基流体的属性的组合涂层，以促进流体流入所述筛网的上表面中。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
施加具有排斥油基流体或水基流体的属性的组合涂层，以促进流体从所述筛网的下表面流走。
12.一种经涂覆的筛子，包括：
具有一长度和一宽度以及上侧和下侧的筛子框架，其中，所述下侧位于所述上侧的相反位置；
具有上表面及下表面的筛网，其中，所述下表面位于所述上表面的相反位置，并且所述筛网被附接至所述筛子框架的上侧并延伸覆盖所述筛子框架的长度及宽度；以及
其中，所述筛网的下表面和上表面中的至少一个上的涂层吸引或者排斥流体的属性与筛网的相反表面的材料吸引或排斥流体的属性不同。
13.如权利要求12所述的筛子，
其中，在所述筛网的上表面上的涂层是亲水涂层或亲油涂层。
14.如权利要求12所述的筛子，
其中，在所述筛网的下表面上的涂层是疏水涂层或疏油涂层。
15.如权利要求12所述的筛子，
其中，在所述筛网的上表面上的涂层是亲油的，以及在所述筛网的下表面上的涂层是疏油的。
16.一种方法，包括：
提供筛子，所述筛子包括具有第一表面和第二表面的筛网，其中，所述第二表面位于所述第一表面的相反位置；
向所述筛网的第一表面施加第一涂层，其中，所述第一涂层是亲水的和亲油的中的至少一种；以及
向所述筛网的第二表面施加第二涂层，其中，所述第二涂层是疏水的和疏油的中的至少一种；
其中，所述筛网的第一表面上的涂层吸引或者排斥流体的属性与筛网的第二表面上的涂层吸引或排斥流体的属性不同。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
提供多层筛网，其中，每层筛网具有涂层，所述涂层是亲水的、亲油的、疏水的和疏油的中的至少一种。
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