EA013299B1 - Способ перемещения бурового шлама и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Устройство для избирательного хранения материала бурового шлама в процессе его перемещения, содержащее контейнер (2) высокого давления, имеющий первое отверстие (7) для прохождения материала бурового шлама в контейнер (2) и второе отверстие (9) для выхода материала бурового шлама из контейнера (2), перемещающее средство (21, 26), имеющее перемещающий элемент (21), расположенный в контейнере (2) и подвижный вблизи второго отверстия (9) для облегчения прохождения материала бурового шлама во второе отверстие.

Description

Настоящее изобретение касается способа перемещения бурового шлама и устройства для его осуществления и, в частности, но не исключительно, для перемещения влажного бурового шлама, произведенного при строительстве нефтяной или газовой скважины, или просушивания влажного бурового шлама до его перемещения на существенное расстояние и последующего перемещения сухого бурового шлама.

При бурении ствола скважины при строительстве нефтяной или газовой скважины буровое долото расположено на конце бурильной колонны и вращается для бурения ствола скважины. Буровую промывочную жидкость, известную как буровой раствор, накачивают сквозь бурильную колонну к буровому долоту для смазки бурового долота. Буровой раствор также используют для увлечения выбуренной породы, произведенной буровым долотом, и других твердых частиц к поверхности через кольцевое пространство, сформированное между бурильной колонной и стволом скважины. Буровой раствор содержит дорогие синтетические смазочные материалы на углеводородной основе, и поэтому нормальной практикой является извлечение и повторное использование применяемого бурового раствора, но это требует извлечения твердых частиц из бурового раствора. Этого достигают посредством обработки бурового раствора. Первая часть процесса состоит в отделении твердых частиц от бурового раствора, нагруженного твердыми частицами. Этого, по меньшей мере, частично достигают при помощи вибрационного сепаратора, такого как вибрационные сита для бурового раствора, описанные в патенте США № 5265730 и в публикациях νθ 96/33792 и 98/16328. Для дальнейшей очистки бурового раствора от твердой фазы может использоваться дополнительное технологическое оборудование, такое как центрифуги и гидроциклоны. Твердые частицы покрыты загрязнениями и остатками.

Результирующие твердые частицы, известные здесь как буровой шлам, обрабатывают для удаления, по существу, всех остатков и загрязнений из твердых частиц. Затем твердые частицы могут быть удалены в отходы в месте закапывания мусора или посредством сваливания в море в среде, из которой поступили твердые частицы. В альтернативном варианте осуществления изобретения твердые частицы могут использоваться как материал в строительной промышленности или находить другие промышленные варианты применения. Твердые частицы обычно обрабатывают на земле с использованием способов, описанных, например, в нашей одновременно рассматриваемой заявке РСТ, публикация νθ 03/062591. Это технологическое оборудование может быть расположено вблизи нефтяной или газовой вышки. В альтернативном варианте технологическое оборудование может быть расположено на земле на удалении от морской нефтяной платформы или на удалении от наземной установки. Таким образом, твердые частицы должны быть переправлены от выхода вибраторов, центрифуг и гидроциклонов к технологическому оборудованию для обработки твердых частиц. В некоторых известных системах маслянистый буровой шлам загружают в емкости, бадьи или короба для шлама, которые поднимают подъемным краном на судно обеспечения. В альтернативном варианте это может частично быть выполнено с использованием желоба, снабженного шнеком с приводом для передачи влажных твердых частиц в контейнеры для хранения отходов. Такая система описана в нашей одновременно рассматриваемой заявке РСТ, публикация νθ 03/021074. Буровой шлам, обработанный вибрационным ситом для бурового раствора, может содержать приблизительно 10-20 вес.% влаги (нефть, вода).

В настоящее время часто желательно и/или в законодательном порядке требуется транспортировать извлеченный буровой шлам к месту обработки на берегу для извлечения там, по существу, всей нефти и загрязнений, и, таким образом, буровой шлам может удаляться в отходы или использоваться экологически безопасным и благоприятным способом. Экологические ведомства во всем мире переходят к политике нулевого сброса с морских буровых установок. Непрерывное бурение на морской нефтяной платформе широко распространено, и буровой шлам хранят на платформе до тех пор, когда его можно будет транспортировать судами, известными как суда обеспечения, которые собирают маслянистый буровой шлам и перевозят его в другое место для дальнейшей обработки. Существует потребность в рациональном и эффективном хранении маслянистого бурового шлама на установке, а также потребность в рациональном и эффективном хранении выбуренной породы на судах обеспечения. Твердые частицы могут иметь жидкость, такую как вода, добавленную в них для формирования жидкого раствора. Жидкий раствор может накачиваться в суда, грузовики, бадьи или мешки, которые будут перемещены к месту обработки. В альтернативном варианте или дополнительно влажные твердые частицы из контейнеров для хранения отходов могут быть перемещены с использованием сжатого газа, как описано в публикации νθ 00/76889, по трубам.

Предшествующий уровень техники описывает различные способы транспортировки сухих твердых частиц с низкой плотностью раствора и с низкой плотностью частиц и прерывистую транспортировку с высокой плотностью раствора влажного материала с высокой плотностью частиц с использованием непрерывного положительного пневматического давления. Многие шламы низкой плотности, в типичном случае, имеют частицы, смешанные с воздухом с удельным весом меньше чем 1,0. Известны различные способы, в которых используют вакуумную транспортировку твердых частиц с высокой и низкой плотностью частиц.

Таким образом, за решение проблемы транспортировки, накопления и хранения материала с низкой плотностью раствора, высокой плотностью частиц и, в частности, но не исключительно, выбуренной по

- 1 013299 роды в месторождениях нефти или другой маслянистой/влажной пустой породы брались с использованием непрерывного положительного пневматического давления.

Документ АО 00/76889 описывает систему для транспортировки бурового шлама в форме несвободно текущей пасты, которая содержит контейнер высокого давления, имеющий коническую бункерную выпускающую часть, имеющую угол раствора конуса, достаточный для содействия потоку массы. Буровой шлам содержится на установке и судне обеспечения в контейнерах для хранения отходов, соответствующих по размерам нормам Международной организации по стандартизации, которые имеют коническую бункерную выпускную часть, в результате чего контейнеры для хранения отходов, соответствующие по размерам нормам Международной организации по стандартизации, могут разгружаться между установкой и судном и между судном и портом. Эти контейнеры стандарта Международной организации по стандартизации очень высоки и количество бурового шлама, находящегося в них, ограничено из-за нижней сходящейся части контейнеров.

Патент Германии № Е 4010676 описывает устройство для транспортировки отстоя сточных вод или бетона. Устройство содержит контейнер высокого давления, имеющий отверстие подачи, и винтовой конвейер, расположенный под ним. Лопасти действуют как мешалка и принудительно заполняют винтовой конвейер через отверстие в емкости высокого давления. Отстой сточных вод или бетон перемещается винтовым конвейером в сопло, в которое подают сжатый воздух для перемещения отстоя сточных вод или бетона по трубе непрерывным потоком.

Патент Великобритании № 2330600 описывает систему для транспортировки нефтяного бурового шлама от установки на берег. Система содержит этапы смешивания маслянистого бурового шлама с буровой грязью для формирования жидкого раствора, хранения жидкого раствора в сборных баках на установке и впоследствии накачивания жидкого раствора в сборные баки на судне для транспортировки на берег.

Документ АО 03/021074 описывает среди прочего устройство для транспортировки твердых отходов, которое содержит предшествующее по потоку средство подачи отходов, подающее средство для транспортировки отходов от средства подачи отходов к пневматическому транспортирующему средству, которое содержит трубу, по которой отходы перемещаются от подающего средства в последующий по потоку накопитель отходов, причем указанная труба связана по меньшей мере с одним датчиком засорения и электронным средством обработки данных для обработки выходных данных от датчика засорения.

Документ АО 82/03066 описывает способ разблокирования транспортирующих труб для измельченного материала, содержащий подачу воздуха в трубу в разнесенных друг от друга местоположениях для уменьшения длины отрезка блокирующего материала.

Настоящее изобретение создано для избирательного хранения бурового шлама, содержит контейнер высокого давления, способный выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 2 бар, и имеющий первое отверстие для введения материала бурового шлама в контейнер высокого давления и второе отверстие для выведения бурового шлама из контейнера высокого давления, трубопровод для перемещения бурового шлама посредством приложения к нему положительного давления воздуха, перемещающее средство, имеющее перемещающий элемент, расположенный в контейнере и подвижный вблизи второго отверстия для облегчения прохождения бурового шлама во второе отверстие для загрузки указанного трубопровода.

Предпочтительно устройство также содержит коробку для приема бурового шлама, проходящего через второе отверстие, причем коробка имеет выпускное отверстие для шлама для соединения с указанным трубопроводом. Коробка может представлять собой любое пространство, в которое может падать буровой шлам или в которое его перемещают при движении в транспортирующий трубопровод. Коробка может формировать часть транспортирующего трубопровода. Транспортирующий трубопровод может представлять собой жесткую трубу или гибкий шланг предпочтительно диаметром от 50 до 200 мм, более предпочтительно от 100 до 150 мм и наиболее предпочтительно диаметром около 125 мм.

Предпочтительно устройство также содержит впускное отверстие для сжатого газа для воздействия сжатым газом на буровой шлам для облегчения перемещения бурового шлама через указанное выпускное отверстие для бурового шлама.

Предпочтительно впускное отверстие для сжатого газа находится, по существу, на одной линии с выпускным отверстием для бурового шлама. Предпочтительно газ представляет собой воздух или инертный газ, такой как азот. Предпочтительно в контейнере расположено уравновешивающее впускное отверстие для сжатого воздуха для обеспечения уравновешивания давления для предотвращения вдувания бурового шлама назад из коробки в контейнер при выпуске. Предпочтительно уравновешивающее давление равно давлению в коробке, но уравновешивающее давление может быть немного меньшим или большим, чем давление в коробке.

Предпочтительно контейнер представляет собой контейнер высокого давления. Предпочтительно контейнер высокого давления испытан для выдерживания рабочего давления, составляющего по меньшей мере 4 бар и наиболее предпочтительно по меньшей мере 7 бар. Предпочтительно устройство также содержит вентиляционный клапан для предотвращения создания избыточного давления в контейнере.

Указанный трубопровод поддерживается, по существу, заполненным, благодаря чему облегчается

- 2 013299 получение постоянных темпов подачи или дозирования. В некоторых вариантах осуществления изобретения в транспортирующий трубопровод могут подаваться дозированные количества бурового шлама таким образом, чтобы транспортирующий трубопровод был заполнен и буровой шлам перемещался по транспортирующему трубопроводу одной длинной порцией. В альтернативном варианте буровой шлам может формировать множество порций вдоль транспортирующего трубопровода, отделенных карманами газовой рабочей среды. Это контролируют темпом, с которым буровой шлам выпускают или проталкивают в транспортирующий трубопровод, что известно как темп дозирования. Темп дозирования диктуют наряду с прочими факторами: консистенция бурового шлама, пневматическое давление, прилагаемое к буровому шламу, и диаметр транспортирующего трубопровода для достижения заданной скорости транспортировки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения скорость транспортировки составляет тридцать метрических тонн бурового шлама в час, перемещаемых из контейнера для хранения отходов в транспортирующий трубопровод и к месту назначения.

Буровой шлам, хранящийся в контейнере для хранения отходов, может быть сухим или может быть влажным. Влажный буровой шлам содержит воду и/или нефть. Влажный буровой шлам может быть свободнотекущим, несвободнотекущим или пастообразным. После обработки вибрационными ситами для бурового раствора буровой шлам часто бывает влажным. Буровой шлам можно высушивать при помощи вихревой сушилки, как здесь описано, для получения, по существу, сухого бурового шлама, который в некоторых вариантах осуществления изобретения может быть сыпучими твердыми частицами, которые подчиняются законам ньютоновского потока.

Предпочтительно перемещающее средство также содержит приводное средство, соединенное с перемещающим элементом для его перемещения. Предпочтительно второе отверстие имеет определенную длину, и перемещающий элемент содержит удлиненный элемент, предпочтительно имеющий длину, по существу, равную длине второго отверстия или превышающую ее. Предпочтительно удлиненный элемент имеет край, конфигурированный для облегчения перемещения материала бурового шлама ко второму отверстию. Предпочтительно удлиненный элемент имеет переднюю кромку, которая скошена для облегчения движения удлиненного элемента под грудой бурового шлама, и заднюю кромку, приспособленную для захвата бурового шлама для перемещения его ко второму отверстию, и, таким образом, задняя кромка предпочтительно перпендикулярна направлению движения удлиненного элемента, может быть ступенчатой и/или может быть вогнутой предпочтительно зачерпывающей кромкой для зачерпывания бурового шлама и направления в отверстие и наиболее предпочтительно представляет собой скользящую раму.

Предпочтительно второе отверстие имеет определенную ширину, и перемещающий элемент может двигаться назад и вперед по указанной ширине. Предпочтительно перемещающий элемент содержит раму, имеющую приводной вал, соединенный по меньшей мере с одной изогнутой частью внешнего периметра.

Предпочтительно перемещающий элемент содержит раму, имеющую часть внешнего периметра в целом в форме глаза. В альтернативном варианте можно использовать систему из зубчатой рейки и шестерни или вращающийся диск, имеющий расположенный на его периметре рычаг для преобразования вращательного движения в движение вперед и назад подобно коленчатому валу автомобильного двигателя. Такой скользящий элемент может использоваться в различных резервуарах, включая, но не ограничиваясь ими, бункер для флюидизированного материала, бункер с центральным потоком, бункер с плоским дном, долотообразный резервуар с плоским потоком или конический резервуар.

Предпочтительно перемещающее средство содержит или также содержит шнек. Шнек может формировать часть винтового конвейера и может иметь любую форму винта, который перемещает буровой шлам. Предпочтительно шнек расположен под указанным вторым отверстием. Предпочтительно шнек расположен в желобе. Желоб может иметь крышку для предотвращения проникновения бурового шлама в желоб, когда устройство не используют в течение длительного периода времени. Крышка может перемещаться перемещающим элементом. Крышка может быть перфорированной или неперфорированной. Предпочтительно на выпускном конце шнека расположена коробка. Предпочтительно устройство также содержит двигатель для вращения указанного шнека. Предпочтительно устройство также содержит пальцы или лопасть, расположенные на конце шнека для облегчения выпуска бурового шлама из шнека и предпочтительно облегчающие разбивание слипшихся комьев бурового шлама. Предпочтительно шнек содержит по меньшей мере одну лопасть с постоянным шагом. Предпочтительно или в альтернативном варианте шнек содержит по меньшей мере одну лопасть, имеющую переменный шаг.

Предпочтительно устройство может также содержать крышку для избирательного закрывания второго отверстия.

Предпочтительно крышка пневматически закупоривает второе отверстие. Предпочтительно крышка выполнена в форме сита и, таким образом, пропускает газ. Предпочтительно крышка соединена с перемещающим устройством и движется вместе с ним.

Предпочтительно устройство также содержит центральный шток и множество отступающих от него пальцев или щетин. Предпочтительно шток может перемещаться с клапаном, расположенным в первом отверстии, для избирательного пропускания бурового шлама в контейнер. Предпочтительно контейнер

- 3 013299 имеет, по существу, плоское внутреннее основание. Основание контейнера может быть плоским и/или, по существу, горизонтальным. Благодаря использованию неконического бункера или контейнера в некоторых вариантах, соответствующих настоящему изобретению, сдерживается сводообразование, и оно уменьшается по сравнению со сводообразованием, которое может происходить в некоторых конических контейнерах. Согласно одному варианту осуществления изобретения скользящий элемент (элементы) по существу, плоский (плоские) для скольжения по плоскому основанию. В некоторых вариантах осуществления изобретения скользящий элемент - жесткий. Предпочтительно плоское основание имеет круглую форму и имеет диаметр от 1,5 до 4 м, и в одном конкретном варианте осуществления изобретения его диаметр составляет 2,7 м. Плоское основание или нижняя часть контейнера может быть снабжено множеством аэрационных отверстий для пропускания сжатого воздуха для аэрации бурового шлама для облегчения транспортировки бурового шлама через второе отверстие и в желоб, если его применяют.

Предпочтительно контейнер имеет по меньшей мере одну, по существу, вертикальную стенку. Предпочтительно контейнер имеет куполообразную верхнюю часть. Предпочтительно контейнер имеет в целом цилиндрическую форму в целом с круглым основанием, при этом второе отверстие проходит сквозь в целом круглое основание.

Предпочтительно первое отверстие имеет расположенный в нем клапан для регулирования поступления бурового шлама. Клапан может представлять клапан типа, описанного в патенте Великобритании А-1539079 или в патенте США А-3586383.

Предпочтительно первое отверстие имеет невозвратный клапан для предотвращения выхода бурового шлама через первое отверстие.

Предпочтительно контейнер имеет две стороны, наклоненные в направлении друг к другу. Контейнер может быть с клиновидным, плоским потоком, переходного, долотообразного, плоскопоточного, пирамидального, квадратного или любого другого пригодного типа.

Предпочтительно контейнер имеет коническую загрузочную воронку. Предпочтительно коническая загрузочная воронка имеет угол раствора конуса и формирует нижнюю секцию контейнера, и угол раствора конуса меньше критического значения, требуемого для достижения потока массы материала бурового шлама.

Предпочтительно контейнер имеет емкость от 0,15 до 1 м³ таким образом, что предпочтительно устройство не используют для хранения бурового шлама, а используют для непрерывной транспортировки бурового шлама. Устройство может иметь емкость, составляющую всего от 0,05 до 0,2 м³.

Предпочтительно контейнер имеет емкость, составляющую по меньшей мере 3 м³, таким образом, что предпочтительно его используют для хранения бурового шлама либо на установке, барже, судне, грузовике, поезде, либо в районе хранения на берегу. Наиболее предпочтительно контейнер имеет емкость от 10 до 30 м³ и еще более предпочтительно от 12 до 16 м³.

Предпочтительно устройство также содержит датчик влагосодержания для определения влагосодержания бурового шлама. Предпочтительно устройство также содержит загрузочную воронку, при этом указанный датчик влагосодержания расположен в загрузочной воронке. Предпочтительно датчик влагосодержания расположен в контейнере. Предпочтительно устройство также содержит контроллер для сбора данных от указанного датчика влагосодержания и средство для отвода бурового шлама в качестве реакции на эти данные. Предпочтительно средство содержит перепускной клапан для отвода бурового шлама. Предпочтительно средство содержит винтовой конвейер, который предпочтительно имеет двигатель, приводящий винтовой конвейер, который может избирательно вращаться по часовой стрелке и против часовой стрелки для реверсирования транспортировки от первого направления во второе противоположное направление.

Предпочтительно устройство также содержит контейнер для хранения сухого бурового шлама. Предпочтительно устройство также содержит контейнер для хранения влажного бурового шлама. Предпочтительно контейнер для хранения сухого бурового шлама представляет собой внутренний насыпной контейнер для хранения отходов буровой установки. Предпочтительно контейнер для хранения сухого бурового шлама представляет собой внутренний трюм судна или баржи. Предпочтительно контейнер для хранения отходов, соответствующий настоящему изобретению, питается с использованием продувочного бака. В альтернативном варианте используют насос, например поршневой насос или насос для цементного раствора (или насосы), в дополнение или вместо продувочного бака (баков) для перемещения бурового шлама, например, от вибраторов или из желоба или вихревой сушилки в контейнеры для хранения отходов. Площадь пола и общее пространство вокруг вибрационных сит для бурового раствора часто ограничены, в результате чего контейнеры для хранения отходов или баки для содержания бурового шлама часто располагают относительно далеко, например на расстоянии десятков или сотен метров (нескольких сотен футов), от вибрационных сит для бурового раствора.

Предпочтительно устройство устанавливают на салазки.

Контейнер высокого давления для хранения влажного или сухого бурового шлама может представлять собой дополнительное устройство для избирательного хранения бурового шлама, содержащее контейнер высокого давления, имеющий первое отверстие для введения материала бурового шлама в контейнер высокого давления, второе отверстие для выведения материала бурового шлама из контейнера

- 4 013299 высокого давления, и перемещающее средство, имеющее перемещающий элемент, расположенный в контейнере высокого давления и подвижный вблизи второго отверстия для облегчения прохождения бурового шлама во второе отверстие, при этом указанное дополнительное устройство имеет емкость для хранения, составляющую по меньшей мере 3 м .

Согласно изобретению создан способ перемещения бурового шлама, содержащий загрузку контейнера высокого давления, способного выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 2 бар, через первое отверстие и использование перемещающего средства, имеющего перемещающий элемент в контейнере высокого давления для облегчения прохождения бурового шлама через второе отверстие в трубопровод, и приложение положительного давления воздуха к буровому шламу для его перемещения по трубопроводу.

Для лучшего понимания настоящего изобретения оно описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг. 1А - вид сверху сечения контейнера для хранения бурового шлама, соответствующего настоящему изобретению, выполненного по линии Ι-Ι на фиг. 1В;

фиг. 1В - вид сбоку в сечении контейнера, показанного на фиг. 1А;

фиг. 1С - вид от точки, подобной точке для фиг. 1А, другого варианта конструкции контейнера, соответствующего настоящему изобретению;

фиг. 1Ό - вид сверху альтернативной части для контейнера, показанного на фиг. 1А;

фиг. 2 - схематический вид устройства, соответствующего изобретению, в использовании;

фиг. 3 - схематический вид сечения известного подающего контейнера, использованного в устройстве, показанном на фиг. 2;

фиг. ЗА - вид сбоку в сечении подающего контейнера, соответствующего настоящему изобретению, который может использоваться вместо подающего контейнера, показанного в использовании в устройстве, показанном на фиг. 2;

фиг. ЗВ - вид с торца;

фиг. ЗС - вид сбоку подающего контейнера, показанного на фиг. 3;

фиг. 4 - схематический вид сбоку подающего контейнера, соответствующего настоящему изобретению;

фиг. 5А - вид в сечении, выполненном по линии УА-УА, части рамы, показанной на фиг. 1 А;

фиг. 5Β-5Ό - альтернативные формы сечения части рамы для контейнера для хранения отходов, показанного на фиг. 1А;

фиг. 6 - схематический вид расположения контейнера для хранения бурового шлама в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 7 А и 7В - виды сверху в сечении другого варианта конструкции контейнера для бурового шлама, соответствующего настоящему изобретению, показывающие этапы его работы;

фиг. 7С - вид сверху в сечении другого варианта конструкции контейнера для бурового шлама, соответствующего настоящему изобретению;

фиг. 7Ό - вид сбоку в сечении контейнера для хранения бурового шлама, показанного на фиг. 7С, без бурового шлама;

фиг. 7Е - вид сбоку в сечении контейнера, показанного на фиг. 7А, с буровым шламом;

фиг. 8А - схематический вид сбоку устройства, соответствующего настоящему изобретению;

фиг. 8В - вид сверху части устройства, показанного на фиг. 8А;

фиг. 9А - схематический вид подающего устройства, соответствующего настоящему изобретению; фиг. 9В - вид с торца части подающего устройства, показанного на фиг. 9А;

фиг. 9С - вид сбоку части подающего устройства, показанного на фиг. 9А;

фиг. 10-15 - схематические виды устройства, соответствующего настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 1А и 1В, контейнер 1 для хранения бурового шлама, соответствующий настоящему изобретению, имеет в целом цилиндрический контейнер 2 высокого давления круглого сечения с, по существу, круглым плоским основанием 3 и куполообразной крышкой 4. Плоское основание 3 и куполообразная крышка 4 могут быть сформированы как единое целое или могут быть приварены к стенке контейнера 2 высокого давления.

Контейнер 2 высокого давления может быть выполнен из стали типа, определенного Британским Стандартом 1501 224-49В, и может выдерживать рабочее давление от 1 до 20 бар и в одном конкретном варианте осуществления изобретения 7 бар. Куполообразная крышка 4 может иметь впускное отверстие 5 с прикрепленным к нему шлангом 6 подачи, который в одном конкретном варианте осуществления изобретения имеет диаметр 52 мм (два дюйма), для подачи сжатого газа, такого как воздух, и/или азот, и/или другой инертный газ, к верхней поверхности бурового шлама ОС в контейнере. Куполообразная крышка 4 также снабжена входным отверстием 7 для шлама, снабженным клапаном 8, таким как запорный клапан или полнопроходный шаровой клапан, которым можно управлять вручную или дистанционно, например, с использованием шагового двигателя. В альтернативном варианте осуществления изобретения шлам можно подавать во входное отверстие 7 любой известной системой, например, но не ограничиваясь ею, конвейерной системой.

- 5 013299

Входное отверстие 7 для шлама в одном конкретном варианте осуществления изобретения имеет внутренний диаметр 125 мм (5 дюймов). Плоское основание 3 имеет отверстие 9. Отверстие 9 может иметь любую пригодную форму при взгляде сверху, и, как показано, оно в целом прямоугольное. Труба 10 имеет отверстие, соответствующее периметру отверстия 9 в плоском основании 3, и прикреплена к нему для формирования герметичного уплотнения. Труба 10 может быть приварена или иначе соединена с плоским основанием 3. Труба 10 содержит в себе произвольный шнек, который в одном варианте осуществления изобретения является винтовым конвейером 11 с возможностью вращения, установленным в трубе 10 и приводимым гидравлическим двигателем 12 переменной скорости.

Двигатель 12 может в альтернативном варианте осуществления изобретения быть электрическим, бензиновым приводом, пневматическим или иначе питаемым двигателем. Винтовой конвейер 11 имеет вал 13 и спиральную лопасть 14. Спиральная лопасть 14 имеет в одном варианте осуществления изобретения диаметр между 150 и 600 мм (6 и 24 дюйма) и в одном конкретном варианте осуществления изобретения имеет диаметр между 350 и 400 мм (четырнадцать и шестнадцать дюймов). Вал 13 имеет первый конец, соединенный с гидравлическим двигателем 12 переменной скорости, и второй конец, с возможностью вращения установленный в подшипник 15 в торце 16 трубы 10. Труба 10 проходит за периметр плоского основания 3. Спиральная лопасть 14 проходит, по существу, по всему диаметру плоского основания 3 и проходит в часть трубы 10, которая проходит за периметр плоского основания 3, после чего спиральная лопасть заканчивается. В некоторых вариантах осуществления изобретения, в которых нет шнекового устройства или нет конвейера 11, газ под положительным давлением в контейнере подает материал, содержащийся в контейнере, к выпускному отверстию.

Четыре, шесть или больше проходящих в радиальном направлении пальцев 17 (показаны два), отступающих от вала 13 (или которые могут быть соединены с внутренней поверхностью трубы 10), отнесены от конца спиральной лопасти 14. Часть трубы 10, которая проходит за периметр плоского основания 3, имеет разгрузочную коробку 18 с нижней камерой 18а, имеющей впускное отверстие 19 для подачи сжатого газа, расположенное под концом спиральной лопасти 14. Разгрузочная коробка 18 суживается от верхней части, имеющей ширину, по существу, равную диаметру трубы 10, до меньшей ширины, по существу, равной диаметру выходного отверстия 20. Впускное отверстие 19 для подачи воздуха направлено в нижнюю камеру 18а разгрузочной коробки 18 и находится на одной линии с выходным отверстием 20 для шлама. Выходное отверстие 20 для шлама имеет в одном конкретном варианте осуществления изобретения внутренний диаметр 125 мм (5 дюймов) и соединено с линией транспортировки шлама (не показана) такого же или подобного внутреннего диаметра, которая может быть гибким шлангом или жесткой трубой.

В контейнере 2 высокого давления на плоском основании 3 вблизи отверстия 9 расположена скользящая рама 21. Скользящая рама 21 может иметь любую необходимую форму при взгляде сверху, которая содействует перемещению бурового шлама к отверстию 9. В одном варианте осуществления изобретения, как показано, рама 21 имеет два симметричных изогнутых элемента 22 и 23, формирующих форму глаза, которые удерживаются на четырех кронштейнах 24, соединенных с центральным элементом 25. Кривизна двух симметричных изогнутых элементов немного меньше кривизны периметра плоского основания 3. Внешние края 27 двух симметричных изогнутых элементов 22 и 23 и четырех кронштейнов 24 в одном варианте осуществления изобретения скошены, тогда как внутренние края 28 (фиг. 5А), обращенные к отверстию 9, проходят под прямым углом к плоскости плоского основания 3. Изогнутые элементы 22 и 23 имеют плоские нижние стороны 29. Угол скоса в некоторых вариантах осуществления изобретения составляет от 45 до 20° относительно плоской нижней поверхности 29. Это можно ясно видеть на фиг. 5А. В объем настоящего изобретения входит рама или элемент, имеющий размеры и конфигурацию для перемещения поперек отверстия 9 любой необходимой формы, например, но не ограничиваясь ими, как элемент 402, показанный на фиг. 1С, или в целом круглая рама, как показано вариантом рамы 21а на фиг. 1Ό. Отверстие 9 может иметь любую необходимую форму с любой желательной шириной и длиной и, как показано, может иметь приблизительно такую же ширину, как шнековое устройство, расположенное под отверстием (или шнековое устройство может быть немного шире, чем отверстие).

Узел 26 из поршня и цилиндра с гидравлическим приводом соединен одним концом со стенкой или плоским основанием 3 контейнера 2 высокого давления и другим - со скользящей рамой 21 для осуществления перемещения скользящей рамы 21 по плоскому основанию 3 назад и вперед, как обозначено стрелкой, в пределах границ контейнера 2 высокого давления. В альтернативном варианте осуществления изобретения часть устройства перемещения рамы может быть расположена снаружи от контейнера.

Изогнутые элементы 22 и 23 могут иметь различные профили для осуществления функции скольжения под буровым шламом ИС при движении от отверстия 9 и действия как грабли или совок для зачерпывания, рытья или перемещения бурового шлама в выпускное отверстие 9. В одном варианте осуществления изобретения пространство вокруг конвейера 11 в трубе 10 поддерживается, по существу, полным для облегчения поддержания последовательной нормы дозирования, зависящей от частоты вращения конвейера 11 при передаче бурового шлама из контейнера для хранения отходов. Типичный, но не исключительный, перечень вариантов для изогнутых элементов 22, 23 показан на фиг. 5Α-5Ό. На фиг. 5В показан изогнутый элемент 22 (элемент 23 подобен ему), имеющий скошенную переднюю поверхность

- 6 013299 и вогнутую заднюю поверхность 30. На фиг. 5С показан изогнутый элемент 22 (или 23), имеющий скошенную переднюю поверхность 32 и ступенчатую заднюю поверхность 33, имеющую уступ 34. На фиг. 5Ό показан изогнутый элемент 22 (или 23), имеющий ступенчатую переднюю поверхность 35 и немного наклонную заднюю поверхность 36 таким образом, что при использовании сформирован острый угол между наклонной задней поверхностью 36 и плоским основанием 3.

Контейнер 1 для хранения бурового шлама в одном варианте осуществления изобретения прикреплен к салазкам (не показаны) для облегчения его транспортировки на грузовиках, судах обеспечения, железнодорожных вагонах и на морских и береговых установках. Салазки могут также включать раму для окружения контейнера 1, которая может иметь стандартный размер Международной организации по стандартизации для облегчения транспортировки на судах, поездах, грузовиках, оборудованных крепежными средствами в пространствах, соответствующих нормам Международной организации по стандартизации. Высота контейнера 1 в одном конкретном варианте осуществления изобретения, когда он установлен на салазках, составляет 3,26 м, длина салазок составляет 3,95 м и ширина салазок составляет 2,9 м. Следует отметить, что высота контейнера очень мала по сравнению с внутренним объемом.

На контейнере 2 высокого давления установлен предохранительный клапан 8а, который установлен на уровень срабатывания между 10 и 20% выше нормального рабочего давления, предпочтительно 7 бар. В стенке контейнера 2 высокого давления, возможно, также расположен снимаемый и/или открываемый люк 8Ь для обеспечения доступа для осмотра, обслуживания и очистки.

На фиг. 1С показан контейнер для хранения бурового шлама, подобный контейнеру 1, за исключением того, что вместо скользящей рамы 21 он имеет грабельное устройство 100 и связанное с ним перемещающее устройство. Подобные части обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Грабельное устройство 100 (или скользящая рама 21 и т.д.) может использоваться с любым описанным здесь резервуаром или контейнером. Грабельное устройство 100 имеет элемент 102 на валу 104, который перемещается назад и вперед над отверстием 9 устройством 110 перемещения. Движитель 112 (например, любой пригодный моторный двигатель или возвратно-поступательный механизм, например, но не ограничиваясь им, узел из поршня и цилиндра, подобный показанному на фиг. 1А) перемещает вал 104 назад и вперед для перемещения элемента 102 над отверстием 9 для облегчения перемещения бурового шлама вниз в отверстие 9. Необязательное вибрационное устройство 114, расположенное снаружи от контейнера 2, может вызывать колебания вала 104 для вызова вибрации элемента 102 и/или вызова вибрации через контейнер 2 в буровом шламе. Необязательно вибрационное устройство 106 может быть расположено в контейнере 2 на валу 104 для вызова вибрации вала 104 и элемента 102 для облегчения перемещения бурового шлама. Необязательное вибрационное устройство 108 на элементе 102 может облегчать перемещение бурового шлама.

Как показано на фиг. 2, влажный буровой шлам производится группой вибрационных сит 50 для бурового раствора на буровой установке.

Просеянный влажный буровой шлам падает с экранов вибрационных сит для бурового раствора в желоб 48. Влажный буровой шлам движется по желобу 48 при помощи винтового конвейера или ленточного конвейера или падает прямо в загрузочную воронку. Влажный буровой шлам может подаваться в сушилку (не показана), такую как вихревая сушилка или сушилка для удаления существенного количества влаги такого типа, как описан в патенте Великобритании 2297702, описание которого включено сюда посредством ссылки. Это описано более подробно в одновременно рассматриваемой заявке (РСТ № РСТ/6В 2004/000762), публикация \УО 2004/083597, и в одновременно рассматриваемой заявке США № 10/764825, поданной настоящим заявителем, описание которой включено сюда полностью для всех целей. В некоторых обстоятельствах влагосодержание бурового шлама снижают до 1-5 вес.% и в других обстоятельствах до 1 вес.%. Как правило, влажный шлам содержит 5% или большее количество нефти и сухой шлам содержит меньше 5% нефти.

Влажный или сухой буровой шлам падает прямо в загрузочную воронку 51 продувочного бака 52, показанного более подробно на фиг. 3. Продувочный бак 52 может быть устройством типа, описанного в патенте Великобритании 1564311, описание которого включено сюда посредством ссылки. Клапан 53, который может быть клапаном типа, описанного в патенте Великобритании А-1539079, описание которого включено сюда путем ссылки, расположен между загрузочной воронкой 51 и малым контейнером 54 высокого давления, имеющим емкость в одном варианте осуществления изобретения приблизительно 0,3 м³, хотя емкость в других вариантах осуществления изобретения составляет от 0,1 до 1 м³, или больше или меньше. Размер малого контейнера высокого давления в некоторых вариантах осуществления изобретения зависит от пространства, доступного вблизи вибрационных сит для бурового раствора, и/или количества циклов, необходимых для перемещения материала, например, с расходом 30 метрических тонн в час. Малый контейнер 54 высокого давления имеет коническую часть 55. В верхней части стенки контейнера 54 высокого давления расположено отверстие 56 для впуска воздуха, и между клапаном 53 и стенкой конической части 55 расположена цилиндрическая часть 57 круглого сечения, оставляющая между ними небольшой кольцевой зазор 58, через который воздух под давлением может проходить из отверстия 56 для впуска воздуха в коническую часть 55. Этот вариант также описан в патенте США 3586383, описание которого включено сюда посредством ссылки. Другой клапан 59 (который не

- 7 013299 обязателен) расположен на выпускном конце конической части 55 между малым контейнером высокого давления и линией 60 подачи. Другой клапан 59 может быть того же типа, как и клапан 53. Линия 60 подачи может быть гибким шлангом или жесткой трубой и в одном варианте осуществления изобретения имеет внутренний диаметр 125 мм (5 дюймов). В одном варианте осуществления изобретения дополнительный клапан 59 может быть исключен.

В одном варианте осуществления изобретения цикл клапана 53 и дополнительного клапана 59, по существу, не в фазе таким образом, что клапан 53 открыт для обеспечения заполнения малого контейнера 54 высокого давления буровым шламом под действием силы тяжести из загрузочной воронки 51, в то время как клапан 59 закрыт для предотвращения поступления бурового шлама в линию 60 подачи. Клапан 53 закрывают таким образом, чтобы дозированное количество бурового шлама было задержано в малом контейнере 54 высокого давления. Дополнительный клапан 59 открыт. В одном варианте осуществления изобретения воздух под давлением от 1 до 8 бар проходит в малый контейнер 54 высокого давления через зазор 58 и прилагает положительное давление к верхней поверхности груза бурового шлама для выталкивания дозированного количества бурового шлама в линию 60 подачи. Дополнительный клапан 59 может иметь небольшую задержку открывания для обеспечения возрастания давления в контейнере 54 малого давления до того, как он будет открыт. Коническая часть 55 может быть под углом для содействия потоку массы, как хорошо известно по предшествующему уровню техники, например как описано в документе И8-А3604758, описание которого включено сюда полностью для всех целей. В альтернативном варианте осуществления изобретения внутренняя стенка конической секции облицована материалом, понижающим трение, таким как пластмасса, стекловолокно, тефлон или краски, или эмали. Коническая часть 55 может в альтернативном варианте осуществления изобретения быть с долотообразным, пирамидальным, клинообразным, переходным или квадратным отверстием. По существу, все дозированное количество выпускается в линию подачи, и затем цикл повторяется. Может происходить много циклов в минуту. Линия 60 подачи ведет к входному отверстию 7 контейнера 1 для хранения отходов, который расположен на морской буровой вышке 49, или, если это наземная установка, около установки, например, в пределах 100-300 м, хотя это расстояние может достигать многих (например, трех или больше) километров.

При использовании контейнер 1 для хранения бурового шлама вентилируется в атмосферу или с использованием клапана, или посредством отсоединения линии 6 подачи воздуха от отверстия 5 для впуска воздуха. Дозированные количества бурового шлама поступают в контейнер 1 по линии 60 подачи из продувочного бака 52 и постепенно заполняют контейнер 1 для хранения отходов. Контейнер 1 может в одном варианте осуществления изобретения содержать до 12 м³ бурового шлама, но в других вариантах осуществления изобретения может иметь размеры для содержания от 5 до 20 м³. Когда контейнер 1 заполнен или почти заполнен, клапан (не показан) в линии подачи приводится в действие для отклонения дозированных количеств бурового шлама в другой контейнер 61 для хранения бурового шлама. В альтернативном варианте осуществления изобретения линию подачи отсоединяют от входного отверстия 7 для бурового шлама и соединяют с входным отверстием для шлама в следующем контейнере 61. Несколько контейнеров для хранения бурового шлама могут формировать группу 62 из контейнеров для хранения бурового шлама.

В удобное время, когда судно обеспечения или транспортное средство для транспортировки бурового шлама находится в непосредственной близости от группы 62 контейнеров, например когда судно 64 обеспечения пришвартовано к морской буровой установке или в пределах трехсот или четырехсот метров от нее, один конец гибкого шланга 63 соединяют с одним из контейнеров 1, 61. Другой конец гибкого шланга 63 соединяют по меньшей мере с одним контейнером 65 в группе 66 на судне 64 обеспечения. Контейнеры 65 в одном варианте осуществления изобретения представляют собой контейнеры типа, описанного со ссылками на фиг. 1Α-1Ό. Для предотвращения погружения гибкого шланга в море на гибком шланге 63 могут применяться флотационные муфты 67.

Подача воздуха, обеспечиваемая компрессором (не показан) приблизительно под давлением 7 бар и в другом варианте осуществления изобретения 4 бар, осуществляется по шлангу 6 подачи воздуха через отверстие 5 для впуска в пространство в контейнере 2 высокого давления над поверхностью бурового шлама. Для приведения в действие винтового конвейера 11 включают гидравлический двигатель 12 переменной скорости. Подача воздуха, например, под давлением приблизительно 7 бар или немного меньше осуществляется через впускное отверстие 19 для подачи воздуха в разгрузочной коробке 18. Такое же или немного более низкое давление в нижней камере 18а разгрузочной коробки 18, чем давление, прилагаемое над буровым шламом, предотвращает перемещение бурового шлама назад от винтового конвейера 11 обратно в контейнер 2 высокого давления. Приводят в действие гидравлический поршень и цилиндр 26 для перемещения скользящей рамы 21 назад и вперед для облегчения перемещения бурового шлама в отверстие 9. Скошенные кромки на сторонах элементов 22, 23, 24 скользящей рамы 21 обеспечивают то, что при перемещении от отверстия 9 компоненты скользящей рамы скользят под буровым шламом, и при перемещении к отверстию 9 поверхности с противолежащими прямыми углами или совковым профилем притягивают буровой шлам к отверстию 9. Буровой шлам перемещается через отверстие 9 в винтовой конвейер 11, который перемещает буровой шлам вперед к нижней камере 18а разгру

- 8 013299 зочной коробки 18. Ближе к концу винтового конвейера могут быть расположены две спиральные лопасти для содействия разбиванию бурового шлама. Могут также применяться пальцы 17 для содействия разбивания бурового шлама, который затем падает в разгрузочную коробку 18 и продвигается через отверстие 20 в гибкий шланг 63 и в контейнер 65 на судне 64 обеспечения.

Судно обеспечения затем транспортирует загруженную группу 66 контейнеров на берег. Контейнеры могут быть подняты с судна 64 обеспечения и помещены на железнодорожные вагоны, грузовики с плоской платформой или прямо на обрабатывающее предприятие. В альтернативном варианте осуществления изобретения буровой шлам может быть выгружен тем же способом, как описано выше относительно перемещения шлама с морской буровой установки на судно 64 обеспечения.

На фиг. 16 показан альтернативный загрузочный контейнер 70, который может использоваться вместо продувочного бака 52, показанного на фиг. 3А. Контейнер 70 имеет впускное отверстие 71 для бурового шлама, ведущее от загрузочной воронки или другого контейнера (не показан), в контейнер 72 высокого давления через клапан 73 загрузки. Нижний конец контейнера 72 высокого давления снабжен конической частью 74, которая ведет к выпускному отверстию 75. Выпускное отверстие снабжено разгрузочным клапаном 76 для избирательного открывания или закрывания отверстия 75. Разгрузочный клапан 76 и клапан 73 загрузки находятся в установленной зависимости при помощи поршня 77, который проходит от разгрузочного клапана 76 сквозь клапан 73 загрузки к приводному цилиндру 78. Поршень 77 может приводиться в действие пневматическим, гидравлическим способами или с использованием шагового двигателя для открывания и закрывания клапана 73 загрузки и разгрузочного клапана 76, которые расположены так, что они работают, по существу, не в фазе. В верхней части малого контейнера 72 высокого давления расположено впускное отверстие 81 для подачи воздуха под давлением, например, приблизительно 7 бар, хотя его можно подавать под давлением от 1 до 10 бар. В стенке конической части 74 расположены аэрационные отверстия 79 для предотвращения налипания бурового шлама на стенки и для предотвращения зависания бурового шлама вокруг выпускного отверстия. От поршня 77 внутри малого контейнера 72 высокого давления в радиальном направлении отступают пальцы или щетины 80, которые перемещаются вверх и вниз совместно с клапанами для сметания любого бурового шлама, приставшего к стенкам или в форме свода около выпускного отверстия (за исключением щетин 80, резервуар 70 подобен резервуару предшествующего уровня техники).

При использовании цикл клапана 73 загрузки и разгрузочного клапана 76, по существу, не в фазе таким образом, что клапан 73 загрузки открывают, допуская загрузку малого контейнера 72 высокого давления буровым шламом под действием силы тяжести из загрузочной воронки 51, в то время как разгрузочный клапан 76 закрыт для предотвращения поступления бурового шлама в линию 60 подачи. Клапан 73 загрузки закрывают таким образом, что дозированное количество бурового шлама задерживается в малом контейнере 72 высокого давления. Разгрузочный клапан 76 открывают путем приведения в действие поршня 77, который закрывает клапан 73 загрузки. Воздух под давлением, например, от 1 до 8 бар проходит в малый контейнер 72 высокого давления и прилагает положительное давление к верхней поверхности груза бурового шлама для выталкивания дозированного количества бурового шлама в линию 60 подачи. Клапаны могут совершать цикл несколько раз в минуту при относительно небольшой величине контейнера высокого давления. В случае с контейнером высокого давления емкостью 0,3 м³ клапаны будут совершать цикл один или два раза каждую минуту или каждые две минуты. Линия 60 подачи (как на фиг. 2) ведет к входу 7 контейнера 1 для хранения отходов, который расположен на морской буровой установке 49, или, если это наземная установка, вблизи установки, например, в пределах 300 м, хотя он может находиться на удалении до трех или четырех километров. При необходимости обеспечивается вентиляция по вентиляционной линии 82.

Питающий контейнер 70 этого типа был изготовлен К1оскиег-Весгой и показан и описан на страницах 290-291 руководства, озаглавленного Пневматическая транспортировка твердых частиц теоретический и практический подход, (Κ1ίηζίη§ апб Магсик), изданного в 1997 г.

На фиг. 6 показана система 150, которая представляет собой усовершенствование описанных здесь систем и устройств, так же как систем, описанных в патенте США № 6702539, выданном 9 марта 2004 г., заявке Великобритании № 9913909, поданной 16 июня 1999 г., заявке США № 10/018124, поданной как заявка РСТ/ОВ 00/02158 14 июня 2000 г., и патенте Европы № ЕР 1187783 В1, опубликованном 24 сентября 2003 г.

Буровой шлам течет по трубе 157 в контейнеры 151. Каждый контейнер 151 имеет нижнюю коническую часть 155 с нижним отверстием 158. К каждому отверстию 158 примыкает устройство 160 (которое подобно любому описанному здесь устройству или системе для облегчения перемещения бурового шлама из резервуара или контейнера, например, но не ограничиваясь им, устройству, показанному на фиг. 1Α-1Ό, например, с подвижной рамой 21 и/или подвижным элементом 102 и связанными с ними механизмами перемещения с силовым приводом). Устройства 160 перемещают буровой шлам в трубу 159 (например, подобную трубе 19, патент США № 6702539), из которой буровой шлам может быть помещен в любой соответствующий резервуар или контейнер для транспортировки, такой как контейнеры 1 для хранения отходов или контейнеры 31, показанные в патенте США 6702539. Контейнеры 31, описанные в патенте США 6702539, могут иметь устройство, подобное устройству 160, для облегчения пе

- 9 013299 ремещения бурового шлама.

В контейнеры 151 может вводиться сжатый газ (например, воздух, и/или азот, или другой инертный газ) вместе с потоком бурового шлама в контейнеры 151 по линии 157 или потом. В контейнеры 151 может вводиться сжатый газ по линии 161 для приложения давления к буровому шламу и/или над ним, как описано выше и/или упомянуто для любого описанного здесь варианта конструкции. Сжатый газ может применяться в линиях 162 к устройствам 160, как описано выше в системе, показанной на фиг. 1 А. Сжатый газ может применяться во внутреннем пространстве линии 159 с одним или более устройств 163 для облегчения движения материала бурового шлама по линии 159. Каждое устройство 160 может иметь перемещающий элемент (например, подобный раме 21 или элементу 102) для облегчения перемещения бурового шлама из контейнеров 151.

На фиг. 3А-3С показано подающее устройство 470 для подачи бурового шлама (например, от вибраторов или сушилок в контейнеры для хранения отходов), которое имеет контейнер 472 высокого давления с неконической нижней частью 474, которая имеет две наклонных стороны 475. В некоторых вариантах осуществления изобретения контейнер 472 высокого давления имеет емкость от 0,15 до 1 м³ и в одном конкретном варианте осуществления изобретения - 0,33 м³. Буровой шлам поступает в контейнер 472 высокого давления из верхней входной загрузочной воронки 476 через отверстие 477. Впускной клапан 478 (например, полусферический клапан) избирательно управляет поступлением бурового шлама в контейнер 472 высокого давления и в одном варианте осуществления изобретения обеспечивает прохождение заданного дозированного количества бурового шлама, например, в одном варианте осуществления изобретения от 0,15 до 1 м³ и в одном конкретном варианте осуществления изобретения - 0,3 м³.

Перемещающий элемент 482 (например, подобный перемещающему элементу 102 или раме 21, описанным выше) может перемещаться устройством 484 перемещения (показано схематически; например, любым устройством перемещения, описанным здесь) для облегчения перемещения бурового шлама к отверстию 479 и через него и из контейнера. С контейнером 472 может использоваться шнековое устройство 480 (например, такое как любое шнековое устройство, описанное здесь, и в одном варианте осуществления изобретения подобное конвейеру 11, показанному на фиг. 1А).

На фиг. 7 А, 7В и 7Е показан контейнер 200 для хранения бурового шлама, соответствующий настоящему изобретению, который имеет контейнер 202 высокого давления (например, подобный контейнеру 2 для хранения отходов, показанному на фиг. 1А) с куполообразной верхней частью 204, в целом цилиндрической стенкой 206 и дном 208. Буровой шлам 220 подают в контейнер 202 через входное отверстие 210, поток через которое регулируется клапаном 212. Клапан 212 может быть просто откидным невозвратным клапаном, который пропускает буровой шлам в контейнер 202, но не пропускает буровой шлам или воздух под давлением из контейнера 202. Через впускное отверстие 214 для газа можно вводить сжатый газ.

Рама 230 (например, подобная раме 21, показанной на фиг. 1А) скользит по дну 208. Рама 230 включает сплошную закрывающую часть 232, но эта часть может быть перфорированной или выполненной как сито. Закрывающая часть 232 избирательно закрывает отверстие 234 в дне 208, которое расположено над конвейером 236 (подобным конвейеру 11, показанному на фиг. 1А), который с возможностью вращения установлен в трубе 240.

Как показано на фиг. 7А, закрывающая часть 232 перекрывает поток, предотвращает или уменьшает поток к винтовому конвейеру 236, когда устройство 250 перемещения находится в полностью задвинутом положении. Это закрытое положение принимается, когда контейнер 200 для хранения бурового шлама содержит буровой шлам, для предотвращения усадки бурового шлама в трубе 240 винтового конвейера. Существует возможность того, что, если буровой шлам находится в винтовом конвейере 236 в течение слишком длинного периода времени, буровой шлам может слежаться и препятствовать или предотвращать вращение винтового конвейера, когда начинается выпуск бурового шлама. Это закрытое положение также принимается, когда контейнер 200 пуст, чтобы предотвращать падение бурового шлама в винтовой конвейер 236 и уплотнение его в винтовом конвейере 236. Как показано на фиг. 7В, рама 230 перемещается устройством 250 перемещения (подобно любому устройству перемещения, описанному здесь), и отверстие 234 больше не блокировано и принимает материал, текущий вниз из контейнера 202. Перемещение шлама из контейнера 202 к стороне 242 выгрузки шлама трубы 240 облегчается винтовым конвейером 236.

Как показано на фиг. 7Е стрелками 263, конвейер 236 может быть запущен в обратную сторону для создания циркуляции выбуренной породы в пределах контейнера 202 для создания более гомогенизированной массы бурового шлама. Стрелки 264 указывают направление вращение конвейера 236 вследствие движения шлама из контейнера 202.

Труба 240 может иметь наклонную концевую пластину 247 для облегчения перемещения шлама к конвейеру 236 и, когда конвейер запускают в обратном направлении, облегчения перемещения шлама в контейнер и в пределах контейнера 202. Труба 240 может иметь наклонную концевую пластину 248 вблизи стороны выгрузки трубы, которая увлекает материал вниз в выпускную камеру 245 и из трубы 240. К впускному отверстию 243 может подаваться сжатый газ для содействия перемещению бурового шлама из выпускной камеры и из стороны 242 выгрузки трубы 240.

- 10 013299

Как показано на фиг. 7С и 7Ό, контейнер 500 для хранения бурового шлама имеет контейнер 502 высокого давления (например, подобный контейнеру 2 для хранения отходов, показанному на фиг. 1А) с куполообразной верхней частью 504, в целом цилиндрической боковой стенкой 506 и дном 508, дополнительно включающим множество аэрационных сопел 561, проходящих сквозь дно 508, которые нагнетают газ под давлением в контейнер 502 (в некоторых вариантах осуществления изобретения, вверх и/или вниз в конвейер 536). Для подачи газа в сопла 561 может использоваться тот же источник сжатого газа, который подает газ во впускное отверстие 514, или может использоваться отдельный источник сжатого газа. Входные отверстия для воздуха и бурового шлама на фиг. 7С или 7Ό не показаны. Рабочая среда, проходящая под давлением через сопла 561, может быть под таким же давлением, как и давление, используемое для перемещения бурового шлама, или под более высоким давлением. Благодаря применению газовой рабочей среды через воздушные сопла 562 буровой шлам аэрируется. Это важно, когда в контейнере 502 высокого давления хранится сухой буровой шлам. Сухой буровой шлам аэрируется и перемещается наружу винтовым конвейером 536. Когда буровой шлам аэрируется, он действует в большей степени как текучая среда, и, таким образом, транспортировка бурового шлама более предсказуема. Это также может облегчать удаление закупорок в конвейере и может также использоваться для продувки и очистки винтового конвейера 536 в любое удобное время, например когда контейнер 500 пуст. Контейнер 500 может включать множество аэрационных сопел 562, которые проходят в трубу 540 и подают газ под давлением в трубу 540 для содействия перемещению бурового шлама, предотвращению консолидации шлама и формирования громоздких пробок. В одном конкретном варианте осуществления изобретения применяют множество аэрационных сопел по всей длине трубы 540. Когда закрывающий элемент 532 находится в закрытом положении, воздух диффундирует за края закрывающего элемента 532 (и, если он перфорирован, сквозь любые перфорации в нем) и аэрирует выбуренную породу, которая перемещается мимо рамы 530.

Скользящая рама (например, подобная раме 230, показанной на фиг. 7А), работающая с влажным шламом, сухой выбуренной породой или смоченной выбуренной породой, обеспечивает контроль расхода выпуска (из стороны 242 выпуска) посредством регулирования количества материала, который течет в конвейер 236. Аэрация высушенной выбуренной породы, например шлама, высушенного сушилкой, облегчает перемещение бурового шлама, делая действие бурового шлама более похожим на действие текучей среды, и делает транспортировку шлама более предсказуемой.

На фиг. 8А показано устройство 600, соответствующее настоящему изобретению, для хранения и перемещения бурового шлама, который может быть влажным, сухим или смоченным (мокрым), которое может иметь дополнительную вихревую сушилку 610, подающее устройство 620 и конвейерную систему 650. Вихревая сушилка 610 подает буровой шлам в подающее устройство 620. Устройство 620 имеет контейнер 622 высокого давления, который подает буровой шлам в линию 632 транспортировки. Устройство 620 может быть в некоторых вариантах осуществления изобретения подобно устройству, показанному на фиг. 3В или 4, или подобно любому описанному здесь продувочному баку или контейнеру для хранения отходов.

Как показано на фиг. 8А, сжатый газ для облегчения транспортировки шлама поступает из источника 602 сжатого газа в линии 627 в питающий резервуар 622, который идентичен подающему устройству 470, показанному на фиг. 3А-3С. Сжатый газ из линии 627 проходит по линии 612 (потоком, регулируемым клапаном 615) в разгрузочную коробку 624. Небольшое количество сжатого газа поступает в верхнюю часть контейнера 622 высокого давления через клапан 616 для предотвращения вдувания шлама назад в контейнер 622 высокого давления от шнекового питателя у основания контейнера 622 высокого давления, который питает разгрузочную коробку 624. Шлам, выпускаемый из разгрузочной коробки 624, продвигается сжатым газом в транспортирующую линию 632, из которой шлам течет к дальнейшему обрабатывающему устройству (например, другой вихревой сушилке) или к контейнеру для хранения отходов, такому как контейнер 1 для хранения бурового шлама, показанный на фиг. 1А, или к известным коробкам для бурового шлама, расположенным на установке, на берегу или на судне.

По транспортирующей линии 632 разнесено множество датчиков 640 давления, каждый из которых включает манометр и связан с системой управления, например системой 680 управления с программируемым логическим контроллером. Множество устройств 690 нагнетания газа разнесено по транспортирующей линии 632 для избирательного нагнетания газа под давлением в транспортирующую линию 632 под управлением программируемого логического контроллера 680. Газ поступает по линии 613 к устройствам 690. Клапан 614 регулирует поток в линии 613. Клапаны 614, 615, 616 сообщаются с программируемым логическим контроллером 680 и управляются им. Шнековый приводной питатель устройства 600 сообщается с программируемым логическим контроллером 680 и управляется им.

Каждое устройство 690 включает однопутевой контрольный клапан 691 для прохождения воздуха в транспортирующую линию 632, который предотвращает поступление бурового шлама в пневматическую линию 613 и блокирование ее, управляемый клапан 692, который избирательно регулирует поток рабочей среды в транспортирующую линию 632, и регулирующий клапан 693, который избирательно пропускает газовую рабочую среду под давлением в транспортирующую линию 632, когда перепад давлений между линией 613 и давлением в точке 640 меньше заданной разности, для поддержания постоянно

- 11 013299 го перепада давлений вдоль транспортирующей линии.

Система текущего контроля и управления максимизирует производительность безопасным образом, то есть исключает закупоривание и вталкивание твердых частиц в транспортирующую линию неуправляемым образом. Использование устройства 690 и 640 в одном варианте осуществления изобретения обеспечивает то, что шлам сохраняется динамичным и перемещающимся в трубопроводе 632. Давления контролируются в стратегических точках по его полной длине. Наблюдаемые давления поддерживаются посредством изменения расхода подачи шлама и/или содействующего воздушного потока для получения постоянных (и в некоторых вариантах осуществления изобретения дополнительных) характеристик. Для минимизации общего падения давления по длине трубопровода 632 контролируются длина и/или плотность трубопровода 632, который находится в режиме плотной фазы потока, в результате чего он заполнен по всему поперечному сечению трубопровода.

Чем плотнее порция, тем выше трение о стенки, следовательно, более высокое давление требуется для продвижения порции по трубопроводу 632. Кроме того, зависимость длины порции и давления, требуемого для продвижения порции, экспоненциальна; то есть давление, требуемое для транспортировки ряда порций, отделенных воздушными подушками, значительно меньше, чем то, которое необходимо для транспортировки одной порции, длина которой эквивалентна сумме длин ряда порций.

Подающее устройство 620 дозирует шлам, подаваемый в трубопровод 632, на порции, размер которых определен наружным диаметром винта или шнека, размером вала и шагом. Скорость подачи прямо пропорциональна частоте вращения винта. Локализованная аэрация в пределах камеры транспортировки/выпуска винта обеспечивает динамичность шлама, и средства регулирования скорости винта, остановки и пуска, управляемые программируемым логическим контроллером 680, обеспечивают точное регулирование при создании порций. Это управление основано на режиме давления в трубопроводе 632, который сильно зависит от режима потока.

В одном варианте осуществления изобретения используют номинальные контрольные точки в пределах трубопровода 632 относительно максимального падения давления по трубопроводу 632, то есть один набор с низким значением для разбавленной фазы, например 2 бар, который используется для высушенного бурового шлама, и другой для невысушенного бурового шлама, который имеет более высокое значение, например 4 бар. В одном конкретном варианте осуществления изобретения в плотной фазе буровой шлам проходит по транспортирующей линии со скоростью приблизительно 10 м/с и в бедной или разбавленной фазе буровой шлам проходит по транспортирующей линии со скоростью приблизительно 30 м/с. Программируемый логический контроллер 680 наращивает скорость винта до скорости, необходимой для подачи в транспортирующую линию 632 таким образом, что падение давления между устройствами 690 поддерживается на заданном уровне. Например, с четырьмя устройствами 690, равноудаленными друг от друга по длине прямой транспортирующей линии 632, транспортирующая линия 632 принимает первую дозированную порцию бурового шлама от питателя 620. Активизируется средство 602 подачи воздуха, и порция бурового шлама движется по транспортирующей линии. Начальное давление устанавливают, например, на уровне 4 бар и ожидается, что давление в конце транспортирующей линии будет немного выше атмосферного, когда порция достигнет конца. Устройства 690 регулируют давление в линии таким образом, что существует приемлемо постоянное падение давления между ними. Падение давления составляет, например, 0,5 бар на уровне каждого узла, в результате чего после первого устройства 690 давление регулируют до 3,5 бар, после второго узла давление регулируют до 3 бар, после третьего узла давление регулируют до 2,5 бар и после четвертого узла давление регулируют до 2 бар таким образом, что ожидается, что давление в конце транспортирующей линии 632 составит приблизительно 1,5 бар, и что существует обоснованная степень уверенности в том, что порция будет выпущена из конца транспортирующей линии и в контейнер для хранения отходов. Если падение давления находится в пределах определенного процентного соотношения, например 30%, и в одном варианте осуществления изобретения 15%, и в одном конкретном варианте осуществления изобретения 10% от того, что ожидалось, регулятор открывает линию 613 и пропускает воздух под давлением, регулируемым регулятором 693, в транспортирующую линию под правильным давлением.

Используется стандартный контур пропорционально-интегрально-дифференциального регулирования таким образом, что в случае выхода падения давления за установленные пределы, скорость шнекового питателя снижают или останавливают соответственно. Для приведения в действие клапанов содействия воздухом в устройстве 690 в случае необходимости используют обратную связь от датчиков 640 давления вдоль линии, которые расположены стратегически немного раньше по потоку, чем изгибы/вертикальные подъемы или любые другие районы, известные как создающие турбулентность внутри трубопровода. Клапан содействия воздухом расположен в точке турбулентности, находящейся после датчика давления, и если давление в области датчика снижается ниже заданного процентного отношения по сравнению с датчиком, непосредственно предшествующим по потоку, например 80%, то воздух подается непосредственно от источника 602 по обходной линии 613, которая проходит по всей длине трубопровода 632 к соответствующей точке содействия. Установку давления для содействия воздухом задают, например, на уровне 90% значения давления в области датчика 640, непосредственно предшествующего по потоку, и если это давление достигнуто, то содействующий воздух также направляют к следующей

- 12 013299 точке нагнетания, непосредственно последующей по потоку, и т.д. Каждый клапан 691 может питать связанное с ним сопло 699 нагнетания газа (фиг. 8В).

На фиг. 9А-9С показано подающее устройство 700, соответствующее настоящему изобретению, которое подобно подающему устройству 470, показанному на фиг. 3В, и дополнительно включает загрузочную воронку 720, имеющую вибродвигатель 725 для вызова вибрации буферной части 721 загрузочной воронки, и дополнительный нагнетатель 772 воздуха, и модифицированную разгрузочную коробку 753. Система 701 управления сообщается с датчиками в части 721 загрузочной воронки и контейнерной 740 части высокого давления. Загрузочная воронка 720 содержит буферную загрузочную воронку 721, необязательный вибродвигатель 722 для вызова вибрации буферной загрузочной воронки 721 и его содержимого, компенсационный шов 722 и клапан 723 в выходном отверстии 724 для регулирования потока бурового шлама из загрузочной воронки 721 в систему 740 контейнера для хранения отходов. Используется подающее устройство 700, например, для перемещения бурового шлама от вибраторов в контейнеры для хранения отходов, и в одном конкретном варианте осуществления изобретения контейнер 740 высокого давления имеет вместимость, составляющую лишь приблизительно 0,3 м³.

Контейнерная часть 740 высокого давления может быть подобной контейнерам для хранения отходов, показанным на фиг. 1А, 3Β-Ό, 7А и 8А. Контейнерная часть 740 высокого давления имеет контейнер 742, который принимает буровой шлам через вход 743. Вентиляционный клапан 744 избирательно вентилирует контейнер 742, и предохранительный клапан 745 сбрасывает давление в контейнере 742 на заданном уровне. Конвейер 750 передает буровой шлам из контейнера 742 в разгрузочную коробку 751, и шлам выходит на стороне 752 выгрузки трубы 753 и течет в трубопровод (не показан, например, подобный трубопроводу 632, показанному на фиг. 8А). Двигатель/зубчатая передача 760 вращает конвейер 750.

Сжатый газ от источника 770 поступает под давлением в линию 771 к впускному отверстию 772 на разгрузочной коробке 753, в линию 773 к впускному отверстию 774 на стороне 752 выгрузки разгрузочной коробки 753, в линию 775 к впускному отверстию 776 в разгрузочной коробке 751 и в линию 777 к впускному отверстию 778 контейнера 742 высокого давления. Впускное отверстие 778 может иметь очень малый диаметр, поскольку оно предназначено просто для уравновешивания давления внутри контейнера 742 высокого давления и давления в коробке 751 или на стороне 752 выгрузки. Каждая линия имеет однопутевой контрольный клапан 779. Загрузочная воронка 721 может быть установлена на виброизолирующих опорах 782.

Все эксплуатационные компоненты устройства 700 передачи сообщаются (см. пунктирные линии) с контроллером 701 (например, подобным контроллеру 680, показанному на фиг. 8А).

Каждая линия 771, 773, 777 имеет включающий/выключающий клапан-регулятор 771а, 773а, 777а потока, соответственно (например, подобный клапанам 692), регулятор 771Ь, 773Ь, 777Ь давления, соответственно (подобный датчикам 690 давления, давление устанавливают вручную или системой управления, при этом установленное давление эффективно задает максимальное рабочее давление системы, например 2 бар для высушенного шлама или 4 бар для влажного шлама из вибрационных сит для бурового раствора), и регуляторы 771с, 773с, 777с потока, соответственно, которые регулируют темп изменения давления (например, могут быть игольчатыми клапанами, диафрагмами или подобными устройствами).

По линии 777 газ поступает в контейнер 742 под давлением, равным давлению газа, подаваемого в разгрузочную коробку 753 по линии 771, и газа, подаваемого по линии 773 в разгрузочную коробку 751, таким образом, что падение давления по длине конвейера (шнекового питателя) 750 незначительно. Таким образом, скорость подачи шлама из системы 700 определяется частотой вращения конвейера 750. В одном варианте осуществления изобретения газ подают после выпускного клапана 752а в линии 773. Когда выпускной клапан 752а закрыт, контейнер 742 может вентилироваться в атмосферу, что допускает пополнение контейнера 742, в то время как шлам транспортируется по ходу подачи после стороны 752 выгрузки.

Система управления, показанная на фиг. 9А, 9В, 9С, может использоваться для любого описанного здесь устройства подачи или контейнера для хранения отходов.

На фиг. 10 показана система 800, соответствующая настоящему изобретению, которая имеет сушилку 801 для шлама, которая сушит буровой шлам, такую как вихревая сушилка или сушилка для шлама типа, описанного в патенте Великобритании 2297702. Вихревая сушилка 801 может питаться и располагаться непосредственно под стороной выгрузки вибрационного сита для бурового раствора (не показано) или в конце желоба (не показан), питаемого множеством вибрационных сит для бурового раствора (не показаны). Однако буровой шлам, который необходимо высушить, высушивается в сушилке 801 для шлама в течение заданного времени или в пределах ограниченного периода времени. Соответственно, если буровой шлам очень влажный, например, если вибрационное сито страдает от забивания частицами близкого размера, когда существенное количество бурового раствора будет стекать поверх вибратора в сушилку для шлама с буровым шламом, часть или весь буровой шлам не будут достаточно высушены для транспортировки при помощи контейнера высокого давления или просто будут требовать дальнейшей сушки, дальнейшей обработки или хранения и транспортировки в специальном контейнере для хранения отходов или из него. Таким образом, конвейерная система 802 со шнеками 803, 804, приводи

- 13 013299 мыми системой 805 двигателя/зубчатой передачи, подает буровой шлам избирательно в контейнер 810 для хранения отходов или в герметизированное подающее устройство 820 на основе измерений датчиком 821 влажности (или датчиками). Невлажный шлам поступает в герметизированное подающее устройство

820, если обнаружен влажный шлам, шнеки запускают в обратном направлении, и шлам транспортируется в контейнер 810 для хранения отходов (который может быть подобен контейнеру 1 для хранения отходов). Датчик (или датчики) 821 выявляет влагосодержание бурового шлама. Если датчик 821 выявил влажный шлам (например, больше 1, 3 или 5% содержания влаги), шнек запускают в обратном направлении, и он перемещает буровой шлам в контейнер 810 для хранения влажного шлама, и, если шлам сухой (например, меньше 5% влаги или содержания нефти), шнек запускают вперед, и шлам поступает в герметизированное подающее устройство 820 под давлением, которое вдувает буровой шлам в коробку 825 для сухого шлама, которая может быть подобна контейнеру 1 для хранения шлама. В одном конкретном устройстве, когда шлам перемещен в контейнер 810 для хранения отходов, он затем может быть перемещен в коробку 825 для сухого шлама. Дополнительно (как в случае с любым датчиком влажности или сенсорным устройством в любой описанной здесь системе), датчик 821 может иметь защитный навес 821а для компонентов, расположенных вне загрузочной воронки, и защитный навес 821Ь для компонентов 821с внутри загрузочной воронки 822. Такой навес 821Ь предохраняет компоненты 821с датчика от бурового шлама, падающего вниз в загрузочную воронку. Может использоваться множество датчиков

821, разнесенных друг от друга по окружности загрузочной воронки 822 (как в случае с любой системой, соответствующей настоящему изобретению, с датчиком влажности). В некоторых вариантах осуществления изобретения такие датчики эффективны с частицами бурового шлама, которые имеют толщину по меньшей мере 2,5 см (1 дюйм) и имеют площадь по меньшей мере 20-26 см² (3-4 кв.дюйм). Такие датчики могут осуществлять непрерывное считывание для более точного использования системой 829 управления, которая поддерживает управляющую связь с компонентами системы 800, как обозначено пунктирными линиями.

Система 829 управления может переключать поток шлама от системы 825 (например, для адекватно сухого бурового шлама) к системе 810 (например, для относительно влажного бурового шлама). В любой системе здесь первое устройство для хранения или сухое устройство для хранения может быть контейнером для хранения отходов, трюмом судна или отсеком, или резервуаром на установке или в опорах установки. Такое средство хранения в любой форме может иметь, в соответствии с настоящим изобретением, пневматическую систему положительного давления и донную систему аэрации для аэрации материала бурового шлама снизу (например, сквозь перфорированную нижнюю пластину или элемент) для создания суспендированной фазы материала, которую легче транспортировать. В одном конкретном варианте осуществления изобретения датчики влагосодержания подобны датчикам моделей МСТ 300, МСТ 600 и МСТ 101-Т, поставляемым Ргосекк 8еикогк Согрогайои, МПГогй. Маккасйикейк. Как в случае с любым контейнером высокого давления в любой описанной здесь системе, контейнер 820а для шлама системы 800 может иметь объем от 0,05 до 0,2 м³.

На фиг. 11 показана система 830, соответствующая настоящему изобретению, в которой конвейер 831, приводимый системой 832, из двигателя/зубчатой передачи подает буровой шлам в две вихревые сушилки 833. Шлам, обработанный вихревыми сушилками 833, подается конвейерными системами 834 в загрузочную воронку 835 системы 836 подачи (подобной системе 820, показанной на фиг. 10). Одна из вихревых сушилок 833 имеет экран, который забивается, если буровой шлам имеет частицы близкого размера (близкого размера означает размер частиц бурового шлама, произведенного при бурении, которые имеют распределение по размерам, подобное размеру ячеистых отверстий экранов просеивающего устройства; частицы близкого размера могут застревать в ячейках экрана, забивая экран), и в этот момент влажный буровой шлам вытекает из вихревой сушилки. Это обнаруживается датчиком 831 влажности, который посылает сигнал второй вихревой сушилке, которая имеет экран с размером ячеек, отличным от первой вихревой сушилки, и, таким образом, может работать с этим размером частиц. Система 836 производит обработанную выбуренную породу, которая выходит в трубопровод 837.

На фиг. 12 показана система 850, соответствующая настоящему изобретению, подобная системе, показанной на фиг. 11, которая имеет конвейерную систему 851, приводимую системой 852 из двигателя/зубчатой передачи, которая транспортирует буровой шлам от вибрационных сит для бурового раствора, гидроциклонов и/или центрифуг к вихревым сушилкам 853, которые, в свою очередь, подают высушенный буровой шлам через желоб 854 к подающему устройству 856 (подобному подающему устройству 836), которое подает буровой шлам в выходной трубопровод 857. Вихревые сушилки 853 имеют загрузочные воронки 854 под ними, которые питают подающее устройство 856.

На фиг. 13 показана система 900, соответствующая настоящему изобретению, для буровой установки К, в которой буровой шлам (например, от вибрационных сит для бурового раствора, центрифуги) течет к подающему устройству 906 (подобному подающему устройству 820, 836, 856) с вихревой сушилкой 907. Подающее устройство 906 обрабатывает шлам и подает его в контейнер для хранения отходов, который может быть контейнером типа, показанного на фиг. 1А, 1С или 7 А. Если показания датчика влажности в подающем устройстве 906 указывают, что буровой шлам сухой, контроллер (не показан) отклоняет поток бурового шлама от подающего устройства 906 или к внутренним насыпным накопите

- 14 013299 лям 910, встроенным в установку В, или во внутренний трюм 911 в судне В обеспечения (если судно обеспечения в наличии). Если показания датчика влажности указывают, что буровой шлам влажный, контроллер отклоняет поток бурового шлама в контейнер 1 для хранения влажных отходов на установке В или на судне В. Внутренние насыпные накопители, встроенные в установку В, и внутренний трюм в судне В обеспечения способны обращаться с сухим насыпным материалом, но не влажным насыпным материалом. Таким образом, оценивая степень сухости бурового шлама, можно хранить буровой шлам во внутренних насыпных накопителях 910, встроенных в установку В, или во внутреннем трюме 911 в судне В обеспечения. Влажный буровой шлам может быть загружен и храниться в контейнере для хранения отходов типа, показанного на фиг. 1, или может повторно обрабатываться в сушилке для бурового шлама, такой как вихревая сушилка или сушилка для шлама типа, описанного в документах АО 2004/000762 и СВ-Л-2297702, и повторно проверяться на влажность.

На фиг. 14 показана система 920, соответствующая настоящему изобретению, в которой вибрационные сита 921 для бурового раствора подают выбуренный материал на винтовой или ленточный конвейер 922, который подает материал в вихревую сушилку 923, которая подает высушенный материал в герметизированное винтовое подающее устройство 924 под давлением (подобное устройству шнекового питателя, показанному на фиг. 8А, 9А и 10-12). Материал, обработанный в герметизированном винтовом подающем устройстве 924, выходит для передачи в линию 925. Жидкость, извлеченная из вихревой сушилки 923, течет по линии 926 в бак-сборник 927, из которого она откачивается насосом 928 по линии 929 в центрифугу 930. Твердые частицы из центрифуги 930 проводятся по линии 931 для удаления в отходы, и жидкость накачивается на линии 932 в бак-сборник 933. Насос 934 откачивает жидкость из бакасборника 933 или в линию 939 в систему 935 возврата бурового раствора (с закрытым клапаном 936 и открытым клапаном 938), или назад в вихревую сушилку 923 по линии 937 (с открытым клапаном 936 и закрытым клапаном 938).

На фиг. 15 показана система 950, соответствующая настоящему изобретению, в которой герметизированное устройство шнекового питателя 952 под давлением избирательно подает буровой шлам в контейнеры 953 для хранения высушенного шлама или в контейнер 954 для хранения влажного бурового шлама. Измеритель 955 влажности, расположенный в загрузочной воронке 968, определяет влагосодержание материала бурового шлама, и контроллер 960, сообщающийся с измерителем 955 влажности, управляет перепускным клапаном 956 таким образом, что адекватно высушенный шлам направляется в контейнеры 953 для хранения бурового шлама, тогда как поток к системе контейнера 954 перекрыт, и влажный шлам направляется в систему контейнера 954, тогда как поток в контейнеры 953 перекрыт. Каждый контейнер 953 может иметь его собственный перепускной клапан 957 таким образом, что поток в каждую коробку избирательно регулируется контроллером 960.

В некоторых вариантах осуществления изобретения герметизированное винтовое подающее устройство 952 под давлением подобно устройству, показанному на фиг. 8А и 26, контейнер 954 для хранения влажного бурового шлама подобен контейнеру для хранения влажного бурового шлама, показанному на фиг. 10, и контейнеры 953 для хранения высушенного бурового шлама подобны контейнерам, показанным на фиг. 1В, 3В и 10. Контроллер 960 управляет электродвигателями каждого конвейера в системе 950.

В каждой из систем, показанных на фиг. 10-15, пригодная система управления управляет различными компонентами и сообщается с датчиками влажности, клапанами, конвейерами и двигателями.

Способ перемещения бурового шлама от морской буровой установки, расположенной на воде, на судно, находящееся на воде вблизи указанной морской буровой установки, причем указанный буровой шлам нагружен буровым раствором, включает подачу бурового шлама, полученного при операции бурения, в устройство для обработки бурового шлама, содержащее устройство с вращающимся кольцевым экраном, обработку бурового шлама устройством для обработки бурового шлама, производящим обработанный буровой шлам и вторичный материал, включающий буровой шлам и буровой раствор, и обработанный буровой шлам включает буровой раствор, подачу обработанного бурового шлама из устройства для обработки бурового шлама в устройство с продувочным баком положительного давления, имеющее бак, который принимает обработанный буровой шлам от устройства для обработки бурового шлама, подачу вторичного материала из устройства для обработки бурового шлама во вторичное устройство, и подачу воздуха под давлением в бак в устройства с продувочным баком положительного давления для удаления бурового шлама из бака и продвижения бурового шлама к третичному устройству. В одном конкретном варианте осуществления изобретения вторичное устройство представляет собой фильтрующее центрифужное устройство, при этом способ также включает обработку вторичного материала фильтрующим центрифужным устройством, создание вторичного бурового раствора и вторичного бурового шлама. В одном варианте осуществления изобретения перед подачей бурового шлама из устройства для обработки бурового шлама в устройство с продувочным баком положительного давления буровой шлам подают в дробильное устройство для разбивания агломератов бурового шлама и затем подают их из дробильного устройства в устройство с продувочным баком положительного давления.

В одном варианте осуществления изобретения, когда согласно способам вторичное устройство представляет собой фильтрующее центрифужное устройство, способы включают обработку вторичного

- 15 013299 материала центрифужным устройством, получение вторичного бурового раствора и вторичного бурового шлама, рециркуляцию указанного вторичного бурового раствора для повторного использования при операции бурения, подачу указанного вторичного бурового шлама в дробильное устройство для разбивания агломератов указанного вторичного бурового шлама, подачу вторичного бурового шлама из дробильного устройства в устройство с продувочным баком положительного давления, и/или, перед подачей бурового шлама из устройства для обработки бурового шлама в устройство с продувочным баком положительного давления, подачу указанного бурового шлама в дробильное устройство для разбивания агломератов указанного бурового шлама и затем подачу указанного бурового шлама из дробильного устройства в устройство с продувочным баком положительного давления.

Способ перемещения материала бурового шлама, включающего буровой шлам и буровой раствор, включает подачу материала бурового шлама в устройство для обработки бурового шлама, включающее устройство с вращающимся кольцевым экраном, обработку материала бурового шлама устройством для обработки бурового шлама, производящим обработанный буровой шлам и вторичный материал, включающий буровой шлам и буровой раствор, причем указанный обработанный буровой шлам включает буровой раствор, передачу с рабочей средой под положительным давлением обработанного бурового шлама из устройства для обработки бурового шлама в трубопроводное устройство, применяя воздух под положительным давлением к трубопроводному устройству для непрерывного перемещения в нем обработанного бурового шлама, непрерывное перемещение обработанного бурового шлама с воздухом под давлением к разделительному устройству и при непрерывном отделении разделительным устройством обработанного бурового шлама от воздуха.

Предложена система для перемещения бурового шлама, имеющая перемещающее устройство для перемещения бурового шлама, устройство для обработки бурового шлама для подачи в резервуарное устройство, причем устройство для обработки бурового шлама включает устройство с вращающимся кольцевым экраном, резервуарное устройство для приема бурового шлама из устройства для обработки бурового шлама, трубопроводное устройство для приема бурового шлама из резервуарного устройства, устройство с рабочей средой под давлением для воздействия воздухом под положительным давлением на буровой шлам и для непрерывного перемещения бурового шлама через трубопроводное устройство и к разделительному устройству, и устройство разделения для непрерывного приема бурового шлама через трубопроводное устройство, причем устройство разделения предназначено для отделения бурового шлама от воздуха.

Способ транспортировки пасты, включающий буровой шлам, нагруженный жидкостью, содержащий подачу пасты в устройство для обработки бурового шлама, содержащее устройство с вращающимся кольцевым экраном, уменьшающее вес указанной пасты в устройстве для обработки бурового шлама посредством удаления жидкости из пасты, при этом устройство для обработки бурового шлама производит материал, который включает буровой шлам и жидкость, подачу произведенного материала из устройства для обработки бурового шлама в контейнер, применение сжатого газа в контейнере для вызова вытекания произведенного материала из контейнера, при этом контейнер включает коническую часть загрузочной воронки, которая, по меньшей мере, в ходе выпуска произведенного материала формирует нижнюю секцию контейнера, и угол раствора конуса ниже критического значения, требуемого для достижения потока массы произведенного материала.

Предложены системы и способы для перемещения материала, который имеет низкую плотность шлама (например, с удельным весом от 2,3 до 4,0 и в одном варианте осуществления изобретения приблизительно 2,7 или ниже) и высокую плотность частиц (например, 2 фунта на галлон-4 фунта на галлон или выше), при помощи газовой рабочей среды положительного давления, например воздуха или пара. В других вариантах осуществления изобретения шлам, который необходимо обрабатывать, например поступающий от вибрационных сит для бурового раствора, имеет удельный вес 1,8 (1800 кг/м³; 15 фунтов на галлон), и некоторые выбуренные породы высокой плотности имеют удельный вес 2,5 (21 фунтов на галлон). В одном конкретном варианте осуществления изобретения материал представляет собой жидкий раствор, который включает буровой шлам из ствола скважины, скважинные буровые растворы, буровые грязи, воду, нефть и/или эмульсии со шламом, присутствующим с изменяющимся весовым процентным содержанием в жидком растворе.

Термин плотность шлама относится к материалу из скважины в воздушном потоке и термин плотность частиц относится к материалу до его включения в воздушный поток.

В некоторых вариантах осуществления изобретения системы и способы обеспечивают непрерывную или почти непрерывную транспортировку материала.

Предложены системы со средствами хранения твердых частиц, которые будут перемещены, и устройством для смешивания тяжелых твердых частиц, которые будут транспортироваться при помощи газовой рабочей среды, например, но не ограничиваясь ими, воздуха или пара под положительном давлением, то есть выше атмосферного давления. В одном варианте осуществления изобретения скорость перемещающихся твердых частиц понижают, используя, например, разделительное устройство, и затем твердые частицы накапливают в накопительном устройстве (например, резервуарах, коробках, контейнерах хранения). В некоторых вариантах осуществления изобретения используют резервуары автоматиче

- 16 013299 ской разгрузки, которые имеют систему перемещения твердых частиц с положительным давлением. Такие резервуары могут иметь системы для измерения количества твердых частиц в резервуарах и указания этого количества.

В одном варианте осуществления изобретения устройство понижает плотность жидкого раствора материала. Такое устройство включает устройство замедлителя/сепаратора.

Claims (47)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для избирательного хранения бурового шлама, содержащее контейнер (2) высокого давления, способный выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 2 бар, и имеющий первое отверстие (7) для введения материала бурового шлама в контейнер (2) высокого давления и второе отверстие (9) для выведения бурового шлама из контейнера (2) высокого давления, трубопровод для перемещения бурового шлама посредством приложения к нему положительного давления воздуха, перемещающее средство (21, 26), имеющее перемещающий элемент (21), расположенный в контейнере (2) и подвижный вблизи второго отверстия (9) для облегчения прохождения бурового шлама во второе отверстие для загрузки указанного трубопровода.
2. 2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее коробку (18), предназначенную для приема бурового шлама, проходящего через второе отверстие (9), и имеющую выпускное отверстие (20) для шлама для соединения с указанным трубопроводом.
3. 3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее впускное отверстие (19) для сжатого газа для воздействия сжатым газом на буровой шлам для облегчения его перемещения через выпускное отверстие (20) для бурового шлама.
4. 4. Устройство по п.2, в котором в контейнере (2) высокого давления расположено уравновешивающее впускное отверстие (5) для сжатого воздуха для предотвращения вдувания бурового шлама назад из коробки (18) в контейнер (2) высокого давления в процессе выпуска.
5. 5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором указанный трубопровод имеет диаметр в пределе от 50 до 200 мм.
6. 6. Устройство по любому из пп.1-4, в котором контейнер (2) высокого давления способен выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 4 бар.
7. 7. Устройство по способу из пп.1-4, в котором контейнер (2) высокого давления способен выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 7 бар.
8. 8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором перемещающее средство (21, 26) дополнительно содержит приводное средство (26), соединенное с перемещающим элементом (21) для его перемещения (21).
9. 9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором перемещающий элемент представляет собой шнековый питатель (14, 750).
10. 10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором второе отверстие (9) имеет определенную длину и перемещающий элемент (21) содержит удлиненный элемент (22), предпочтительно имеющий длину, по существу, равную длине второго отверстия (9) или превышающую ее.
11. 11. Устройство по п.10, в котором удлиненный элемент (22) имеет край, конфигурированный для облегчения перемещения бурового шлама ко второму отверстию.
12. 12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором второе отверстие (9) имеет определенную ширину и перемещающий элемент (21) способен перемещаться назад и вперед поперек указанной ширины.
13. 13. Устройство по п.10, в котором удлиненный элемент (22) имеет изогнутую часть внешнего периметра с присоединенным к ней приводным валом (25).
14. 14. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором перемещающий элемент (21) содержит раму, имеющую часть внешнего периметра в целом в форме глаза.
15. 15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором перемещающее устройство (11) содержит шнек (13).
16. 16. Устройство по п.15, в котором шнек (11) расположен под вторым отверстием (9).
17. 17. Устройство по п.15, в котором шнек (11) расположен в желобе (10).
18. 18. Устройство по любому из пп.15-17, дополнительно содержащее двигатель для вращения шнека.
19. 19. Устройство по п.18, дополнительно содержащее пальцы (17), расположенные на конце шнека для облегчения выпуска бурового шлама из шнека (13).
20. 20. Устройство по любому из пп.15-19, в котором шнек (11) содержит по меньшей мере одну лопасть (14) с постоянным шагом.
21. 21. Устройство по любому из пп.15-19, в котором шнек (11) содержит по меньшей мере одну лопасть (14) с переменным шагом.
22. 22. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее вентиляционный клапан (8а) для предотвращения превышения давления в контейнере.
23. 23. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее закрывающее

    - 17 013299 средство (532) для избирательного закрытия второго отверстия (9).
24. 24. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее центральный шток (77) и множество проходящих от него пальцев или щетин (74).
25. 25. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давления имеет, по существу, плоское внутреннее основание (3).
26. 26. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давления имеет по меньшей мере одну, по существу, вертикальную стенку.
27. 27. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давления имеет куполообразную верхнюю часть (4).
28. 28. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давления имеет, по существу, цилиндрическую форму, по существу, с круглым основанием (3), при этом второе отверстие (9) проходит сквозь основание (3).
29. 29. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором первое отверстие (7) имеет расположенный в нем клапан (478) для регулирования поступления бурового шлама.
30. 30. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором первое отверстие (7) имеет невозвратный клапан (8) для предотвращения выхода бурового шлама через первое отверстие (7).
31. 31. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (472) имеет две стороны (475), наклоненные под углом друг к другу.
32. 32. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер имеет коническую часть (55) загрузочной воронки.
33. 33. Устройство по п.32, в котором коническая часть (55) загрузочной воронки имеет угол раствора конуса и формирует нижнюю секцию контейнера, и угол раствора конуса меньше критического значения, требуемого для достижения потока массы бурового шлама.
34. 34. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давления имеет емкость от 0,15 до 1 м³.
35. 35. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контейнер (2) высокого давле- ₃ ния имеет емкость, составляющую по меньшей мере 3 м .
36. 36. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее датчик (821, 831, 955) для определения влагосодержания бурового шлама.
37. 37. Устройство по п.36, дополнительно содержащее загрузочную воронку (835), и датчик (821, 831, 955) определения влагосодержания расположен в загрузочной воронке (835).
38. 38. Устройство по п.36, в котором датчик определения влагосодержания расположен в контейнере.
39. 39. Устройство по любому из пп.36-38, дополнительно содержащее контроллер (701) для сбора данных от датчика (821, 831, 955) определения влагосодержания и средство (802, 805, 956, 957) для отклонения бурового шлама в ответ на полученные данные.
40. 40. Устройство по п.39, в котором указанное средство (956, 957) содержит перепускной клапан (956, 957) для отклонения бурового шлама.
41. 41. Устройство по п.39 или 40, в котором указанное средство (802) включает винтовой конвейер (802).
42. 42. Устройство по любому из пп.39-41, дополнительно содержащее контейнер высокого давления для хранения сухого бурового шлама.
43. 43. Устройство по любому из пп.39-42, дополнительно содержащее контейнер высокого давления для хранения влажного бурового шлама.
44. 44. Устройство по п.42, в котором контейнер высокого давления для хранения сухого бурового шлама представляет собой внутренний насыпной контейнер.
45. 45. Устройство по п.42, в котором контейнер высокого давления для хранения сухого бурового шлама представляет собой внутренний трюм судна или баржи.
46. 46. Устройство по п.42, в котором контейнер высокого давления для хранения влажного или сухого бурового шлама представляет собой дополнительное устройство для избирательного хранения бурового шлама, содержащее контейнер высокого давления, имеющий первое отверстие для введения материала бурового шлама в контейнер высокого давления, второе отверстие для выведения материала бурового шлама из контейнера высокого давления, и перемещающее средство, имеющее перемещающий элемент, расположенный в контейнере высокого давления и подвижный вблизи второго отверстия для облегчения прохождения бурового шлама во второе отверстие, при этом указанное дополнительное устройство име- ет емкость для хранения, составляющую по меньшей мере 3 м .
47. 47. Способ перемещения бурового шлама, содержащий загрузку контейнера (2) высокого давления, способного выдерживать рабочее давление, составляющее по меньшей мере 2 бар, через первое отверстие (7), и использование перемещающего средства (21, 26), имеющего перемещающий элемент (21) в контейнере (2) высокого давления, для облегчения прохождения бурового шлама через второе отверстие (9) в трубопровод, и приложение положительного давления воздуха к буровому шламу для его перемещения по трубопроводу.