DE60303521T2 - Verfahren zur herstellung einer siebanordnung für eine vibrationstrennvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer siebanordnung für eine vibrationstrennvorrichtung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Siebanordnung für eine Vibrationstrennvorrichtung.
  • Beim Bohren eines Bohrloches zum Bohren von Öl oder Gas ist ein Bohrmeißel am Ende eines Bohrstranges angeordnet und wird gedreht, um das Bohrloch zu bohren. Ein Bohrfluid, ein sogenannter „Bohrschlamm", wird durch den Bohrstrang zu dem Bohrmeißel gepumpt, um den Bohrmeißel zu schmieren. Der Bohrschlamm wird ebenfalls dazu verwendet, den durch den Bohrmeißel erzeugten Abfall und andere Feststoffe auf die Oberfläche durch einen Ringschlitz zwischen dem Bohrstrang und dem Bohrloch abzuführen. Der Bohrschlamm enthält teure synthetische Schmiermittel auf Ölbasis, und es ist deshalb üblich, den Bohrschlamm aufzubereiten und wiederzuverwenden, wobei dieses erfordert, die Feststoffe aus dem Bohrschlamm zu entfernen. Dies erfolgt durch eine Behandlung des Bohrfluids. Der erste Schritt dieses Verfahrens ist, die Feststoffe aus dem mit Feststoffen beladenen Bohrschlamm abzutrennen. Dies ist zumindest teilweise mit einer Vibrationstrennvorrichtung möglich, zum Beispiel mit Hilfe von Schlammschüttelsieben gemäß der US 5,265,730 , WO 96/33792 und WO 98/16328.
  • Schlammschüttelsiebe weisen üblicherweise einen offenen Bodenkorb auf mit einem offenen Abgabeende und einer Zuführseite mit einer festen Wand. Mehrere rechteckige Siebe sind in dem Korb angeordnet, der in C-förmigen Schienen an den Korbwänden gehalten sind, so wie dieses in der GB-A-2,176,424 beschrieben ist. Der Korb ist auf Federn oberhalb einer Aufnahme zum Empfangen von wiedergewonnenem Bohrschlamm abgestützt. Ein Fördergefäß oder ein Entwässerungsgraben ist unterhalb des offenen Abgabeendes des Korbes vorgesehen. Mit dem Korb ist ein Motor verbunden, der einen Antriebsrotor mit einem versetzten Klotzgewicht aufweist. Während des Betriebes versetzt der Motor den Rotor und das versetzte Klotzgewicht in Drehung, wodurch der Korb und die damit verbundenen Siebe in Schüttelbewegung versetzt werden. Der mit Feststoffen beladene Schlamm wird an dem Zuführende des Korbes auf die Siebe zugeführt. Die Schüttelbewegung veranlasst die Feststoffe zu einer Bewegung längs der Siebe in Richtung auf das offene Abgabeende. Der Bohrschlamm läuft durch die Siebe hindurch. Der wiedergewonnene Bohrschlamm wird in der Aufnahme zu einer weiteren Behandlung aufgenommen, und die Feststoffe laufen über das Abgabeende des Korbes in den Graben oder das Fördergefäß.
  • Die Siebe bestehen allgemein aus einem der beiden Typen: Mit einer Hakenleiste; oder sind vorgespannt.
  • Der Hakenleistentyp eines Siebes weist mehrere rechteckige Lagen eines Maschenmateriales in einer Sandwich-Anordnung auf, und weist üblicherweise ein oder zwei Lagen mit feiner Maschenweite und ein stützendes Maschenmaterial mit größeren Maschenlöchern und dickeren Drähten auf. Die Lagen des Maschenmateriales sind an jedem seitlichen Rand durch eine Leiste miteinander verbunden, die die Form eines länglichen Hakens aufweist. Während des Betriebes wird der längliche Haken an einer Spannvorrichtung eingehakt, die längs jeder Seite eines Schlammschüttelsiebes angeordnet ist. Das Schlammschüttelsieb weist ferner einen balligen Satz von Stützgliedern auf, die in Längsrichtung des Korbes des Schüttelsiebes verlaufen, über den die Lagen aus Maschenmaterial gespannt sind. Ein Beispiel dieser Siebart ist in der GB-A-1,526,663 beschrieben. Das stützende Maschenmaterial kann mit einer Platte, die Öffnungen aufweist, versehen sein oder durch eine solche ersetzt werden.
  • Die Art von Sieben mit Vorspannung weist mehrere rechteckige Lagen eines Maschenmateriales auf und ist mit einer oder zwei Lagen mit einer feinen Maschenweite und einem Stütznetz versehen, das größere Maschenlöcher und dickere Stützdrähte aufweist. Die Lagen des Maschenmateriales werden auf einem festen rechteckigen Stützelement vorgespannt und sind mit diesem verbunden. Das Sieb wird dann in C-förmige Schienen eingeführt, die in einem Korb eines Schlammschüttelsiebes angeordnet sind. Ein Beispiel dieser Siebart ist in der GB-A-1,578,948 beschrieben.
  • Ein weiteres Beispiel eines bekannten festen Stützelementes ist in der PCT-Anmeldung Nr. WO 01/76719 beschrieben, die unter anderem einen flachen plattenförmigen Bereich mit darin angeordneten Öffnungen und Flügelbereiche aufweist, die gefaltet sind, um eine Stützstruktur zu bilden, die aus einem einzelnen Metallblech hergestellt werden kann. Dieses starre Stützelement wird durch die Marke „UNIBODY" der Anmelder gekennzeichnet.
  • Die Maschenlagen der Siebe nutzen sich ständig ab und müssen daher leicht auswechselbar gestaltet sein. Schlammschüttelsiebe haben üblicherweise eine Breite von 5' (Fuß, ft) und eine Länge von 10'. Ein Sieb mit 4' Breite und 10' Länge ist jedoch schwierig zu handhaben, auszuwechseln und zu transportieren. Es ist bekannt, zwei, drei, vier oder mehr Siebe in einem einzelnen Schlammschüttelsieb zu verwenden. Eine Standardgröße von z.Zt. verwendeten Sieben liegt im Bereich von 4' × 3'.
  • Es ist wichtig, einen maximalen Siebbereich in einem vorgegebenen Raum zu erreichen und die Notwendigkeit für mechanische Anordnungen zum Befestigen von Siebanordnungen mit dem Schüttelsieb zu vermeiden, die den Bereich des Siebmateriales verringern und die Siebkapazität der Siebanordnung erniedrigen.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, um nicht ebenes Siebmaterial auf einer Siebanordnung zu befestigen, ferner Siebe mit einem solchen gespannten Siebmaterial und Verfahren zum Betrieb solcher Siebe vorzusehen.
  • Die US-Anmeldung 2002/0000399, bei der der Anmelder vorliegender Erfindung Mitinhaber ist, beschreibt unter anderem ein Verfahren zum Herstellen eines Siebes, das die Schritte aufweist, eine perforierte Platte in einer Heizpresse aufzuheizen und die perforierte Platte in ein flüssiges Bett von Epoxidharz einzutauchen. Die Lagen des Siebmaterials und die perforierte Platte werden dann auf einer mit TeflonTM beschichteten Stahlplatte platziert, wobei eine weitere mit TeflonTM beschichtete Platte auf das Siebmaterial und die perforierte Platte platziert wird, um ein Sandwich zu bilden, das dann in einen Ofen eingesetzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung hat weiterhin die Aufgabe, eine Siebanordnung anzugeben, die die Betriebszeit von darauf angeordneten Lagen aus Siebmaterial erhöht.
  • Die WO 02/36237, zu der der Anmelder des vorliegenden Falles ebenfalls Mitinhaber ist, beschreibt unter anderem eine Siebanordnung mit Lagen aus Siebmaterial, die miteinander durch ein Nahtmaterial vernäht sind.
  • In dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Schüttelsieben, Vorrichtungen, die diese verwenden, zum Beispiel Schlammschüttelsiebe und Siebe für Schlammschüttelsiebe beschrieben. Die Siebe fangen die Feststoffe aus dem zu behandelnden Fluid durch eine Vibrationstrennvorrichtung oder ein Schlammschüttelsieb auf, filtern diese oder entfernen die Feststoffe.
  • Gewisse Siebe gemäß dem Stand der Technik und Siebanordnungen für Vibrationstrennvorrichtungen und Schlammschüttelsiebe haben Bereiche aus Siebmaterial, die ungenügend gespannt sind, einschließlich, jedoch nicht auf diese beschränkt, Siebanordnungen, die Bereiche aus Siebmaterial aufweisen, die von Epoxidharz umgeben sind. Bei gewissen solchen Sieben sind die Bereiche des Siebmaterials oft mit Rippen versehen, sind wellig, d.h., sie sind nicht eben und daher nicht ausreichend gespannt oder nicht optimal gespannt. Mehrere Probleme und Nachteile sind mit solchen Sieben verbunden, die Bereiche aus geripptem Siebmaterial aufweisen, die nur eine geringe Förderung von Feststoffen über das Sieb, eine reduzierte Betriebszeit des Siebes und erhöhte Kosten für das Sieb bedingen.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Siebanordnung für eine Vibrationstrennvorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial mit einem Nahtmaterial zusammenzunähen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial in einer Einrichtung mit einer beheizten Platte platziert werden, wobei eine grobe Maschenlage anliegend an den zumindest zwei Lagen aus Siebmaterial auf der beheizten Platte platziert wird, anliegend an der groben Maschenlage eine Stützlage mit einem darauf aufgebrachten wärmeaktivierten Material zum Verbinden der Stützlage mit der groben Maschenlage platziert wird, wobei die grobe Maschenlage, die zumindest durch zwei zusammengenähte Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage aufgeheizt werden, um die Stützlage mit der groben Maschenlage und die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial mit der groben Maschenlage zu verbinden.
  • Die Lagen aus feinem Siebmaterial können zwei, drei, vier oder mehr Schichten aufweisen.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf, die zusammengenähten zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial vorzuheizen, bevor diese auf die Heizvorrichtung platziert werden. Vorzugsweise werden die zusammengenähten zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial über eine Zeitspanne zwischen dreißig und sechzig Sekunden vorgeheizt. Vorzugsweise weisen die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial mehrere verwebte Drähte auf, wobei das Vorheizen ausreichend ist, eine Verlängerung der Drähte der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial zu bewirken.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf, einen Klebstoff auf die grobe Maschenlage aufzubringen. Vorzugsweise wird der Kleber in zumindest einer Linie auf die grobe Maschenlage aufgebracht. Dies erfolgt zumindest in einer Linie auf dem groben Maschenmaterial oder in mehreren voneinander getrennten Linien. Die Linie bzw. die Linien können gerade, gekrümmt, zickzackförmig, in einem Muster angeordnet oder wellig etc. sein. Vorzugsweise weist die Linienanordnung zumindest zwei voneinander getrennte Linien auf. Vorzugsweise wird die zumindest eine Linie in Längsrichtung auf die grobe Maschenlage aufgebracht. Vorzugsweise wird die zumindest eine Linie in einer Menge aufgebracht, die ausreichend ist, eine Barriere für eine Wanderung von Feststoffen zwischen der groben Maschenlage und einer unteren Lage der zumindest zwei Lagen aus Siebmaterial zu bewirken, wobei die untere Lage an der groben Maschenlage anliegt.
  • Vorzugsweise weist die grobe Maschenlage eine Maschenweite zwischen 15 und 25 auf. Vorzugsweise weisen die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial eine erste Lage und eine zweite Lage mit feiner Maschenweite auf. Vorzugsweise weist eine der beiden Lagen aus feinem Maschenmaterial eine Maschenweite zwischen 30 und 200 auf, wohingegen die andere Lage eine Maschenweite zwischen 50 und 300 aufweist.
  • Vorzugsweise ist die Stützlage ein Rahmen. Vorteilhaft ist die Stützlage eine perforierte Platte.
  • Vorzugsweise wird nach der Verbindung der groben Maschenlage mit der Stützlage das Aushärten des Epoxidklebers beschleunigt. Vorzugsweise ist das durch Wärme aktivierte Material ein Heißschmelzkleber. Vorzugsweise wird das Aushärten des Heißschmelzklebers durch Feuchtigkeit erleichtert.
  • Vorzugsweise weist jede der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial miteinander verwebte Drähte auf, wobei die grobe Maschenlage miteinander verwebte Drähte aufweist und die Drähte der groben Maschenlage einen Durchmesser aufweisen, der zumindest dem dreifachen Durchmesser der Drähte der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial entspricht. Vorzugsweise werden die aufheizende grobe Maschenlage, die zusammengenähten zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit der beheizten Platte zwischen 10 Minuten und 18 Minuten aufgeheizt. Vorzugsweise werden die heizende grobe Maschenlage, die zusammengenähten zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit einer beheizten Platte bei 232° Celsius (450°F) aufgeheizt. Vorzugsweise ist das durch Wärme aktivierte Material aushärtbar, wobei die grobe Maschenlage, die durch zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit der beheizten Platte aufgeheizt werden, bis das durch Wärme aktivierte Material ausgehärtet ist. Vorzugsweise weist die Einrichtung mit der beheizten Platte ein Bett und ein oberes Heizelement auf.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen hingewiesen, in denen:
  • 1A und 1B jeweils Querschnittsansichten einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
  • 2A eine Aufsicht auf einen Rahmen für eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und 2B eine Aufsicht eines Siebmateriales für ein Sieb gemäß der vorliegenden Erfindung sowie 2C eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Rahmen gemäß 2A und einem Siebmaterial gemäß 2B ist;
  • 3 ein Querschnitt durch eine Klebstoffrippe für Siebmaterialkombinationen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4A eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 4B eine Unteransicht der Siebanordnung gemäß 4A ist; 4C eine Seitenansicht eines Endes der Siebanordnung gemäß 4A ist (wobei das entgegengesetzte Ende identisch zu dem in 4C ist); 4D eine Seitenansicht einer Seite der Siebanordnung gemäß 4A ist (wobei die gegenüberliegende Seite identisch zu der gemäß 4C ist); 4E eine perspektivische Teilansicht der Siebanordnung gemäß 4A von unten ist; 4F eine Teilansicht der Siebanordnung gemäß 4A von unten ist;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Schlammschüttelsiebes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 7A eine Seitenansicht und 7B eine Vorderansicht einer Heizeinrichtung ist;
  • 8A eine vergrößerte Ansicht einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 8B eine Aufsicht auf eine grobe Maschenlage der Siebanordnung gemäß 8A ist; 8C eine Aufsicht auf die Siebanordnung gemäß 8A ist;
  • 9 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 10 und 11 Querschnitte von Teilen des Siebes gemäß 6 ist;
  • 12 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 13, 14, 15, 18 und 19 Querschnitte von Siebanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
  • 16 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 17 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 20A und B schematische Ansichten zur Darstellung der Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von Siebanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
  • 21 eine schematische Ansicht zur Darstellung von Verfahrensschritten gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Siebanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 22 eine perspektivische Ansicht einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 23A eine schematische Aufsicht auf einen Teil einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 23B eine Seitenansicht einer Siebanordnung gemäß der 23A ist;
  • 24A eine schematische Aufsicht auf einen Teil einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 24B eine Seitenansicht der Siebanordnung gemäß 24A ist;
  • 25 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 26 eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 27 eine Seitenansicht einer Rippe einer dreidimensionalen Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 28A eine Aufsicht auf eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 28B eine Seitenansicht der Siebanordnung gemäß 28A ist.
  • 1A zeigt eine zusammengeklebte Siebanordnung 10 mit einer unteren groben Maschenlage 11 und einer oberen feinen Maschenlage oder mehreren feinen Maschenlagen 12. Nach der Klebeoperation und dem Aushärten des Klebers 131 werden Bereiche der oberen Maschenlage bzw. der oberen Maschenlagen gerippt, wellig oder nicht flach gemacht (wie dargestellt). Danach wird eine solche Siebkombination 10 auf einen rohrförmigen Rahmen montiert (durch ein Epoxidpulver oder durch einen Heißschmelzkleber). Anschließend wird die resultierende Siebanordnung auf einem Schlammschüttersieb in Schwingungen versetzt, während Fluid mit einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur (z.B. mindestens fünf bis zwanzig Grad heißer als die Umgebungstemperatur, wobei das Fluid aus einem Bohrloch mit einer Temperatur bis zu 71° Celsius (160 F) zu oder höher enthalten kann, jedoch nicht darauf beschränkt ist) der Siebanordnung zugeführt wird, wodurch sich die nicht ebenen Bereiche des Siebmateriales verengen und abflachen, wie dieses in 1B gezeigt ist.
  • 3 zeigt einen Querschnitt eines Profils einer Klebstoffrippe B, die auf einen Schirm S aufgebracht wurde. Die Entfernung „a" ist, bei diesem Ausführungsbeispiel, etwa ein Sechzehntel eines Zolls, kann jedoch jede beliebige oder gewünschte Höhe je nach Anwendung aufweisen. Vorzugsweise ist die Dicke „b" so dünn wie möglich. Alternativ wird der angehobene Rippenbereich (alles oberhalb dem Niveau „b") entfernt.
  • 2C zeigt eine Siebanordnung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, die Siebmaterial 102 (2B) aufweist, das an einem Ringrahmen 104 (2A) befestigt ist. Bei anderen Ausführungen kann der Rahmen 104 fortgelassen werden, wobei dann eine Hakenleiste (von jeder bekannten Form und/oder Konfiguration) mit jedem der zwei gegenüberliegenden Seiten des Siebmateriales 102 verbunden wird. Das Siebmaterial ist ein beliebiges Vielschicht-Sieb gemäß der vorliegenden Erfindung, mit zwei, drei oder mehreren Lagen, die, wie hier beschrieben, durch einen mit Wärme aushärtenden Heißschmelzkleber gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengeklebt sind. Die mehreren Lagen aus zusammengeklebtem Siebmaterial 102 und der Ringrahmen 104 werden mit einem Epoxidpulver in einem halb gehärteten Zustand umgeben, wonach das halb ausgehärtete Epoxidpulver aufgeheizt wird und damit das Siebmaterial mit dem Rahmen 104 verbindet. Nach der Abkühlung umhüllt das ausgehärtete vormals pulvrige Epoxidmaterial das Siebmaterial in der Nachbarschaft zu dem Rahmen und den Rahmen, sodass eine einheitliche Struktur gebildet wird.
  • Der Ringrahmen 104 hat mehrere Querstreben 106, die sich zwischen Seitenstreben 107, 108 des Rahmens 104 erstrecken und mit diesen verbunden sind. Abschlussstäbe 103, 105 sind an den Enden des Rahmens 104 gelegen. Bei gewissen Ausführungsformen werden neun Querstreben 106 vorgesehen. Der Ringrahmen 104 und seine Teile können aus hohlen Stäben, Vollstäben, Rohren, Stangen oder Metallstreben (z.B. Stahl, Aluminium, Zink, rostfreier Stahl und/oder Legierungen dieser Komponenten), aus Plastik oder Fiberglas hergestellt werden. Metall und/oder Plastikteile können miteinander verschweißt werden.
  • Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung ist der Rahmen 104 aus hohlen im Querschnitt quadratischen Rohren 103, 104, 107, 108 mit einem Querschnitt von 0,766 Zollquadrat und im Querschnitt runden Rohren 106 mit einem Querschnitt von 0,601 Zollquadrat hergestellt. Die Siebanordnung 100 (und der Rahmen 104) können jede beliebig geeignete Länge und Breite aufweisen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist das Siebmaterial aus Strängen von rostfreiem Stahl 304 oder 316 und der Rahmen aus Kohlenstoffstahl. Gemäß einer anderen Ausführung sind die Streben 106 und/oder die Abschlussstäbe 103, 105 aus Rohrelementen mit einem kreisförmigen, ovalen oder elliptischen Querschnitt hergestellt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Siebmaterial mit dem Rahmen mit Hilfe eines pulvrigen Epoxidmateriales verbunden. Der Rahmen wird aufgeheizt und anschließend in ein Fluidbett des Pulvermateriales eingetaucht, welches dann den Rahmen in einem halb ausgehärteten Zustand vollständig umhüllt, wobei gemäß einer speziellen Ausführungsform die Dicke der Hülle etwa 35 mil ist. Der Rahmen und das Siebmaterial werden auf eine beheizte Platte gelegt, wobei das Siebmaterial (in einem Falle drei Lagen mit einer Maschenweite 170 × 105, 105 × 64 und 19, die miteinander nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengeklebt wurden) unterhalb des Rahmens gelegen ist. Beim Aufheizen auf etwa 232° Celsius (450°F) wird der noch pulvrige Kleber aufgeheizt und fließt dann abwärts über die Drähte des Siebmateriales. Gemäß einer Ausführungsform können die Drähte zumindest teilweise beschichtet, bei einer anderen Ausführung vorzugsweise vollständig mit dem Kleber umhüllt werden. Der Rahmen mit dem darauf gelegten Siebmaterial wird auf der beheizten Platte belassen, bis die Beschichtung ausgehärtet ist, wobei sie während des Aushärtens beheizt wird. Bei einer Ausführungsform umhüllt die Beschichtung den Rahmen. Jedes beliebige Muster aus Klebstoffrippen und die Herstellungsart, die in der vorliegenden Patentanmeldung für diese Erfindung beschrieben wird, kann gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • 4A bis 4F zeigen eine Siebanordnung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Ringrahmen 42 mit Abschlussstreben 44 und damit verbundene Seitenstreben 45 aufweist. Eine Anordnung 50 aus Siebmaterial ist mit Epoxidpulver mit dem Rahmen 42 verbunden. Eine Querstrebe 41 (von mehreren voneinander entfernt angeordneten Querstreben 43, die sich zwischen den Seitenstreben 45 erstrecken und mit ihren Enden mit diesen verbunden sind) hat zwei Nuten 46, in denen ein Ständerelement eines Schlammschüttlerdecks aufgenommen werden kann.
  • In bestimmten Schlammschüttlern, bei denen Siebanordnungen ohne Querstreben wie der Querstrebe 41 verwendet werden, werden ein oder mehrere Ständerelemente verwendet, um die Siebanordnung genau zu positionieren oder um die Siebanordnungen in ihrer Position zu stabilisieren. Ohne solche Ständerelemente zu entfernen, kann eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem solchen Schlammschüttlerdeck installiert werden, sodass das Ständerelement (das senkrecht zu der Querstrebe 41 in Aufsicht oder in Unteransicht ist), in einem (oder mehreren) der Nuten 46 aufgenommen wird und in diese eingreift. Bei einer Siebanordnung wie dargestellt, sind die Querstreben 43 auf beiden Seiten der Querstrebe 41 von der Querstrebe 41 ausreichend weit entfernt, sodass das Ständerelement nicht die benachbarten Querstreben 43 berührt. Auch wenn nur eine Nut 46 ein Ständerelement aufnehmen kann, ist durch die Verwendung von zwei Nuten 46 ein sauberes Einsetzen der Siebanordnung 40 auf das Ständerelement „idiotensicher" – d.h., unabhängig davon, welche Seite der Siebanordnung am nächsten zu dem Ausgangsende des Schüttlers (oder dem Zuführende für das Fluid) platziert ist, wird eine der Nuten oberhalb der Ständerelemente zu liegen kommen. Es liegt natürlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, mehrere linear ausgerichtete Nuten auf benachbarten Querstreben vorzusehen, um ein Ständerelement mit einer Länge aufzunehmen, die ausreichend ist, dass sie über der Entfernung liegt, die zwei, drei, vier oder mehr Streben trennt.
  • Die gezeigte Siebanordnung 40 ist eine mehrlagige Kombination 50 aus Lagen aus Siebmaterial, die miteinander mit Heizschmelzkleber in einem Klebermuster 62 verklebt und unter Abgabe von Feuchtigkeit ausgehärtet sind. Die mehrlagige zusammengeklebte Kombination 60 wird mit dem Ringrahmen 42 mit ausgehärtetem Epoxidpulver verbunden. Wie dargestellt, wurde die Siebanordnung 40 noch nicht in Schwingung versetzt, wobei Fluid auf die Siebanordnung geleitet wurde, wobei die Bereiche 64 des Siebmateriales zwischen den Kleberlinien nicht-flach oder gerippt sind (wie gezeigt). Wenn die Siebanordnung 40 in Schwingung versetzt wird und Fluid fließt gemäß der Erfindung hindurch, wird dieses gemäß der vorliegenden Erfindung darin resultieren, dass das nicht-flache Siebmaterial in den Bereichen 64 verengt wird.
  • Es liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung, eine Siebanordnung mit einem Stützelement für eine zusammengeklebte Kombination aus mehrlagigen Schichten eines Siebmateriales anzugeben (d.h., jede beliebige zusammengeklebte mehrlagige Kombination, die hier oder in Stammanmeldungen zu dieser Erfindung beschrieben wird), wobei das Stützelement eine perforierte Platte ist (anstelle des Ringrahmens, d.h., anstelle des Ringrahmens 14 in 1B des Ringrahmens 42 in 4A oder des Ringrahmens 104 in 2A). Jede bekannte perforierte Platte kann verwendet werden. Eine solche Siebanordnung mit einer perforierten Platte liegt in dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung mit oder ohne nicht-flachen Siebbereichen; und eine solche Siebanordnung kann auch voneinander entfernte seitliche Hakenleisten für die Montage in einem Schlammschüttler aufweisen.
  • Das Straffen der nicht-flachen Siebbereiche (z.B. in den Siebanordnungen gemäß den 1A, 2A und 4A) kann gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erleichtert werden, dass Fluid auf die Siebanordnungen fließt, das eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur hat. Bei gewissen Ausführungsformen liegt die Fluidtemperatur zwischen fünf Grad bis zwanzig Grad oberhalb der Umgebungstemperatur. Eine solche Temperatur kann erreicht werden, indem eine beliebige bekannte Heizeinrichtung benutzt wird und/oder in dem Fluid, z.B. Pumpfluid mit einer typischen bekannten Fluid-Pumpeinrichtung in bekannten Schlammschüttlern gepumpt wird. Bei anderen Ausführungen können die Fluidtemperaturen dann, wenn das auf die Siebanordnungen gepumpte Fluid ein Bohrfluid aus einem gerade gebohrten Bohrloch ist und das Bohrfluid noch Bohrabfälle etc. inne hat, zwischen 49° Celsius (120 F) und 71° Celsius (160 F) oder höher liegen.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform wurde eine Siebanordnung entsprechend der 4A bei zwei kommerziell erhältlichen King Cobra-Schlammschüttlern für insgesamt etwa 96 Stunden mit 16 Pfund Bohrfluid auf Ölbasis mit Bohrabfällen und weiteren Teststoffen betrieben und mit der Siebanordnung behandelt. Nach diesem Betrieb waren die zunächst nicht-flachen Bereiche aus Siebmaterial gestrafft. In einer weiteren Ausführung wurde eine Siebanordnung gemäß 4A mit einem King Cobra-Schlammschüttler für 120 Stunden betrieben, wobei ein Fluid knapp oberhalb der Umgebungstemperatur (z.B. vier bis zwölf Grad F oberhalb der Umgebungstemperatur), der Siebanordnung zugeführt wurde, wobei das Fluid etwa neun Pfund pro Gallone wiegte und Sand, Wasser und Bentonit enthielt (etwa 92 Gew.-% Wasser, 4 Gew.-% Sand und 4 Gew.-% Bentonit). Nach diesem Betrieb waren die Siebmaterialbereiche, die zunächst nicht-flach waren, gestrafft.
  • Es liegt im Bereich dieser Erfindung, nicht-flache Bereiche aus Siebmaterial zwischen Kleberrippen einer mehrlagigen Kombination aus Siebmaterial einer Siebanordnung zu straffen, indem die Siebanordnung für eine ausreichend lange Zeitspanne auf einem Schlammschüttler betrieben wird, während gleichzeitig Fluid mit ausreichend hoher Temperatur zugeführt wird, um das Straffen der nicht-flachen Bereiche zu bewirken. Ein solches Fluid kann, muss aber nicht Bohrabfälle, Sand und/oder andere Feststoffe enthalten.
  • Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung aus zwei Lagen aus Siebmaterial miteinander vernäht, und zwar durch ein Nähverfahren oder eine Nähtechnik, die hier beschrieben ist, mit beliebigen Stichen oder Stichmustern, die hier beschrieben sind. Bei dieser Ausführung weisen die Lagen Maschengrößen zwischen 30 und 250 auf; bei einer anderen Ausführungsform hat die eine Lage eine Maschengröße zwischen 30 und 200 und die andere Lage eine Maschengröße zwischen 50 und 300; in einer weiteren Ausführungsform hat die eine Lage eine Maschengröße von 160 und die andere eine Maschengröße von 180 – wobei beide Maschenlagen aus rostfreiem Stahldraht aufgebaut waren. Die zweilagige Kombination wird auf die Grundbasis einer Heizplatte gelegt, wobei eine Lage mit grober Maschenweite (z.B. einer Maschenweite zwischen 18 und 30 und bei einer Ausführung 20) auf die beiden Lagen platziert wird. Ein Rahmen (oder eine Platte) der vorher mit Klebermaterial beschichtet wurde, z.B., jedoch nicht beschränkt, auf pulvriges Epoxidmaterial, wird dann auf die Oberseite der groben Maschenlage platziert. Eine oder mehrere Linien aus Kleber sind auf der groben Maschenlage angeordnet (in Längsrichtung, in Breitenrichtung, in gekrümmten Linien oder in irgendeinem bekannten Muster mit entsprechenden Abständen). Das obere Element der Heizplatten wird dann auf den Rahmen abgesenkt. Indem diese Komponenten in dieser Art aufgeheizt werden, werden die beiden feinen Maschenlagen aus Siebmaterial miteinander verklebt, wobei auch der Rahmen (oder das Stützelement) mit den Maschenlagen verklebt wird. Alle drei Maschenlagen werden an Punkten miteinander verbunden, wo sie in Kontakt stehen mit dem Epoxid-Material. Vorzugsweise werden zumindest einige der Drähte der losen Maschenlagen und/oder der beiden Lagen aus Siebmaterial von dem Kleber eingehüllt. Optional können die beiden Lagen aus Siebmaterial und die grobe Maschenlage mit einer oder mehreren Kleberlinien alle gemeinsam vorgeheizt und miteinander verbunden werden, wonach der Rahmen mit diesen drei Lagen verbunden wird.
  • Es kann jeder geeignete Kleber (in einer Ausführung ein wärmeaktivierter Kleber, der schnell aushärtet), Epoxidharz oder ein Klebstoff (obwohl diese nicht miteinander äquivalent sind) verwendet werden, um den Rahmen mit den Maschenlagen zu verkleben. Der Rahmen (oder das Stützelement) kann über seine im Wesentlichen gesamte Fläche mit der groben Maschenlage verbunden werden, wobei gleichzeitig eine Klebung mit einer oder beiden Lagen aus dem anderen Siebmaterial erfolgen kann, und zwar in Abhängigkeit des Epoxidharzes, des Klebers oder des Klebstoffes, die verwendet wurden, und in Abhängigkeit von der Klebermenge. Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird der Rahmen (oder das Stützelement) aufgeheizt und dann (z.B. in einem Fluidbett oder mit Hilfe eines Spraysystems) mit Epoxidpulver beschichtet, wie dieses hier beschrieben wird (oder gemäß einem für eine solche Beschichtung bekannten Verfahren gemäß dem Stand der Technik), wobei das Epoxidpulver nur teilweise oder halb ausgehärtet ist. Jedes geeignete Epoxidmaterial, das im Stand der Technik bekannt ist, kann hierzu verwendet werden. Gemäß einer speziellen Ausführungsform können ein, zwei, drei, vier oder mehr Kleberrippen (wie hier beschrieben) in Längsrichtung und/oder quer zu der Breite der groben Maschenlage aufgetragen werden (d.h., in jedem beliebigen Muster und durch jede beliebige Klebemaschine oder Klebeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie hierin beschrieben oder auf die hierin Bezug genommen wurde), bevor die Maschenlage auf die Oberseite von zwei zusammengenähten Maschenlagen aufgelegt wird.
  • Bei diesen Ausführungsbeispielen, bei denen eine dreilagige Siebplatte – als unterste eine grobe Maschenlage unterhalb zweier feinen Maschenlagen – vor ihrer Verbindung mit einem Rahmen, einer Platte oder einem Stützelement vorgeheizt wird, dehnen sich die Drähte der zwei feinen Maschenlagen aus und verlängern sich mehr als die Drähte der groben Maschenlage. Wenn z.B. für die obere Maschenlage mit einer Maschenweite von 180 ein Draht mit 0,0012'' im Durchmesser, für die mittlere Maschenlage mit einer Maschenweite von 160 Drähte mit einem Durchmesser von 0,0014'' und für eine grobe Maschenlage mit einer Maschenweite von 20 Maschendrähte mit einem Durchmesser von 0,0065'' verwendet werden, verlängern sich die Drähte in den Lagen mit feinerer Maschenweite mehr und schneller, als dieses die Drähte in der groben Maschenlage tun. Daher wird es für eine solche Ausbildung bevorzugt, dass die Vorheizzeit (vor der Auflage auf einen Rahmen etc.) ausreichend ist, dass sich die Drähte in der groben Maschenlage im gleichen Ausmaß wie die Drähte in den feinen Maschenlagen verlängern können. Optional kann nach dem Aufsetzen des mit Epoxid beschichteten Rahmens auf die groben Maschenlage das Aushärten des Epoxidharzes beschleunigt werden (z.B. mit Aushärtbeschleunigern und/oder durch mechanische Kühleinrichtungen), um zu verhindern, dass die Drähte in der groben Maschenlage in ihre Ausgangslänge zurückkehren. Wenn das Aushärten nicht schnell genug ist, kann durch die schnelle Kontraktion der Drähte in der groben Maschenlage das Epoxidharz aufbrechen, was zu einem Verlust der gewünschten Spannung in den feineren Maschenlagen führt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Drahtdurchmesser der Drähte in der groben Maschenlage zumindest dreimal so groß wie der Drahtdurchmesser der Drähte in den feinen Maschenlagen und gemäß einem weiteren Aspekt zumindest viermal so groß.
  • Ebenso wurde durch die Erfinder herausgefunden, dass das Hinzufügen von Materialien zur Verbesserung der Klebewirkung und/oder von Farbpigmentteilchen (z.B. rotem Pigmentmaterial) zu dem Epoxidmaterial, um dadurch eine verstärkte Epoxidverbindung auf einem Rahmen, einem Stützelement oder einer Siebanordnung zu erreichen, in einem nicht erwünschten Aufbrechen und einem nicht gleichmäßigen Aushärten des Epoxidmateriales resultieren kann. Ebenso kann das Vorheizen einer Kombination aus Sieblagen gemeinsam mit einem Stützelement ebenfalls in einem ungewünschten Aufbrechen resultieren. Ein solches Aufbrechen und eine Ungleichmäßigkeit beim Aushärten wird reduziert, indem ein Verfahren, wie oben beschrieben, verwendet wird, bei dem ein Rahmen mit einem Epoxidmaterial in einem halb ausgehärteten Zustand auf Lagen aus Siebmaterial platziert wird, wobei dann diese Komponente, wie beschrieben, aufgeheizt werden, z.B. in einer Heizeinrichtung mit einer Heizplatte. Gemäß einer speziellen Ausführung eines solchen Verfahrens wird, um eine solche Siebanordnung zu erzeugen, eine zweilagige Siebanordnung aus einer Lage mit einer Maschenweite von 160 und einer Lage mit einer Maschenweite von 180 jeweils mit Maschendrähten aus rostfreiem Stahl hergestellt, indem die beiden Lagen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Stichmuster gemäß der Erfindung zusammengenäht werden, vorzugsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, mit einem Steppstich. Eine Lage aus grobem Maschenmaterial (Maschenweite 20, rostfreier Stahl) mit einer, zwei oder mehr in Längsrichtung verlaufenden Kleberlinien (bei einer Ausführung werden vier in jeweils gleichem Abstand zueinander angeordnete Klebelinien von einer Seite zu der anderen Seite vorgesehen, die in einer Aufsicht gerade oder gekrümmt sein können; bei einer weiteren Ausführung können mehrere Kleberlinien vorgesehen werden, die etwa 78 mm (3 1/16'') oder etwa 33 mm (1 11/32'') voneinander entfernt sind) (hergestellt in einer Klebemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung) wird auf die Oberseite der feineren Maschenlagen auf einer Heizplatte platziert, wonach ein Ringrahmen aus Kohlenstoffstahl mit vier Seitenstreben und mehreren Querstreben (z.B., jedoch nicht beschränkt auf neun in Abstand angeordneten Querstreben) auf die Oberseite der groben Maschenlage platziert wird, wobei der Ringrahmen mit halb ausgehärtetem Epoxidmaterial beschichtet ist, wie dieses z.B. in den US-Patenten 6,267,247, 6,290,068 und 5,876,552 beschrieben ist, wobei diese Angabe nicht beschränkend ist. Die Platte wird geschlossen und die Komponenten werden auf etwa 232° Celsius (450 F) für etwa 10 bis 18 Minuten aufgeheizt. Die resultierende Siebanordnung wird dann aus der Heizeinrichtung entfernt und kann abkühlen. Optional wird lediglich eine einzelne feine Maschenlage verwendet. Optional kann das Vorheizen für jeden Schritt eines hier genannten Verfahrens in einem Ofen vorgenommen werden. Optional wird die grobe Maschenlage zunächst mit den zwei Lagen aus Siebmaterial verbunden, wonach die resultierende Kombination aus drei Lagen mit einem Rahmen oder einem Stützelement verbunden wird.
  • Die 7A und 7B zeigen eine Heizeinrichtung mit einer Heizplatte zur Anwendung bei Verfahren, die oben beschrieben worden sind, mit einem oberen beweglichen Heizelement 91 und einem Trog, einem Bett oder einem Stützelement 92, auf dem die Lagen der Siebanordnung und der Rahmen (oder die Platte) positioniert sind. Das Element 92 ist durch eine Antriebseinrichtung 93 bewegbar, die in den 7A und 7B schematisch dargestellt ist. Alternativ kann der Trog 92 gemeinsam mit dem Element 91 oder ohne Aufheizung dieses Elementes aufgeheizt werden.
  • Der Kleber der Kleberlinien oder Kleberippen auf einer unteren groben Maschenlage liefert eine Barriere, die die Migration von Feststoffen durch die Siebanordnung zwischen der groben Maschenlage und der feinen Maschenlage auf der groben Maschenlage verhindert. Wenn z.B. ein Loch in den oberen feinen Maschenlagen auftritt, durch das Feststoffe hindurchfallen können, können solche Feststoffe quer zu der Siebanordnung auf der Oberseite der groben Maschenlage bewegt werden (unterhalb der feinen Maschenlagen), wodurch zusätzliche Schäden verursacht werden können. Eine Kleberlinie oder eine Kleberrippe auf der groben Maschenlage wirkt als eine Barriere für die Bewegung solcher Feststoffe. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind solche Kleberrippen im Querschnitt allgemein oval, kreisförmig, halb-oval oder halb-kreisförmig mit einem Durchmesser oder einer Höhe zwischen 3 mm (1/8'') und 4,7 mm (3/16''). Bei gewissen Ausführungsformen ist die Höhe oder der Durchmesser des Klebers, der in einem Muster oder einer Serie von Kleberlinien auf den beiden feinen Maschenlagen aufgebracht wird, zwischen 1,6 mm (1/16'') und 3 mm (1/8''). Bei bestimmten Ausführungen sind die Kleberlinien bzw. Kleberrippen nach der Aufheizung durch die Heizeinrichtung flach.
  • In 5 ist ein Schlammschüttler 210 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, der eine Siebanordnung 220 (aus einem Sieb, einem Siebgewebe oder einem Maschenmaterial, wie gewünscht) gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, die auf einer in Schwingung zu versetzenden Aufnahmeeinrichtung oder einem „Korb" 212 angeordnet ist. Die Siebanordnung 220 kann eine beliebige Siebanordnung sein, die hier beschrieben wurde; es ist auch jede Kombination eines Merkmales oder mehrerer Merkmale eines Siebes, von Siebanordnungen oder Siebteilen möglich, die hier in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden; außerdem kann ein solches Sieb mit jedem geeigneten bekannten Schlammschüttler oder einer Siebeinrichtung betrieben werden, z.B. einer Vibrationstrenneinrichtung, wie einem Schlammschüttler 210. Der Korb 212 ist auf Federn 214 gelagert (nur zwei sind dargestellt, wobei zwei Federn entsprechend dieser Darstellung auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind), wobei diese Federn von einem Rahmen 216 abgestützt sind. Der Korb 212 wird durch einen Motor 202 und eine zwischengeschaltete Vibrationseinrichtung 218 in Schwingung versetzt, die auf dem Korb montiert ist, um den Korb und die Siebe in Schwingung zu versetzen. Mit einer Hubeinrichtung 208 kann das Korbende angehoben und abgesenkt werden. Die Siebanordnung 220 kann jede beliebige Siebanordnung sein, wie sie hier in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert wurde.
  • 6 zeigt eine Siebanordnung 78 gemäß der vorliegenden Erfindung (in einer Darstellung mit mehreren Lagen, die teilweise abgeschnitten dargestellt sind, die jedoch über die gesamte Oberfläche der Siebanordnung reichen), die mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, hergestellt wurde, wobei die zwei oberen feinen Maschenlagen zwei zusammengenähte Lagen 83 und 84 aus Siebmaterial sind, die mit Stichen 83a zusammengenäht wurden (die Lage erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der beiden Lagen, ist jedoch hier nur teilweise zur zur besseren Darstellung gezeigt); die grobe Maschenlage ist die Lage 82; die Stützlage ist eine perforierte Platte 80, die anfänglich mit einem Epoxidharz 86 beschichtet ist, welches beim Aushärten ein Muster entsprechend dem der Perforationen der perforierten Platte 80 anliegt. Optional kann noch eine der beiden Schichten 83 oder 84 fortgelassen werden (wodurch der Schritt, zwei feine Maschenlagen zusammenzunähen, vermieden wird).
  • Die 8A–8C zeigen eine Siebanordnung 110 gemäß der vorliegenden Erfindung, die zwei zusammengenähte obere Sieblagen 111, 112 aufweist, die aus feinem Siebmaterial hergestellt sind (die Lagen sind durch jedes hierin beschriebene Verfahren miteinander vernäht, z.B. mit einem Faden 111a, der zu Erläuterungszwecken in noch nicht festgezogenem Zustand gezeigt ist). Außerdem ist eine grobe Maschenlage aus Siebmaterial 113 und eine perforierte Stützplatte 114 vorgesehen. Hakenleisten 115 ragen auf entgegengesetzten Seiten der Siebanordnung 110 weg. Die Hakenleisten 115 sind als „C-förmig" dargestellt; jedoch liegt es im Gegenstand dieser Erfindung, jede beliebige Form oder Konfiguration eines Hakenleistens zu verwenden. Jedes bekannte feine Siebmaschenmaterial und grobes Siebmaschenmaterial können für die Lagen 111, 112 bzw. 113 verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die oben beschriebenen oder in Bezug genommenen Materialien. Jede geeignete bekannte Platte kann für die Stützplatte 114 verwendet werden.
  • 8B zeigt mehrere Kleberlinien bzw. Kleberrippen 116, die sich quer über die grobe Maschenlage 113 erstrecken (die tatsächliche Maschenweite und das Verweben der groben Maschenlage ist in 8B nicht dargestellt). Eine beliebige Anzahl von Kleberstreifen kann vorgesehen werden, von einem Kleberstreifen bis zu sieben oder mehr Kleberstreifen. Optional erstrecken sich die Kleberstreifen in Längsrichtung (von der Oberseite zur Unterseite in 8B) und nicht quer zu der groben Maschenlage. Optional kann auch ein Muster von Kleberlinien auf der groben Maschenlage verwendet werden, die sich miteinander schneiden, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf irgendein Muster, das beschrieben wurde oder auf das Bezug genommen wurde. Optional kann die Platte 114 fortgelassen werden. Optional können die Platte 114 und die Hakenleisten 115 fortgelassen werden, wobei dann ein Rahmen oder ein streifenförmiges Stützelement verwendet wird.
  • 9 zeigt eine Siebanordnung 3000 mit Teilen entsprechend des dem Stand der Technik angehörenden US-Patentes 4,575,421; wie jedoch weiter unten beschrieben, werden verschiedene Teile der Siebanordnung 3000 durch ein Nahtmaterial zusammengehalten (z.B. durch Fäden, Drähte, Bänder, Filamente, Schnüre, Zwirne, Garne oder Fasern). Das US-Patent 4,575,421 weist Teile der Siebanordnung 3000 auf, die den Teilen der Siebanordnungen gemäß dem Patent gleichen Seitenstreben 3008 können aus allgemein bekannten kanalförmigen Elementen bestehen, aus Hakenleisten oder aus Seitenstreben für den Rahmen. Alternativ ist auch ein starrer Rahmen mit vier Seiten anwendbar.
  • Mehrere Lagen aus Siebmaterial 3002, 3003 und 3004 sind über einer Platte 3001 angeordnet (gleich den Platten entsprechend der Platte 11 in der US-4,575,421, jedoch darauf nicht beschränkt). Die Lagen 3002, 3003 und 3004 entsprechen den Lagen 24, 25, 26 in der Beschreibung des US-Patentes 4,575,421. Es liegt jedoch im Rahmen des Gegenstandes dieser Erfindung, eine oder zwei der Lagen fortzulassen, oder für eine beliebige Lage 3002, 3003, 3004 ein beliebiges Siebmaterial oder Maschenmaterial vorzusehen, das hier beschrieben oder angedeutet wurde. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass die Platte 3001 jede beliebige Stützplatte für eine Siebstruktur, für einen Rahmen, oder mehrere Leisten entsprechend dem Stand der Technik sein kann (auch wenn diese Tatsachen keine legalen Äquivalente sind).
  • Die Lagen 3002, 3003, 3004 sind durch ein Nahtmaterial miteinander vernäht. Beispielhafte Nahtlinien des Nahtmaterials 3014 und 3016 sind in den 9, 10 und 11 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass solche Linien des Nahtmaterials, das die Lagen miteinander vernäht, sich im Wesentlichen in Abständen zueinander über die gesamte Oberfläche der Lagen mit einem beliebigen erwünschten Abstand zwischen den Linien des Nahtmateriales erstrecken. Es liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung, dass das Nahtmaterial in Linien angeordnet ist, die generell parallel zu den Seitenrändern der Sieblagen, wie dargestellt, sind; die Linien des Nahtmaterials sich diagonal zu dem Siebmaterial erstrecken; die Linien des Nahtmaterials einen Winkel haben, der nicht der Diagonale des Siebmateriales entspricht; und/oder die Linien des Nahtmaterials, die sich schneiden, ein gewünschtes Muster bilden, das z.B., jedoch nicht darauf beschränkt, einem Muster entsprechend der Ausbildung von Elementen einer unteren Stützlage, einer Stützstruktur oder einer Platte entspricht. Solche Linien oder solches Nahtmaterial kann auch verwendet werden, um z.B. die Lagen 3002 und 3003, 3002 und 3004 und/oder die Lagen 3003 und 3004 miteinander zu verbinden.
  • Linien 3010 und 3012 des Nahtmaterials nähen die Platte 3001 und die Lagen 3002, 3003 und 3004 zusammen. Die Linien 3010 und 3012 können jede beliebige Form und Ausbildung aufweisen, wie sie vorher für die Linien 3014 und 3016 beschrieben wurden. Für einige Fälle kann ein „Paspelstich" verwendet werden, um das Siebmaterial mit der Platte zu vernähen. Es liegt ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung, ein, zwei, drei oder mehrere Lagen aus Siebmaterial mit einem Rahmen zu vernähen, der das Siebmaterial abstützt.
  • Das verwendete Nahtmaterial zum Vernähen von jeweils zwei oder mehreren Lagen aus Siebmaterial und/oder Maschenmaterial oder jeder Stützstruktur oder Platte und einer oder mehreren Lagen aus Siebmaterial, kann jedes geeignete bekannte Nahtmaterial sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Fäden, Drähte, Garne, Bänder, Zwirne, Schnüre und Fasern (wobei alle diese Materialien nur einen einzelnen oder mehrere Stränge oder Fasern aus unterschiedlichen oder ähnlichen Strengen oder Filamenten in dem multikomponenten Nahtmaterial aufweisen können). Ein solches Nahtmaterial kann z.B. aus natürlichen, plastischen oder synthetischen Fäden, Garnen, Schnur- oder Drahtmaterialien hergestellt sein; ebenso aus zusammengesetzten Materialien; Polymeren; Elastomeren; Gummi, Phenolharzen; Metall (einschließlich jedoch nicht beschränkt auf Stahl, rostfreien Stahl, Bronze, Blech, Kupfer, Zink, Aluminium und jeder Kombination oder Legierung aus diesen); aus KEVLAR-Materialien; Polytetraflurethylen- oder Teflon-Materialien; wobei jedes dieser Materialien mit Plastik, Metall, Polymer, einem Elastomer oder einem Harz beschichtetet sein kann. Es kann ein Nahtmaterial mit einer beliebigen Querschnittsfläche und/oder Querschnittsform (oder mit einem geeigneten Durchmesser) verwendet werden. Es können auch verschiedene Nahtmaterialien für unterschiedliche Nahtstiche und/oder Nahtlinien auf einem einzelnen Sieb oder einer Siebanordnung verwendet werden. Die verwendete Nadel bzw. die verwendeten Nadeln können beliebiger bekannter Art sein und können aus jedem geeigneten Metall, Plastik, Zusammensetzungen und/oder Fiberglasmaterial hergestellt sein. Bei einer speziellen Ausführung wird ein KEVLAR-Faden mit einem Durchmesser von 0,009'' verwendet. Bei einem speziellen Sieb mit einem solchen KEVLAR-Faden werden drei Lagen aus Siebmaterial zusammengenäht.
  • Das Zusammennähen von jeweils zwei oder mehr Lagen kann gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Hand erfolgen, mit einer manuell betriebenen Näheinrichtung oder Nähmaschine oder mit einer automatisch arbeitenden Nähmaschine. Jeder bekannte Nahtstich oder jedes bekannte Nahtmuster kann verwendet werden. Bei gewissen Ausführungsformen wird eine Nähnadel verwendet, die so dimensioniert ist, dass eine Beschädigung der Lagen und/oder der Stützstruktur minimal ist oder vermieden wird. Bei einer solchen Ausführung wird eine Nadel mit einer solchen Größe gewählt, dass sie die Lagen aus benachbarten Drähten oder Siebkomponenten durchdringt, ohne an einem Draht oder einer Siebkomponente (eines Siebes) Ausbeulungen, Kerben, Beschädigungen, Risse oder Ausbuchtungen zu verursachen und auch nicht einen Draht eines Siebes zu durchtrennen oder zu beschädigen.
  • Jeder Stich oder jede Nahtlinie aus Nahtmaterial kann optional auf der Siebanordnung 3000 (oder von jeder zusammengenähten Siebanordnung, die hier beschrieben wurde), fortgelassen werden. Es liegt ebenso im Rahmen dieser Erfindung, alle Linien 3012, 3014 und weitere Linien, die die Lagen aus Siebmaterial 3002, 3003, 3004 zusammennähen, fortzulassen und es lediglich bei den Linien 3010, 3012 und andern von diesen entfernt angeordneten zu belassen, die alle Lagen des Siebmateriales und auch die Platte 3001 miteinander vernähen. Alternativ können zwischen den Nähten entsprechend der Linie 3010, weitere Nähte entsprechend der Linie 3014 verwendet werden, um die Lagen 3002 bis 3004 zusammenzunähen (in ähnlicher Weise gilt dies auch für die Nähe entsprechend 3012 und 3016).
  • Das US-Patent 4,575,421 bezieht sich auf einen Kleber oder eine Verbindung, die alle Teile fest zusammenhält. Das Sieb 3000 wird allgemein nicht mit einem solchen Kleber oder einer solchen Verbindung hergestellt. Alternativ kann jedoch ein solcher Klebstoff (z.B., jedoch nicht beschränkt auf Kleber oder Epoxid) oder eine solchen Verbindung zusätzlich zu einem verwendeten Nahtmaterial, wie dies oben beschrieben wurde, verwendet werden; ebenso kann auch eine Kombination aus einer oder mehreren voneinander getrennten Nähten aus Nahtmaterial und einem Klebstoff zwischen und/oder an oder unterhalb solcher Nähte verwendet werden. Gemäß einer Ausführung können die Lagen 3002–3004 noch mit Klebstoff sicher verbunden werden und ferner Nähte entsprechend den Linien 3010 und/oder 3012 verwendet werden, um die Lagen mit der Platte 3001 zu verbinden, oder die Lagen 3002–3004 werden zusammengenäht und dann mit einem Klebstoff auf der Platte 3001 befestigt.
  • Ebenso können zwei oder mehrere metallene Lagen und/oder die Platte miteinander durch Sintern zumindest eines Bereiches oder im Wesentlichen der gesamten Oberfläche verbunden werden. Eine oder mehrere separate individuelle Nahtstiche oder Knoten aus Nahtmaterial können anstelle einer Naht aus einem kontinuierlichen Faden etc. für jede Naht eines Nahtmateriales, wie beschrieben, verwendet werden.
  • 23A und 23B zeigen eine Siebanordnung 3108 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer perforierten Platte 3110 (die jede hier erwähnte Platte aber auch irgendeine Platte gemäß dem Stand der Technik sein kann), die mehrere Ausnehmungen, Löcher oder Öffnungen 3112 aufweist. Eine Maschenlage 3114 aus Draht ist mit der Platte 3110 mit Fadenstichen (oder Knoten) 3115 verbunden. Die Lage 3114 kann jede bekannte geeignete Maschenlage oder ein Sieb, mehrere Maschenlagen oder Siebe sein, und zwar mit einem, zwei, drei oder mehreren Lagen.
  • 24A und 24B zeigen eine Siebanordnung 3120 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer perforierten Platte 3121 (die wie die Platte 3110 in 23A ausgebildet ist) mit hindurchgehenden Öffnungen 3122. Sieblagen aus Draht bzw. einem Maschenmaterial 3124 werden mit einem Faden längs einer Naht (oder mit Knoten) 3126 miteinander zusammengenäht. Die Lagen 3124 sind mit der Platte 3121 mit Fadenstichen (oder Knoten) 3125 vernäht.
  • Die Platten und Siebanordnungen gemäß den 23A und 24A sind nur teilweise dargestellt; jedoch ist es selbstverständlich, dass die Öffnungen, die Maschen, die Nahtstellen und Platten über ihre gesamte Breite und die Oberflächen, wie dieses nur teilweise gezeigt ist, verteilt sind.
  • 12 und 13 zeigen eine Siebanordnung 3020 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die Teile entsprechend denen der US-Patentschrift 5,417,858 aufweisen. Jedoch, wie weiter unten beschrieben, werden unterschiedliche Teile der Siebanordnung 3020 durch Nahtmaterial zusammengehalten.
  • Die Siebanordnung 3020 weist eine Platte 3021 auf (wie die oben beschriebene Platte 3001), auf der ein grobes Stützsieb 3022 und ein feines Stützsieb 3023 positioniert sind. Die Siebe 3022 bzw. 3023 können wie die Lagen 32, 33 gemäß dem US-Patent 5,417,858 ausgebildet sein. Optimal können die Seitenränder 3024 wie die kanalförmigen Elemente 23 in dem US-Patent 5,417,858 ausgebildet sein oder können bekannte Hakenleisten oder Rahmenseiten sein.
  • Es wird ein Nahtmaterial 3025 verwendet, um die Lagen 3022, 3023 zu vernähen und mit der Platte 3021 zu verbinden; Nahtmaterial 3026 kann ebenfalls verwendet werden, um die Lagen 3022 und 3023 zu vernähen und zu befestigen. Die dargestellten Größen (Durchmesser) der Nahtmaterialien 3025, 3026 (und auch des Materiales der Nahtlinien in den 9–11) sind für einige Ausführungsbeispiele sehr übertrieben dargestellt und könnten durch einen einzelnen Punkt in der Figur dargestellt werden; jedoch liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, Nahtmaterial- Garn, Schnüre, Leinen, Fäden, Drähte etc. – mit jedem geeigneten Durchmesser zu verwenden.
  • Es können für die Siebanordnung 3020 (und für jede hier beschriebene Siebanordnung) entweder individuelle separate Stiche oder Knoten eines Nahtmateriales verwendet werden; möglich sind auch lineare Nähte aus Nahtmaterial in jedem gewünschten Stich oder Stichmuster verwendbar (wie z.B. die Nähte der Siebanordnung 3000).
  • 14 zeigt eine alternative Konfiguration für die Lagen des Siebmateriales, wobei die Rippen und Täler eine mehr abgerundete Form im Vergleich zu dem Siebmaterial in 14 aufweisen (gesehen in der Querschnittsansicht). Ebenso optional kann eine dritte Lage aus Siebmaterial 3027 unter den oberen Lagen aus Siebmaterial 3028, 3029 gelegen sein. Eine Platte 3021a ist wie die Platte 3021 in 9 ausgebildet. Ein Nahtmaterial 3025a ist entsprechend dem Nahtmaterial 3025 in 9 und Nahtmaterial 3026a ist entsprechend dem Nahtmaterial 3026 in 9 ausgebildet. Die Lagen 3027–3029 können wie die Lagen 77, 79, 80 in dem US-Patent 5,417,858 ausgebildet sein; sie können jedoch auch aus jedem gewünschten Siebmaterial und/oder Maschenmaterial, Metall oder synthetischem Material in der Form ausgebildet werden, wie jede hier beschriebene Lage. Zusätzlich zur weiteren Verbindung mit Hilfe von Nahtmaterial kann jeder Teil oder auch alle Oberflächenbereiche der Maschenlagen um die Öffnungen in der Platte 3021 befestigt oder mit geeignetem Material, z.B. Klebstoff oder einem Adhäsivstoff verbunden werden. Gemäß einer Ausführung sind die Schichten zusammen verbunden, wobei die Kombination aus all diesen Schichten auf die Platte genäht wird, oder vice versa (wie dieses mit jeder hier beschriebenen Siebanordnung erfolgen kann).
  • 15 stellt eine Version der Siebanordnung gemäß 14 dar, bei der ein oder mehrere individuelle Stiche 3030–3032 sich durch die Sieblagen 3027–3029 ersytrecken und aus diesen herausragen und durch entsprechende Löcher oder Perforationen der darunter gelegenen Platte 3021 und durch die mit den Rippen aus gewelltem Siebmaterial versehenen Lagen hindurchragen. Es kann jede gewünschte Anzahl von solch individuellen Stichen oder Knoten innerhalb einer Rippe verwendet werden, z.B. ein, zwei, drei, vier, fünf oder mehr Stiche; ebenso kann eine Serie von solchen Stichen unterhalb einer Rippe erfolgen, die sich von einem Ende zum anderen erstrecken. Ebenso kann das Nahtmaterial durch alle Lagen des Siebmateriales oder durch nur ein oder zwei Lagen verlaufen. Wenn das Nahtmaterial Metall ist, und die Platte ebenso aus Metall, kann das Nahtmaterial mit der Platte durch Sintern verbunden werden; ähnlich kann bei der Verwendung eines metallischen Siebmateriales und eines metallischen Nahtmateriales das Nahtmaterial mit dem Siebmaterial durch Sintern verbunden werden.
  • 15 zeigt auch, dass ein Bereich außergewöhnlicher Abnutzung oder Abschleifung in einer Siebanordnung (in irgendeiner Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung) mehrere entweder individuelle Stiche oder Knoten eines Nahtmateriales oder eine Liniennaht mehrerer genähter Stiche aufweisen kann. Wie in dem am weitesten links gelegenen Tal 3034 in 15 gezeigt, sind drei Stiche eines Nahtmateriales 3035 in dem Tal gelegen. Wie in dem am weitesten rechts gelegenen Tal 3035 gezeigt, sind fünf Stiche eines Nahtmateriales 3026 vorgesehen, die die Sieblagen miteinander an dieser Position verbinden. Ebenso können die Spitzen der Rippen einer wellenförmigen oder gerippten Siebanordnung mehrere solcher Nahtverbindungen oder Knoten, individuelle Nahtverbindungen oder einen individuellen Knoten aufweisen. Es liegt im Bereich der Erfindung, jede gewünschte Anzahl von Stichen und/oder Nahtlinien in jedem Bereich einer Siebanordnung zu verwenden, wobei vorzugsweise dieses in Bereichen ausgeführt wird, die einer exzessiven Abnutzung ausgesetzt sind.
  • 16 stellt dar, dass in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Beschriftung – „No. GLM III" – und/oder ein Logo oder eine Marke – „BIG MC" – in ein Sieb 3037 eingenäht werden kann. Das Sieb 3037 kann eine einzelne Sieblage oder mehrere Sieblagen umfassen (und kann jede hier beschriebene Siebanordnung sein).
  • Die 17 stellt ein Sieb 3040 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dar, das unterschiedliche Nahtmuster 3041, 3042, 3043 mit unterschiedlichen Stichdichten in unterschiedlichen Bereichen eines Siebes aufweist. Das Sieb 3040 kann ein Sieb oder eine Siebanordnung, wie hier beschrieben, sein, wobei das Nahtmaterial für die Stiche oder Nähte ein beliebiges hier beschriebenes Nahtmaterial sein kann. Ebenso kann eines der beiden Muster 3041–3043 oder es können beide fortgelassen werden. Es liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung, ein gewünschtes Muster von Nähten an jedem beliebigen Ort eines Siebes zu verwenden.
  • Es liegt ebenso im Bereich der Erfindung, die Platten (3001, 3021) bei den Ausführungen gemäß den 9 und 12 fortzulassen und mehrere Stiche, Knoten und/oder Liniennähte zu verwenden (wobei diese allgemein in einer Richtung parallel zueinander oder aus mehreren sich schneidenden Linien angeordnet sind), anstatt eine solche Platte zu verwenden; eine solche Anordnung aus mehreren Stichen etc. ist kein legales Äquivalent eines Rahmens oder einer Platte, wie diese beschrieben ist in den US-4,575,421, 5,783,077, 5,720,881, 5,417,793, 5,417,859 oder 5,417,858. Es liegt ebenso im Bereich der vorliegenden Erfindung, die Platte oder den Rahmen entsprechend dem Gegenstand der US-Patente 4,575,421, 5,783,077, 5,720,881, 5,417,793, 5,417,859 und 5,417,858 fortzulassen (oder von irgendeiner bekannten flachen oder dreidimensionalen Siebanordnung) und anstatt dessen mehrere Stiche, Knoten und/oder lineare Nähte aus Nahtmaterial zu verwenden. Die 16 zeigt eine Version eines Siebes wie in 14, wobei jedoch keine Platte 3021 vorgesehen ist. Mehrere Nahtlinien (von oben gesehen) eines Nahtmateriales 3025a und 3026a erstrecken sich quer zu der Siebanordnung von einer Seite zu der anderen. Andere Linien (nicht dargestellt) können mit einem gewissen Winkel oder senkrecht zu diesen Nahtlinien 3025a und 3026a vorgesehen werden.
  • 19 zeigt ein ebenes Sieb 3041 mit mehreren Lagen, wie dieses in dem US-Patent 4,575,421 dargestellt ist (jedes mehrlagige Sieb, das hier beschrieben oder zitiert wurde, ist möglich), bei dem keine untere Platte vorgesehen ist. Nahtlinien 3042 erstrecken sich quer zu dem Sieb 3041 von einer Seite zu der anderen. Andere (nicht dargestellte) Nähte können mit einem Winkel oder senkrecht zu den Nahtlinien 3042 vorgesehen sein. Wie in 14 gezeigt, kann eine Nahtstelle oder eine Nahtlinie 3045 aus Nahtmaterial verwendet werden, um zu verhindern, dass eine Rippe des Siebmaterials sich ausdehnt und/oder abflacht. Jede gewünschte Anzahl solcher Nahtlinien oder Nahstiche kann entlang der Rippe verwendet werden (einschließlich einer Rippe oder Rippen einer Serie von Rippen auf jedem Sieb einschließlich der hier beschriebenen Siebe).
  • 20A und 20B zeigen einzelne Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von Siebanordnungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Ein Stück aus Siebmaterial 3052 mit relativ feiner Maschenweite (z.B., jedoch nicht beschränkt auf eine Maschenweite von 24–500 und hergestellt z.B. aus Metall, Stahl, rostfreiem Stahl, Naturfasern, wie Baumwolle oder synthetischem Material wie Nylon, Polyester, Polypropylen, Polyethylen oder KEVLAR-Material) wird verbunden mit einem Stück aus Siebmaterial 3054 mit einer mittleren Maschenweite (z.B., jedoch nicht beschränkt auf eine Maschenweite von 32–400) und einem Stück eines Siebmateriales 3056 mit grober Maschenweite (z.B., jedoch nicht beschränkt auf eine Maschenweite zwischen 1 und 30, wobei dieses Stück hergestellt werden kann aus Materialien entsprechend dem Stück 3052). Es liegt im Bereich dieser Erfindung, eine zusätzliche Lage aus Siebmaterial entsprechend den Stücken 3052, 3054, 3056 vorzusehen, und diese auf die Oberseite der anderen vorhandenen Stücke aufzulegen. Es liegt innerhalb des Rahmens dieser Erfindung, jedes der einzelnen Stücke 3052, 3054 oder 3056 fortzulassen. Die geraden Seitenflächen der Klebstoffmuster 3058 können ebenfalls fortgelassen werden.
  • Optional kann ein Klebermuster, z.B. nach Art des Klebermusters 3058 auf das Stück aus Siebmaterial 3052 aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein solches Klebermuster auf das Stück 3054 und/oder das Stück 3056 aufgebracht werden. Für dieses Klebermuster kann ein Kleber (oder jeder geeignete Kunststoff, ein elastischer Klebstoff oder ein Schmelzmaterial) in jedem beliebigen Muster oder einer beliebigen Konfiguration verwendet werden. Bei gewissen Ausführungsformen wird ein Klebstoffmuster über im Wesentlichen die gesamte Fläche des Stückes oder der Stücke aus Siebmaterial aufgebracht, wobei gemäß einer Ausführung es vorgesehen wird, dass dieses Muster mit dem Nahtmuster zusammenfällt, sodass es a. während der Behandlung oder dem Betrieb ein Reißen des Siebmateriales zwischen Stichen und/oder Löchern durch eine Nähnadel verhindert; b. den Bereich um das Nahtmaterial versiegelt etc.; und/oder c. der Kleber Löcher „heilt", die durch eine Nähnadel, die durch den Kleber hindurchgeht, wenn die Nadel zurückgezogen wird, hervorgerufen werden – d.h., der Kleber um ein Loch tendiert dazu, sich zurück in das Loch zu ziehen und dadurch die Größe des Loches zu reduzieren oder es im Wesentlichen vollständig zu verschließen. Kleber und Materialien, die verwendet werden können, schließen alle bekannten Materialien ein, alle oben erläuterten Materialien und PUR-Kleber, Polyethylen, Gummi, Nylon, Plastik, Polyuhrethan, Silikon, andere geeignete Klebstoffe und Epoxidharze. Optional kann ein Stück aus festem Plastik entsprechend dem Nahtmuster, mit oder ohne Perforationen auf seiner Oberfläche, anstelle oder zusätzlich zu einem Klebermuster verwendet werden.
  • Jeder Kleber, Epoxidharz oder andere Klebstoffe können verwendet werden, allein um das Reißen zu vermeiden; oder es kann bei einigen Ausführungen so aufgebracht werden, dass er ebenfalls Sieblagen zusammen und/oder mit einer unteren Platte, einem Rahmen oder einer Stützfläche verbindet. Ebenso kann ein festes Plastikstück mit Perforationen aufgeschmolzen werden, wobei die Perforationen auch nach der Herstellung des Stückes ausgeführt werden können.
  • Optional können Streifen 3063 aus Siebmaterial längs Rändern des Stückes 3052 (und/oder längs Rändern wie jedes der anderen Stücke 3054, 3056) zu einem weiter unten detailliert beschriebenen Zweck aufgebracht werden. Die Streifen 3063 sind ebenfalls auf dem Stück 3052 dargestellt.
  • Die kombinierte Struktur 3050 (mit den Stücken 3052, 3054, 3056) wird miteinander verklebt oder verbunden bzw. in einer Art zusammengenäht, wie sie hier beschrieben wurde, wobei jedes hier beschriebene Stich- oder Nahtmuster verwendet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform folgt das Stichmuster dem Klebermuster 3058, wobei die Nadel oder die Nadeln den Kleber durchstoßen. Eine solche Struktur ist, ohne weitere Behandlung, im Wesentlichen eben und kann in einer im Wesentlichen flachen oder ebenen Siebanordnung verwendet werden. Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, lediglich die Stücke 3052, 3054 oder 3056 zusammenzunähen und die anderen Stücke mit diesen zu verkleben oder anderweitig zu verbinden.
  • Gemäß einer Ausführung ist optional die Struktur 3050 gekerbt, mit Kerben 3059 längs ihren Rändern, und ist auch gewellt. Vor dem Wellen können ein oder mehrere Streifen aus Epoxid oder Plastik 3067 auf die Struktur aufgebracht werden, um ihr zusätzliche Festigkeit und Steifheit zu geben. Alternativ oder zusätzlich zu diesen Streifen können zusätzliche Linien aus Nahtstichen verwendet werden. Die Enden 3064 der Rippen 3066 der gewellten Struktur sind entweder eingesteckt, mit Material (perforiert oder nicht perforiert, fest oder Maschenlagen oder Siebmaterial) bedeckt oder es sind, wie dargestellt, Enden 3068 aus Siebmaterial vorgesehen. Alternativ können ein zusätzlicher Streifen oder zusätzliche Streifen aus Siebmaterial, Maschenmaterial oder einer Kombination dieser beiden (wie oben beschrieben) hinzugefügt werden (z.B., jedoch nicht beschränkt, zu den Streifen 3063), wobei die Abdeckungen der Rippenenden aus diesen Streifen gebildet werden. Gemäß einem Aspekt sind die ausgeformten Enden Enden und/oder kugelförmige Enden, wie sie in der PCT-Veröffentlichung WO 01/19492 (US-Anmeldung-Nr. 09/634,610, angemeldet am 8.5.00) des gleichen Inhabers beschrieben sind. Jedes Sieb oder jede Siebanordnung gemäß der PCT-Veröffentlichung WO 01/19492 (US-Anmeldung-Nr. 09/634,610) kann Lagen haben, die miteinander durch Nähen, wie hier beschrieben, verbunden sind.
  • Die resultierende Struktur 3060 kann gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem unteren Stützelement 3070 aus Maschenmaterial [z.B. aus Stahl, Draht, Verbundwerkstoff oder einem anderen geeigneten Material (Zink, Blech, Bronze, Aluminium oder einer Verbindung hieraus oder einer Kombination hieraus) oder einem Metall mit einer Maschenweite zwischen eins und zehn, beispielhaft vier] oder mit einer unteren Stützplatte oder mehreren Stützstreifen kombiniert werden. Für das Teil 3070 kann eine obere Drahtabdeckung verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Siebanordnung 3080 (gleich der Struktur 3060) mit der Struktur 3060 auf ein Element 3070 montiert, sodass eine Siebanordnung 3090 erzeugt wird (entsprechend den Siebanordnungen, die in der PCT-Veröffentlichung WO 01/19492 (US-Anmeldung-Nr. 09/634,610, angemeldet am 8.5.00)). Das Element 3070 kann mit den anderen Teilen durch Nähen (wie hier beschrieben) verbunden werden; durch Schweißen,; mit Befestigungselementen; und/oder mit einem Kleber oder Epoxid.
  • Eine Version 3094 der Siebanordnung 3090 hat seitliche Hakenleisten 3091, um die Siebanordnung mit einer Vibrationstrennvorrichtung zur Trennung von Flüssigkeit und Feststoffen und/oder Feststoffen und Feststoffen, z.B., jedoch nicht beschränkt, mit einem Schlammschüttelsieb zu verbinden, um ein Bohrfluid oder ein Bohrschlamm mit Bohrfeststoffen, Bohrmehl und/oder darin enthaltenen Abfällen zu behandeln. Eine Version 3092 einer Siebanordnung 3090 umfasst einen Rahmen mit Seiten 3095, 3096, 3097 und 3098. Optional können quer angeordnete Stützelemente 3099 in dem Rahmen enthalten sein.
  • 26 zeigt eine Siebanordnung 3100, die der Siebanordnung gemäß 9 gleicht (gleiche Bezugszahlen zeigen gleiche Teile an). Anstatt die Siebanordnung gemäß 9 mit Fäden und Stichen zu verbinden, weist die Siebanordnung 3100 in Linien angeordnete Klammern (oder Nieten) 3102, 3104 sowie 3106, 3108 auf.
  • Bei gewissen Ausführungsformen wird der Faden etc., der für dreidimensionale Siebe und Siebanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einem solchen Muster und an solchen Orten angelegt, dass eine herausragende Reihe von Fadenteilen erzeugt werden, die von den Rippen eines Siebes herausragen. Wenn eine solche Rippe 3130 von der Seite gesehen wird, wie in 27 dargestellt, leiten die Fadenbereiche 3132 Feststoffe, die generell in Richtung der Pfeile in 27 fließen, die Rippe hinauf oder herab. Dies erhöht die Weglänge dieser Feststoffe von einem Ende des Siebes zu dem anderen (sie strömen nicht in einer geraden Linie über das Sieb), wodurch sie längere Zeit auf der Sieboberfläche verbleiben und Flüssigkeiten mehr Zeit haben, die Feststoffe abzugeben und durch das Sieb zu leiten.
  • Jede oben beschriebene Rampenbasis oder jeder Rampenbereich, der mit einem Sieb, einer Maschenlage oder Lagen aus Maschenmaterial verbunden ist, kann durch Nähen (oder Klammern), wie oben beschrieben, verbunden werden; zusätzlich zu dem vorher beschriebenen Verbindungs- oder Befestigungsverfahren kann ein Vernähen (oder ein Verklammern), wie oben beschrieben, ebenfalls verwendet werden.
  • In 25 ist eine Siebanordnung 3150 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die eine Lage aus Siebmaterial 3152 oberhalb einer Reihe von Stützstreifen 3154 aufweist. Seitliche Hakenleisten 3156 sind für eine Montage der Siebanordnung vorgesehen. Alternativ kann ein Rahmen oder eine perforierte Platte verwendet werden (auch wenn keine technischen Äquivalente zu einer Reihe von Stützstreifen vorliegen und sie kein technisches Äquivalent eines Siebes mit zusammengenähten Lagen ist und auch kein technisches Äquivalent zu einer unteren stützenden groben Maschenlage). Das Siebmaterial 3152 kann ein Material sein wie: jedes Siebmaterial oder Maschenmaterial, das hier beschrieben wurde, oder jede Kombination aus hier beschriebenen Lagen oder jede geeignete Lage oder Lagen aus Siebmaterial.
  • Ein Element 3160 aus Siebmaterial ist mit dem Siebmaterial 3152 durch Nähstiche 3161 verbunden. Ein festes Teil des Materials 3162 ist mit dem Siebmaterial 3152 durch Stiche 3163, 3165 verbunden. Ein perforiertes Materialstück 3164 mit mehreren Perforationen 3166 wird mit dem Siebmaterial 3152 vernäht. Jedes Element oder beide Elemente 3160, 3162, 3164 können fortgelassen werden. Stiche 3168, mit denen das Teil 3164 vernäht sind, von einer gewissen Menge eines Klebers 3170 umgeben, der sich um die Stichlöcher durch das Teil 3164 erstreckt und um Bereiche der Stiche durch das Siebmaterial 3152.
  • Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, mehrere Elemente wie das Element 3160 vorzusehen (zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Elemente), die auf dem Siebmaterial 3152 mit Abstand voneinander angeordnet sind. In ähnlicher Weise können mehrere Elemente 3162 und/oder 3164 in beliebiger Position oder gewünschter Kombination mit oder ohne den Elementen 3160 vorhanden sein. Bei bestimmten Ausführungen können ein Element oder mehrere Elemente 3160, 3162 und/oder 3164 an Orten von relativ hohen oder exzessiven Belastungen des Siebes eng verbunden werden. Jedes solches Element oder solche Elemente können bei jedem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Sieb verwendet werden, entweder auf der Oberseite oder auf der Unterseite (oder auf beiden Seiten) des Siebmaterials.
  • Die 28A und 28B zeigen eine Siebanordnung 3200 gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Lage 3202 aus grobem Maschenmaterial und seitlichen Hakenleisten 3205 aufweist. Auf die grobe Maschenlage 3202 sind zwei versetzt angeordnete Reihen aus Rippen/Tälern 3204, 3206 genäht.
  • Das Nahtmaterial 3210 wird in einem gewünschten Muster über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Siebanordnung vorgesehen (wie von oben entsprechend 28A gesehen).
  • Ein mittlerer Bereich oder ein Streifen 3212 der Siebanordnung 3200 weist eine Lage 3214 aus feinem Maschenmaterial (z.B., jedoch nicht beschränkt, auf eine Maschenweite von 200) auf einer Lage aus weniger feinem Maschenmaterial auf (z.B., jedoch nicht beschränkt, auf eine Maschenweite 19, was nicht dargestellt ist). Diese beiden Lagen erstrecken sich über eine Länge 3216. Ein ähnlicher Streifen (wie der Streifen 3212) wird an jedem Ende 3218, 3219 der Siebanordnung 3200 zwischen den Rippen/Tal-Bereichen und der groben Lage 3202 verwendet.
  • Das Nahtmaterial 3210 kann lediglich in ausgewählten Bereichen der Siebanordnung verwendet werden, anstatt es über im Wesentlichen die gesamte Fläche zu verteilen. Ein Kleber oder ein anderes Material kann in dem gleichen Muster wie das Nahtmuster verwendet werden, um die Nahtlöcher oder den Bereich um die äußere Oberfläche des Nahtmateriales abzuschließen und/oder zu „heilen" oder zu versiegeln. Gemäß einer Ausführung ist das Nahtmaterial ein KEVLAR-Faden mit einem Durchmesser zwischen 1,6 mm (0,063'') und 1,1 mm (0,045''). Ebenso können Fäden mit kreisförmigem, ovalem oder elliptischem Querschnitt verwendet werden. Für jedes hier beschriebene Sieb oder jede Siebanordnung kann das Nahtmaterial ein beliebiges Fadenmaterial sein, einschließlich jedoch nicht beschränkt, auf Feuchtigkeit resistente oder Feuchtigkeit absorbierende Fäden, oder es kann jeder beliebige Draht mit kreisförmigem, ovalem oder elliptischem Querschnitt sein. Anstatt die Enden der Pieks und Täler an den Endgrenzen der Siebanordnung, wie in 28A gezeigt, anzuordnen, können diese Bereiche gemäß einer anderen Ausführung mit Abstand von den Enden angeordnet werden. Gemäß einer weiteren Ausführung einer solchen Siebanordnung können die Enden der Pieks und Täler einstückig aus Siebmaterial gebildet werden, das aus einer anfänglich relativ flachen Lage oder mehreren Lagen herausgestoßen wird, sodass keine offenen Enden vorliegen, die abgeschlossen oder abgedichtet werden müssen (wie z.B. die offenen Enden der Siebanordnungen gemäß den US-Patenten 5,417,793; 5,417,858; 5,417,859).
  • Bei einer speziellen Ausführung des Siebes 3200 werden die Rippen/Tal-Bereiche 3204, 3206 aus mehrlagigen Elementen aus Siebmaterial gebildet, die mit Rippen mit einstückigen kugelförmigen Enden zusammengenäht sind, die aus dem Siebmaterial herausgestoßen wurden. Die Rippen/Tal-Bereiche 3204, 3206 werden dann auf den Streifen 3212 und dem Endstreifen (ähnlich dem Streifen 3212) platziert und damit vernäht. Die resultierende Struktur wird dann mit der Lage 3202 vernäht. Alternativ kann die vernähte Struktur mit der groben Lage durch einen Kleber oder Epoxid verbunden werden – es können auch beide Verfahren an einer einzelnen Siebanordnung verwendet werden.
  • Wenn bei einem Sieb gemäß der vorliegenden Erfindung Nahtmaterial anstatt eines Klebers, Epoxids oder Kunststoffes verwendet wird und der Oberflächenanteil der verwendeten Fäden, der dem zu behandelnden Material zugewandt ist, kleiner ist als der Anteil des Klebers, des Epoxidharzes oder Kunststoffes, dann ist mehr offene Fläche des Siebmateriales zum Aussieben des zu behandelnden Materiales vorhanden. Ebenso ist bei einem solchen Sieb gemäß der vorliegenden Erfindung eine größere relative Bewegung zwischen den Lagen vorhanden, was ein Verstopfen oder Verklumpen des Siebes reduziert. Gewisse Additive in dem Bohrschlamm lagern sich an Plastikmaterial an einem Sieb an und behindern die Förderung von Feststoffen – was reduziert wird, indem kein Nahtmaterial aus Kunststoff bei gewissen Sieben gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung können Siebe mit unterschiedlichen Fäden oder anderem Nahtmaterial in Antwort auf Wechsel bei den Betriebsbedingungen, so z.B. Temperaturänderungen, Fluidänderungen oder chemischen Änderungen schnell ausgetauscht werden. Zusätzlich zu dem Vernähen der Streifenstücke 3212 mit den Endstreifen können diese Stücke auch mit Epoxid 3213 miteinander verbunden werden. Die Enden der Rippen/Tal-Bereiche 3204, 3206 können (wenn anfänglich offene Enden vorliegen) in jeder bekannten Art mit Pfropfen, Siebmaterial etc. abgeschlossen werden. Bei gewissen Ausführungen kann dieses mit Siebmaterial mit einer Maschengröße entsprechend derjenigen der Rippen/Tal-Bereiche erfolgen. Nahtmaterial, Nieten und Klammern sind untereinander keine Äquivalente. Jede hier beschriebene Rampe kann mit einem unteren Stützelement oder einer unteren Lage durch jedes hier beschriebene Nähverfahren verbunden werden. Jedes Ende eines hier beschriebenen Siebes, das anfänglich offen ist, kann durch ein über das offene Ende gelegtes Verbindungsmaterial durch jedes hier beschriebene Nähverfahren abgeschlossen und/oder abgedichtet werden.

Claims (22)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Siebanordnung für eine Vibrationstrennvorrichtung, wobei zumindest zwei dünne Lagen aus feinem Siebmaterial (83, 84, 111, 112) mit einem Nahtmaterial (83a) zusammengenäht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial (83, 84) in einer Einrichtung mit einer beheizten Platte platziert werden, wobei eine grobe Maschenlage (82, 113) anliegend an den zumindest zwei Lagen aus Siebmaterial auf der beheizten Platte platziert wird, anliegend an der groben Maschenlage eine Stützlage (80, 114) mit einem darauf aufgebrachten wärmeaktivierten Material zum Verbinden der Stützlage mit der groben Machenlage platziert wird, wobei die grobe Maschenlage, die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial (83, 84) und die Stützlage (80) aufgeheizt werden, um die Stützlage mit der groben Maschenlage (82, 113) und die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial (83, 84) mit der groben Maschenlage zu verbinden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der Schritt vorgesehen ist, die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial vorzuheizen, bevor sie auf der Heizeinrichtung platziert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial für etwa dreißig bis sechzig Sekunden vorgeheizt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial aus einer Vielzahl von miteinander verwebten Drähten bestehen und wobei das Vorheizen ausreichend ist, um eine Verlängerung der Drähte der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial zu bewirken.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner der Schritt vorgesehen ist, einen Kleber auf die grobe Maschenlage aufzubringen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kleber in zumindest einer Linie auf die grobe Maschenlage aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Linie aus zumindest zwei voneinander getrennten Linien besteht.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die zumindest eine Linie in Längsrichtung auf die grobe Maschenlage aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die zumindest eine Linie in einer Menge aufgebracht wird, die ausreichend ist, eine Barriere für eine Wanderung von Feststoffen zwischen der groben Maschenlage und einer unteren Lage der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial zu bewirken, wobei die untere Lage an der groben Maschenlage anliegt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die grobe Maschenlage eine Maschenweite zwischen 15 und 25 aufweist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial eine erste Lage und eine zweite Lage mit feiner Maschenweite aufweisen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Lage eine Maschenweite zwischen 30 und 200 und die zweite Lage eine Maschenweite zwischen 50 und 300 aufweist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützlage ein Rahmen ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durch Wärme aktivierte Material ein Expoxy-Kleber ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14. wobei nach der Verbindung der groben Maschenlage mit der Stützlage das Aushärten des Epoxy-Klebers beschleunigt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das durch Wärme aktivierte Material ein Heißschmelzkleber ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Aushärten des Heißschmelzklebers durch Feuchtigkeit erleichtert wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial miteinander verwebte Drähte aufweist, die grobe Maschenlage miteinander verwebte Drähte aufweist und die Drähte der groben Maschenlage einen Durchmesser aufweisen, der zumindest dem dreifachen Durchmesser der Drähte der zumindest zwei Lagen aus feinem Siebmaterial entspricht.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aufheizende grobe Maschenlage, die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit einer beheizten Platte zwischen 10 Minuten und 18 Minuten aufgeheizt werden.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aufheizende grobe Maschenlage, die zumindest zwei zusammengenähte Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit einer beheizten Platte bei 232°C (450°F) aufgeheizt werden.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das durch Wärme aktivierte Material aushärtbar ist und wobei die grobe Maschenlage, die zumindest zwei zusammengenähten Lagen aus feinem Siebmaterial und die Stützlage in der Einrichtung mit der beheizten Platte aufgeheizt werden, bis das durch Wärme aktivierte Material ausgehärtet ist.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung mit der beheizten Platte ein Bett und ein oberes Heizelement aufweist.
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