DE60313011T2

DE60313011T2 - Sieb aus drahtgewebe

Info

Publication number: DE60313011T2
Application number: DE60313011T
Authority: DE
Inventors: Graham Alexander Robertson
Original assignee: United Wire Ltd
Current assignee: Schlumberger UK Holdings Ltd
Priority date: 2002-11-02
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: GB0225619D0; GB2395145B; GB0324385D0; DE60313011D1; EP1556151B1; WO2004041406A1; NO20051464L; US20050227556A1; ATE358517T1; AU2003274339A1; EP1556151A1; CA2497153A1; NO333521B1; EA200500761A1; EA006589B1; GB2395145A; MXPA05002927A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Siebe aus Drahtgeweben zum Filtrieren von Flüssigkeiten aus einem Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten, insbesondere, aber nicht ausschließlich, Bohrschlamm. Typischerweise befinden sich solche Siebe in einem Vibrationsschüttler, um die Trennung der Bestandteile des Schlamms zu unterstützen und zu bewirken, dass die Feststoffe auf dem Drahtgewebe des Siebs bleiben, um dann zu einem Ende desselben zur Entladung und zur Sammlung zu wandern.
Hintergrund
Verschiedene Filtersiebkonfigurationen sind in US-A-5958236, US-A-6454099, US-A-5221008, EP-A-0169698 und GB-A-2308315 offenbart.
GB-A-2322590 beschreibt ein Filtersieb, das zwei Schichten aus Drahtgewebe hat, die übereinander passen und miteinander verbunden sind. Das untere Drahtgewebe ist gröbermaschig als das obere Drahtgewebe und die Spannung in den Drähten, die das obere Drahtgewebe bilden, ist geringer als die Spannung in den Drähten, die das untere Drahtgewebe bilden.
Bestimmte Strata produzieren relativ große hochschmirgelnde Partikel, wenn sie gebohrt werden, und es wurde festgestellt, dass Siebe bei Verwendung frühzeitig versagen, wenn durch ein solches Material gebohrt wird. Anstelle eines Siebs, das für mehrere Tage hält, bevor der Abrieb das Drahtgewebe reißen lässt, trat so ein Versagen innerhalb weniger Stunden auf.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Aufbaus eines Siebs aus Drahtgewebe, der dieses Problem überwindet.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem Sieb aus Drahtgewebe, in dem wenigstens ein feinmaschiges Gewebe über einem gröbermaschigen Trägergewebe liegt, ein zusätzliches gröbermaschiges Gewebe über dem feinmaschigen Gewebe befestigt, dessen Maschen- und Drahtgröße wenigstens so gewählt sind, dass im Allgemeinen verhindert wird, dass relativ große Scheuerpartikel mit dem feinmaschigen Gewebe in Kontakt kommen, wobei die Spannung in dem zusätzlichen gröbermaschigen Gewebe größer als die im feinmaschigen Gewebe (in feinmaschigen Geweben) ist.
Wenn es drei oder mehr Gewebe gibt, können unterschiedliche Spannungen in jedem der Gewebe vorliegen. Allerdings ist einzusehen, dass die Erfindung nicht auf Anordnungen beschränkt ist, in denen jedes Gewebe eine von dem anderen (den anderen) unterschiedliche Spannung hat, und die Gewebe (oder einige von ihnen) können dieselbe Spannung haben, wenn es zweckdienlich ist.
Die Spannung des genannten zusätzlichen Gewebes kann seine Leistungsfähigkeit beeinträchtigen, und die Spannung in den Maschen dieses zusätzlichen Gewebes ist so gewählt, dass es seine Schutzfunktion ausüben wird und die Vibration des feinmaschigen Gewebes (oder Gewebe) darunter nicht nachteilig beeinflussen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spannung in dem zusätzlichen gröbermaschigen Gewebe etwa zweimal so hoch wie die Spannung in dem feinmaschigen Gewebe (in den feinmaschigen Geweben).
Vorzugsweise liegen zwei feinmaschige Gewebe über dem Trägergewebe, so dass ein feinmaschiges Gewebe zwischen dem oberen feinmaschigen Gewebe und dem Trägergewebe liegt und die Maschenweite des Gewebes, das so sandwichartig zwischengelegt ist, der Maschenweite des genannten oberen Gewebes sehr nahe kommt, und bei Verwendung eine Freilegung des oberen Gewebes infolge einer relativen Vibrationsbewegung zwischen ihm und dem unteren feinmaschigen Gewebe unterstützt, und das zusätzliche gröbermaschige Gewebe über dem feinmaschigen Gewebe liegt.
Die Maschenweite des zusätzlichen Gewebes muss sorgfältig gewählt werden, da, wenn die Maschenöffnungen zu groß sind, entsprechend große scharfe Partikel des obere Gewebe darunter erreichen und es schädigen können. Wenn die Öffnungen in dem zusätzlichen Gewebe zu groß sind, kann das zusätzliche Gewebe in ähnlicher Weise eine stetige Wanderung von abgetrennten Feststoffen über das Sieb in Verwendung ermöglichen, was inter alia in einer lokalen Überbeladung und einem Versagen resultiert.
Es kann vorteilhaft sein, dass das zusätzliche Gewebe rechteckige Maschenöffnungen hat, so dass die Öffnungen in dem Webmuster in einer Richtung doppelt so lang sind wie in der anderen. Im Allgemeinen sollten die größeren Abmessungen der Öffnungen in dem Webmuster parallel zu der Richtung laufen, in der bei Verwendung abgetrennte Feststoffe über die Oberfläche des Siebs, das in Verwendung ist, wandern.
Typischerweise sind die Gewebe über einen starren Rahmen gestreckt und an diesem befestigt, und im Allgemeinen sind solche Rahmen rechteckig (obgleich anders geformte Rahmen verwendet werden können). Ein Sieb mit einem rechteckigen Rahmen wird als rechteckiges Sieb bezeichnet, und im Allgemeinen werden rechteckige Siebe normalerweise so betrieben, dass die längere Abmessung des Siebs parallel zu der Richtung ist, in der die abgetrennten Feststoffe über das Sieb wandern. Daher gilt als allgemeine Regel, dass, wenn das Sieb einen allgemein rechteckigen Rahmen umfasst, an dem die Gewebe befestigt sind, wird das zusätzliche Gewebe so an den Siebrahmen angepasst wird, dass die längeren Dimensionen der Öffnungen in dem Webmuster parallel zu den längeren Kanten des Rahmens sind.
Wenn ein Siebrahmen zum Beispiel ein Quadrat ist, und die Gewebe rechteckige Öffnungen haben, werden die Gewebe vorzugsweise so an den Rahmen angepasst, dass die größeren Abmessungen der Maschenöffnungen parallel zu einem Rand des Rahmens sind, und der letztgenannte wird so in einen Schüttler montiert, dass die Richtung der Feststoffwanderung über das Sieb bei Verwendung parallel zu der einen Kante des Rahmens ist.
Beispiele für verbesserte Siebe
In einem bevorzugten Sieb mit einem einzelnen feinmaschigen Gewebe können die drei Gewebe wie folgt sein:

Trägergewebe: 30# × 0,280 mm Durchmesser S/S-Draht

Feinmaschiges Gewebe: 180# × 0,030 mm Durchmesser S/S-Draht

Zusätzliches Deckgewebe: 30# × 60# × 0,160 mm Durchmesser S/S-Draht.

In einem anderen bevorzugten Sieb, das zwei feinmaschige Gewebe hat, können die vier Gewebe wie folgt sein:

Trägergewebe:	30# × 0,280 mm Durchmesser S/S-Draht
Oberes feinmaschiges Gewebe:	180# × 0,030 mm Durchmesser S/S-Draht
Unteres feinmaschiges Gewebe:	160# × 0,036 mm Durchmesser S/S-Draht
Zusätzliches Deckgewebe:	30# × 60# × 0,160 mm Durchmesser S/S-Draht.

Spannungen in den Drahtgeweben werden normalerweise unter Verwendung pneumatisch betriebener Kolben, die auf Klemmen wirken, die die Ränder der Gewebe greifen, erreicht. Wenn (wie es üblich ist) alle Kolben dieselbe Größe haben, werden die Spannungen, die den Geweben verliehen werden, proportional zu dem Luftdruck sein, der auf die Kolben angewendet wird, die auf verschiedene Gewebe wirken.
Im Fall eines Siebs aus drei Geweben können die Drücke, die auf die drei Kolbensätze angelegt werden, in den folgenden Verhältnissen sein:
Im Fall eines Siebs mit vier Geweben können die Drücke, die auf die verschiedenen Kolbensätze aufgebracht werden, in den folgenden Verhältnissen sein:
Wenn die zwei feinmaschigen Gewebe dieselbe Spannung haben sollen (wie in diesem letzten Beispiel), können sie zusammen unter Verwendung desselben Satzes aus Klemmen und Kolben gespannt werden.
Wenn allerdings die Spannung eines feinmaschigen Gewebes sich von den in dem anderen feinmaschigen Gewebe unterscheiden soll, dann wird ein weiterer Satz aus Kolben und Klemmen benötigt, damit jedes Gewebe unabhängig von dem anderen gedehnt werden kann.
Ein Sieb, der erfindungsgemäß aufgebaut ist, hat sich als haltbarer als Siebe erwiesen, die das zusätzliche Gewebe nicht haben, wenn Bohrschlamm, der aus einem Meeresbett-Bohrvorgang gewonnen wird, wenn das Bohren durch Strata unter der Meeresoberfläche, die aus Utsira-Sand bestehen, gewonnen wird, gesiebt wird.
Die Erfindung basiert auch auf einem Verfahren zur Herstellung eines Siebs aus Drahtgewebe, der in hohem Maße scheuernde bzw. schmirgelnde große Partikel aufhalten wird, wie sie zum Beispiel beim Bohren durch Utsira-Sand erhalten werden, wobei der Trägerrahmen in einer Aufspannvorrichtung lokalisiert ist, ein grobes Trägergewebe über den Rahmen gedehnt wird und zwischen Spannbacken entlang aller vier Ränder gesichert wird und dann durch Bewegen aller Klemmen durch pneumatische Kolben relativ nach außen, in ähnlicher Weise denen eines feinmaschigen Drahtgewebes über das erste Gewebe und gleichzeitig Spannen desselben mit Hilfe eines zweiten Satzes an Klemmen und Kolben, in ähnlicher Weise denen eines zusätzlichen grobmaschigen Gewebes über das feinmaschige Gewebe und Spannen desselben mit Hilfe eines dritten Satzes an Klemmen und Kolben, danach Sichern der Gewebe an dem Stützrahmen unter Druck, Entspannen des Drucks, Öffnen der Spannbacken, Trennen von überflüssigem Drahtgewebe zurück zum Rahmen und Entfernen des fertigen Siebs von der Aufspannvorrichtung.
Wenn zwei feinmaschige Gewebe erforderlich sind, kann das zweite feinmaschige Gewebe über das erste feinmaschige Gewebe gelegt werden, bevor das grobe Gewebe aufge bracht wird. Beide feinmaschigen Gewebe können mit demselben Satz an Klemmen und Kolben geklemmt werden, oder es kann ein weiterer Satz an Klemmen und Kolben zum Spannen des zweiten feinmaschigen Gewebes bereitgestellt werden. Wenn nur ein Satz von Spannbacken für die zwei feinmaschigen Gewebe bereitgestellt wird, werden die zwei Gewebe dieselbe Spannung haben, wenn aber ein getrennter Satz an Spannbacken und Kolben bereitgestellt wird, kann die Spannung in dem zweiten feinmaschigen Gewebe sich von der in dem ersten feinmaschigen Gewebe unterscheiden.
Wenn ein Gleiten bemerkt wird, wo zwei feinmaschige Gewebe in demselben Satz von Spannbacken geklemmt sind, kann das Verfahren den Schritt des Einsetzens eines Streifens aus gröbermaschigem Gewebe zwischen die zwei Schichten lokal zwischen den zwei Klemmbacken einschließen, um ein Greifen der zwei feinmaschigen Schichten zwischen den Spannbacken zu fördern.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei die einzige Figur, 1, eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab zeigt, wobei ein kleiner Teil eines feinmaschigen Gewebes 10 von einem grobmaschigen Gewebe 12 überlagert ist. Die Maschenweite von 12 ist so, dass im Allgemeinen verhindert wird, dass relativ große Abriebpartikel mit dem feinmaschigen Gewebe 10 in Kontakt kommen. In der Zeichnung wurde ein Trägergewebe (das unter dem feinmaschigen Gewebe liegen würde) aus Klarheitsgründen weggelassen.
Alle Gewebe sind in einer per se bekannten Art in ihrer Position an einem relativ starren Rahmen (nicht gezeigt) durch Binden an ein thermoplastisches Material, aus welchem das Sieb konstruiert ist oder welches ein Metall oder einen anderen inneren Kern bedeckt, gebunden, um so ein Sieb zur Verwendung in einer Siebmaschine, zum Beispiel eine Schieferschüttelapparatur, zu bilden, das zum Abtrennen von Feststoffen aus Bohrschlamm verwendet wird, der aus einem Loch während Öl- oder Gas-Feldbohrarbeiten gewonnen wird, verwendet wird.
Ein Beispiel für ein solches Sieb und einen Rahmen und seine Herstellungsart ist in der GB-Patent-Beschreibung Nr. 2 322 590 und in der gleichzeitig anhängigen GB-Patentanmeldung Nr. 0226338.2 (veröffentlicht als GB-A-2388558) dargestellt und beschrieben.

Claims

Sieb aus Drahtgewebe, in dem wenigstens ein feinmaschiges Gewebe über einem gröbermaschigen Trägergewebe liegt und ein zusätzliches gröbermaschiges Gewebe über dem feinmaschigen Gewebe befestigt ist, dessen Maschen- und Drahtgröße wenigstens so gewählt sind, dass im Allgemeinen verhindert wird, dass relativ große Scheuerpartikel mit dem feinmaschigen Gewebe in Kontakt kommen, wobei die Spannung in dem zusätzlichen gröbermaschigen Gewebe größer als die im feinmaschigen Gewebe (in feinmaschigen Geweben) ist.
Sieb nach Anspruch 1, wobei eine unterschiedliche Spannung in den Drähten, die jedes der Gewebe bilden, vorliegt.
Sieb nach Anspruch 1, wobei die Spannung in dem zusätzlichen gröbermaschigen Gewebe annähernd das Zweifache der Spannung in dem feinmaschigen Gewebe (den feinmaschigen Geweben) ist.
Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwei feinmaschige Gewebe über dem Trägergewebe liegen, so dass ein feinmaschiges Gewebe zwischen dem oberen feinmaschigen Gewebe und dem Trägergewebe liegt und die Maschenweite des Gewebes, das so sandwichartig zwischengelegt ist, der Maschenweite des genannten oberen feinmaschigen Gewebes sehr nahe kommt, und bei Verwendung eine Freilegung des oberen Gewebes infolge einer relativen Vibrationsbewegung zwischen ihm und dem unteren feinmaschigen Gewebe unterstützt, und das zusätzliche gröbermaschige Gewebe über dem oberen feinmaschigen Gewebe liegt.
Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zusätzliche Gewebe rechteckige Maschenöffnungen hat.
Sieb nach Anspruch 6, wobei die rechteckigen Maschenöffnungen im Webmuster in einer Richtung doppelt so lange sind wie in der anderen.
Sieb nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die längeren Abmessungen der Öffnungen in dem Webmuster parallel zu der Richtung laufen, in der bei Verwendung abgetrennte Feststoffe über die Oberfläche des Siebs wandern.
Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gewebe über einen starren Rahmen gedehnt sind und an diesen gebunden sind.
Sieb nach Anspruch 8, wobei der starre Rahmen rechteckig ist.
Sieb nach Anspruch 9, das bei Verwendung so angeordnet wird, dass die längere Abmessung des Siebs parallel zu der Richtung ist, in der die abgetrennten Feststoffe über das Sieb wandern.
Sieb nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das zusätzliche Gewebe so an den Rahmen angepasst ist, dass die längeren Abmessungen der Öffnungen im Webmuster parallel zu den längeren Rändern des Rahmens sind.
Sieb nach Anspruch 1, das ein einzelnes feinmaschiges Gewebe sandwichartig zwischen dem Trägergewebe und einem darüber liegenden zusätzlichen gröbermaschigen Gewebe hat, wobei das Trägergewebe 30 mesh × 0,280 mm Durchmesser-Edelstahldraht (stainless steel wire) ist, das feinmaschigere Gewebe 180 mesh × 0,030 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist, und das zusätzliche Deckgewebe 30 mesh × 60 mesh × 0,160 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist.
Sieb nach Anspruch 4, wobei das Trägergewebe 30 mesh × 0,280 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist, das obere feinmaschige Gewebe 180 mesh × 0,030 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist, das untere feinmaschige Gewebe 160 mesh × 0,036 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist, und das zusätzliche Deckgewebe 30 mesh × 60 mesh × 0,160 mm Durchmesser-Edelstahldraht ist.
Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wenn es angepasst ist und verwendet wird, um Bohrschlamm zu sieben, der aus einem Meeresbett-Bohrvorgang gewonnen wird, der durch die Unterwasserflöze (strata) vorgetrieben wird, die aus Utsira-Sand bestehen.
Verfahren zur Herstellung eines Siebs, wie es in einem vorangehenden Anspruch beansprucht wird, wobei die Gewebe der Reihe nach über einen starren Rahmen gelegt werden, an den sie gebunden werden, und die Spannung in den Drahtmaschengeweben erreicht wird, indem pneumatisch getriebene Kolben auf Klemmen wirken, die die Ränder der Gewebe greifen, wobei alle Kolben die gleiche Größe haben, und unterschiedliche Spannung auf die Gewebe übertragen werden, indem Luft mit unterschiedlichen Drücken zu den Kolben geführt wird, die auf die verschiedenen Gewebe wirken.
Verfahren nach Anspruch 15, wenn es zur Herstellung eines Siebs, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird, verwendet wird, indem die Drücke, die auf die drei Sätze von Kolben angewendet werden, in den folgenden Verhältnissen sind: Trägermaschen-Kolben 2,0, feinmaschiger Gewebe-Kolben 1,0, und zusätzlicher Deckgewebe-Kolben 1,9.
Verfahren nach Anspruch 15, wenn es zur Herstellung eines Siebs, wie es in Anspruch 4 beansprucht wird, verwendet wird, wobei die Drücke, die auf die Kolben angewendet werden, in den folgenden Verhältnissen sind: Trägergewebe-Kolben: 2,0, unterer feinmaschiger Gewebe-Kolben 1,0, oberer feinmaschiger Gewebe-Kolben 1,0, und zusätzlicher Deckgewebe-Kolben 1,9.
Verfahren zur Herstellung eines Siebs aus Drahtgewebe, in dem ein Stützrahmen in einer Aufspannvorrichtung lokalisiert ist, ein grobmaschiges Trägergewebe über den Rahmen gedehnt wird und zwischen Spannbacken entlang aller vier Ränder gesichert wird und dann durch Bewegen aller Klemmen durch pneumatische Kolben relativ nach außen, in ähnlicher Weise Dehnen eines feinmaschigen Drahtgewebes über das Trägergewebe und gleichzeitig Spannen desselben mit Hilfe eines zweiten Satzes an Klemmen und Kolben, in ähnlicher Weise Dehnen eines zusätzlichen grobmaschigen Gewebes über das feinmaschige Gewebe und Spannen desselben mit Hilfe eines dritten Satzes an Klemmen und Kolben, so dass die Spannung in dem zusätzlichen grobmaschigen Gewebe größer ist als die in dem feinmaschigen Drahtgewebe, danach Sichern der Gewebe an dem Stütz rahmen unter Druck, Entspannen des Drucks, Öffnen der Spannbacken, Trennen von überflüssigem Drahtgewebe zurück zum Rahmen und Entfernen des fertigen Siebs von der Aufspannvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein zweites feinmaschiges Gewebe über das erste feinmaschige Gewebe gelegt wird, bevor das grobe Deckgewebe aufgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 19, wobei die zwei feinmaschigen Gewebe unter Verwendung des Satzes von Klemmen und Kolben geklemmt werden.