EA023125B1

EA023125B1 - Усовершенствованный вибрационный сетчатый фильтр для вибрационного сита для бурового раствора

Info

Publication number: EA023125B1
Application number: EA201270599A
Authority: EA
Inventors: Бьерн Даль
Original assignee: Оптипро Ас
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2016-04-29
Also published as: CA2815175A1; AU2010313848B9; EA201270599A1; CA2815175C; US9180493B2; HK1175433A1; CN102665941B; NO336396B1; EP2493631A2; AU2010313848A1; WO2011053152A3; US20160052022A1; DK2493631T3; EP2942112A1; WO2011053152A2; AU2010313848B2; EA201500753A1; NO20093231A1; HK1217468A1; BR112012010118A8

Abstract

Изобретение относится к усовершенствованному вставляемому фильтрующему элементу (8) для вибрационного сетчатого фильтра (2) с основной рамой (1), предназначенной для установки в вибрационном сите (7), предназначенном для очистки скважинного флюида от шлама. Вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит слой ситовой ткани (20) поверх опорного слоя (18, 17) во вставляемом фильтрующем элементе (8), содержащем раму (81) вставляемого фильтрующего элемента, подлежащую удерживанию в элементарной раме (4), и содержит предварительно напряженный механизм (10, 12, 13, 15) фиксации, содержащий фиксирующий профиль (85), предназначенный для фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента в элементарной раме (4). Механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации содержит механизм (12, 13, 14) смещения, предназначенный для расфиксации посредством перемещения фиксирующего профиля (85) для вывода его из контактного взаимодействия с краевым профилем (5) элементарной рамы (4) для отделения рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от элементарной рамы (4).

Description

Изобретение относится к усовершенствованному вибрационному сетчатому фильтру, предназначенному для вибрационного сита для бурового раствора или для обычной машины для фильтрации скважинного флюида. Более точно, изобретение относится к сетчатому фильтру, предназначенному для использования в вибрационном сите для очистки бурового раствора от шлама для удаления нежелательных частиц из скважинного флюида в процессе бурения нефтяной скважины в нефтедобывающей промышленности. Частицы, которые отделяются, могут представлять собой выбуренную породу, частицы скальных пород, металлические частицы, добавки и химические вещества в твердом состоянии. Скважинный флюид может представлять собой буровой раствор на водной основе (^ВМ: буровой раствор на водной основе) или скважинный флюид на нефтяной основе (ОВМ: буровой раствор на нефтяной/углеводородной основе), если фильтрация происходит во время бурения. Если циркуляция должна проводиться при других обстоятельствах, отличных от бурения, например, для обеспечения выхода из скважины при циркуляции во время заканчивания пробуренной и обсаженной скважины для получения эксплуатационной скважины, жидкость называют раствором для заканчивания скважины.

Существуют патенты, в которых описаны вибрационные сетчатые фильтры с элементарными рамами. Подобные вибрационные сетчатые фильтры обычно имеют целый поддерживающий слой для первичной очистки и, по меньшей мере, одну ситовую ткань с более мелкими ячейками, простирающуюся над всеми элементарными рамами сверху и прикрепленную к элементарным рамам. Ситовая ткань с более мелкими ячейками имеет заданную границу разделения фракции, то есть наибольший размер частиц, которые могут проходить через нее.

В документе СВ 224591А Ва11еу описывает способ ремонта поврежденных ситовых тканей в вибрационных ситах, при этом вибрационные сита в принципе имеют ситовую ткань, которая закрывает все вибрационное сито или может быть заменена ячейка за ячейкой при разрыве или изнашивании. Поврежденные ситовые ткани и расположенное под ними поддерживающее полотно, которое закрывает элементарную раму, полностью срезают и устанавливают заменяющую ячейку с той же тканью и рамой, которая устанавливается в элементарной раме. Таким образом, вся рама фильтра может быть отремонтирована ячейка за ячейкой. Сменная ячейка в документе СВ 2245191 имеет раму, которая может быть установлена на место с защелкиванием в элементарной раме в основной раме. Риск, связанный с этим, состоит в том, что при отрезке ситовой ткани и поддерживающего полотна в элементарной раме локальное натяжение в оставшейся ситовой ткани и поддерживающем полотне будет утеряно, так что возникает риск расслаивания между оставшейся ситовой тканью и поддерживающим полотном и расположенной ниже конструкцией с элементарными рамами.

В заявке на патент Великобритании СВ 2245191А описана прямоугольная основная рама, которая отформована из пластика, такого как полиэфирная смола, армированная стекловолокном. Рама содержит основную раму, которая разделена поперечинами на прямоугольные ячейки идентичной формы. Некоторое число элементарных картриджей с натянутой ситовой тканью может быть зафиксировано с возможностью извлечения в данной основной раме.

Существует несколько типов вибрационных сит, предназначенных для использования в грохотах, предназначенных для отделения частиц. В принципе они могут быть разделены на две основные категории:

А - рамные фильтры, подобные показанным в документе СВ 2245191А, с жесткой основной рамой, разделенной на элементарные рамы, закрытые опорным слоем и ситовой тканью, при этом основная рама выполнена с возможностью вставки в вибрационное сито (для очистки бурового раствора от шлама).

В - фильтры с крюкообразными полосками, размещенные в виде ситовой ткани с жесткими загнутыми металлическими крепежными профилями, выполненными с возможностью прикрепления к соответствующим крепежным профилям в вибрационном сите.

Подкатегории фильтров с крюкообразными полосками содержат барабан, покрытый ситовой тканью снаружи, и ленту, содержащую ситовую ткань.

В заявке на патент Великобритании СВ 2349102 описана рама фильтра с решеткой из вспомогательных элементарных рам с вставляемыми фильтрующими элементами, предусмотренными с фиксаторами с защелками для фиксации вставляемых фильтрующих элементов в элементарной раме. Кроме того, вставляемые фильтрующие элементы выполнены с возможностью извлечения их из элементарных рам посредством использования молотка или тому подобного с нижней стороны рамы фильтра. Таким образом, вставляемые фильтрующие элементы могут быть заменены при необходимости.

В патенте США И8 6290068В1 раскрыт комплект сеток фильтра для вибрационного сепаратора, содержащего ряды гребнеобразных выступов и впадин фильтрующего сетчатого материала, расположенного снаружи вдоль плоской сетки фильтра. Подобные ряды из фильтрующего сетчатого материала могут быть вставлены в панель или вытянуты из панели для плоской сетки фильтра и заменены таким образом.

В документе И8 2004/0074821 описана рама с фильтрующей тканью и с элементарными рамами, в которой предусмотрены четыре опорные стойки, служащие опорой для каждого вставляемого фильтрующего элемента. Два перекрещивающихся слоя вспомогательных элементарных рам обеспечивают удерживание ряда опорных стоек. Каждая опорная стойка расположена в группах по четыре и выполнена с пазом, предназначенным для приема рамы для вставляемого фильтрующего элемента, вместо стан- 1 023125 дартной прямоугольной рамы фильтра с решеткой из образующих одно целое элементарных рам для вставляемых фильтрующих элементов. Вставляемые фильтрующие элементы выполнены с соединяемыми с защелкиванием рамами с крюками, обращенными наружу и выполненными с возможностью фиксации в принимающих продольных канавках в элементарных рамах.

В документе И8 2006/0219608 проиллюстрированы шпунтовые соединения с предусмотренными для них уплотнительными элементами между соединяемыми рамами с фильтрующей тканью, предназначенными для вибрационных сит для очистки бурового раствора. Рамы с фильтрующей тканью как таковые согласно данной заявке на патент США демонстрируют слои из целых фильтрующих тканей, простирающиеся на всей протяженности рамы для фильтрующей ткани.

Важной проблемой, связанной с известными фильтрами вибрационных сит, является сравнительно малый срок службы до изнашивания и возникновения отверстий в ситовой ткани. Сечение стандартной ситовой ткани показано на фиг. 9а и разъяснено ниже более подробно. При использовании рамы фильтра имеет место перемещение поддерживающего полотна и верхней фильтрующей ткани друг относительно друга, вызывающее чрезмерное внутреннее трение между ними в точках пересечения, где проволоки поддерживающего полотна перекрещиваются друг с другом и образуют остроконечные вершины, см. фиг. 9Ь, 9с и 96. Когда верхняя сторона фильтрующей ткани подвергается воздействию веса скважинного флюида и ударных воздействий со стороны выбуренной породы из геологической формации, фильтрующая ткань прижимается вниз к нижерасположенным вершинам и, как правило, изнашивается во всех подобных точках. Отверстия в показанном здесь, поддерживающем полотне имеют размеры, составляющие приблизительно 850x850 мкм, то есть 0,85x0,85 мм, и диаметр проволок составляет 330 мкм, то есть 0,33 мм. Сама фильтрующая ткань значительно тоньше, и заданная степень тонкости зависит от границы разделения фракций, которая желательна для подвергнутого фильтрации флюида. Отверстия в фильтрующей ткани имеют размер, составляющий в данном случае 76x76 мкм, то есть 0,076 мм х 0,076 мм, и диаметр проволоки составляет 30 мкм, то есть 0,030 мм.

Износ и разрыв фильтрующих тканей в вибрационных ситах представляют собой главные проблемы в промышленности в настоящее время и приводят к возникновению негативных условий во время бурения, поскольку сравнительно большие количества нефильтрованной жидкости/частиц проходят через ткани вибрационного сита. Ненадлежащий гранулометрический состав частиц может отрицательно повлиять на ход бурения, поскольку состав и свойства будут не такими, как намеченные, ни в течение соответствующего интервала бурения, ни также во время перемещения вниз по бурильной трубе к долоту и во время перемещения обратно вместе с выбуренными частицами и выбуренной породой на пути между стенкой ствола скважины и бурильной трубой, по стояку или обратно в систему для обработки бурового раствора на буровой установке. На норвежском континентальном шельфе индустрия имеет дело с выработкой 2,7 м³ пластовых масс на используемую раму с фильтрующим ситом при площади фильтрующего материала с приблизительно 20% заплат или отремонтированного материала, в то время как при использовании усовершенствованной рамы для фильтрующего сита с модульными фильтрами в элементарных рамах по настоящему изобретению ожидается многократное увеличение срока службы каждой рамы фильтра.

В документе 1АЭС/8РЕ 103934 (ΙΛΌΟ - 1йетпабоиа1 Лккошабои οί Ότί11ίη§ СойтасЮтк - Международная ассоциация буровых подрядчиков, 8РЕ - 8оае1у οί Ре1то1еит Еидтеетк -Общество инженеровнефтяников (США)) приведено больше информации о предмете изобретения, относящейся к предшествующему уровню техники.

Изобретение представляет собой усовершенствованный вставляемый фильтрующий элемент (8) для вибрационного сетчатого фильтра (2) с основной рамой (1), выполненной с возможностью вставки в вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама и для фильтрования скважинных флюидов, таких как буровой раствор, при этом указанный вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит один или несколько слоев ситовой ткани (20), расположенных поверх опорного слоя (18, 17) в раме (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненной с возможностью удерживания в элементарной раме (4).

Отличительными признаками изобретения являются предварительно напряженный механизм (10, 12, 13, 15) фиксации, содержащий фиксирующий профиль (85), выполненный с возможностью фиксации указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента в указанной элементарной раме (4);

при этом механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации дополнительно содержит механизм (12, 13, 14) смещения, выполненный с возможностью обеспечения расфиксации посредством перемещения указанного фиксирующего профиля (85) для вывода его из контактного взаимодействия с краевым профилем (5) указанной элементарной рамы (4) для отделения указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от указанной элементарной рамы (4).

Изобретение в соответствии с первым аспектом представляет собой усовершенствованный вибрационный сетчатый фильтр (2) для вибрационного сита (7), предназначенного для очистки скважинного флюида от шлама, содержащий следующие элементы:

- 2 023125 основную раму (1), выполненную с возможностью вставки в вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама и для фильтрации бурового раствора предпочтительно во время вибрации, при этом основная рама (1) разделена на множество элементарных рам (4) меньшего размера, один или несколько вставляемых фильтрующих элементов (8) с одним или несколькими слоями ситовых тканей (20) поверх по меньшей мере одного поддерживающего полотна или опорного слоя (18, 17), при этом каждый вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит раму (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненную с возможностью ее удерживания в элементарной раме (4) в основной раме, при этом рама (81) по меньшей мере одного вставляемого фильтрующего элемента содержит механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации, выполненный соответственно с возможностью фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента при желании в предпочтительном положении в элементарной раме (4) или отделения рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от элементарной рамы (4).

В соответствии с другим аспектом изобретение представляет собой усовершенствованный вставляемый фильтрующий элемент (8) для вибрационного сетчатого фильтра (2) для вибрационного сита (7), предназначенного для очистки скважинного флюида от шлама, при этом вибрационный сетчатый фильтр (2) имеет основную раму (1), выполненную с возможностью установки в вибрационном сите (7), предназначенном для вибрационной очистки скважинного флюида от шлама и для вибрационной фильтрации скважинного бурового раствора, при этом основная рама (1) разделена на некоторое число элементарных рам (4) меньшего размера, отличающийся тем, что вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит следующие элементы:

один или несколько слоев ситовых тканей (20) поверх по меньшей мере одного поддерживающего полотна или опорного слоя (18, 17), при этом каждый вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит раму (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненную с возможностью ее удерживания в элементарной раме (4) в основной раме, при этом рама (81) по меньшей мере одного вставляемого фильтрующего элемента содержит механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации, выполненный с возможностью фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента при желании в предпочтительном положении в элементарной раме (4) и соответственно отделения рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от элементарной рамы (4).

Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Первое преимущество изобретения заключается в том, что фильтрующая способность вибрационного сита в целом изменяется и улучшается за счет того, что оно содержит вставляемые фильтрующие элементы или фильтрующий патрон обычного типа или типа согласно изобретению, при этом при износе или в случае необходимости ремонта они заменяются новыми вставляемыми фильтрующими элементами согласно изобретению. Благодаря тому, что фильтрующий патрон в элементарной раме имеет отверстие, которое во всех основных аспектах эквивалентно периферии элементарной рамы (4), оставшаяся площадь зоны фильтрации после ремонта будет почти всегда близка к 100% от исходной, поскольку на всю площадь зоны фильтрации не оказывает влияния зона с заплатой, как в предшествующем уровне техники, но она заменена новым вставляемым фильтрующим элементом с неповрежденной фильтрующей тканью.

Вторым преимуществом изобретения являются значительно уменьшенные затраты времени на ремонт вибрационного сетчатого фильтра посредством замены ситовой ткани в элементарной раме (4) новым вставляемым фильтрующим элементом (8). По сравнению с традиционным ремонтом ситовой ткани в соответствии с известной технологией наложения заплат затраты времени на замену на новый вставляемый фильтрующий элемент, вероятно, будут меньше 1/10 от затрат времени, соответствующих использованию предшествующего уровня техники.

Третье преимущество одного варианта осуществления изобретения заключается в том, что достигается уменьшенный износ фильтрующей ткани вследствие уменьшенного внутреннего трения между фильтрующей тканью (или фильтрующими тканями 20, 21) и образующим подложку опорным слоем (17) или поддерживающим полотном (18). Опорный слой (17), который в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения содержит предварительно натянутые проволоки (171), выполненные из пригодного материала (из стали или синтетического материала), расположен параллельно и, таким образом, имеет более гладкую поверхность по сравнению с пиками, которые образует традиционное плетеное металлическое поддерживающее полотно, и, таким образом, обеспечивает уменьшенный износ вышележащей фильтрующей ткани как вследствие того, что поверхность контакта между проволоками (117) опорного слоя и вышележащей ситовой тканью (20) становится ровной и гладкой, так и вследствие того, что избегают пиков в местах пересечения проволок (181) в обычном плетеном металлическом поддерживающем полотне (18).

Четвертое преимущество одного варианта осуществления изобретения заключается в том, что оно обеспечивает возможность использования множества разных комплектов различных вставляемых фильтрующих элементов в одном и том же вибрационном сетчатом фильтре (вибрационном сите). Под филь- 3 023125 трующей тканью (20) понимается тканый комплект из проволоки, синтетического материала, проницаемых мембран или проницаемой фольги, при этом каждый из данных элементов должен отфильтровывать или пропускать частицы определенного размера или гранулометрического состава (Ρ8Ό). Это создает возможность активного регулирования общей фильтрующей способности вибрационного сетчатого фильтра для получения заданного распределения размеров частиц Ρ8Ό в скважинном флюиде посредством установки для первичной очистки на буровой установке, которое желательно, исходя из того, что в получающемся в результате фильтрованном скважинном флюиде желательно обеспечить не только как можно меньшую максимальную границу разделения фракций, но и распределение частиц в целом, при котором имеются разные заданные количества частиц с разными размерами.

Пятое преимущество одного варианта осуществления изобретения состоит в том, что вставляемые фильтрующие элементы (8) могут содержать цветную метку, зависящую от границы разделения фракций или распределения размеров частиц в них, при этом качество каждого фильтрующего элемента характеризуется присущей ему комбинацией цветов. Цветная метка может уменьшить риск установки фильтрующих элементов с неверной границей разделения фракций.

Шестое преимущество одного варианта осуществления изобретения заключается в том, что вставляемый фильтрующий элемент может быть предусмотрен с датчиками для последовательного определения и регистрации в реальном времени состояния ситовой ткани, например, посредством степени износа и фильтрующей способности. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения информация о состоянии рам вставляемых фильтрующих элементов может быть сохранена посредством технологии радиочастотной идентификации и может быть передана в диспетчерскую на буровой установке и на берегу.

Посредством данной регистрации можно получить историю использования как для каждого отдельного вставляемого фильтрующего элемента, так и для каждой отдельной рамы фильтра.

Седьмым преимуществом одного варианта осуществления изобретения является адаптированная входная прокладка между сетчатым вибрационным фильтром и вибрационным ситом. Входная прокладка обеспечивает повышение качества первичной фильтрации при почти полном уплотнении между двумя рамами фильтра и между рамой фильтра и плотно охватывающим профилем вибратора, который удерживает рамы вибрационного сита.

Восьмым преимуществом одного варианта осуществления изобретения является уменьшенное использование сырья, поскольку конструкция по изобретению содержит основную раму с продолжительным сроком службы. Основная рама (1) с рамой (3) с элементарными рамами (4) может быть выполнена из металла или может быть создана из прочного композиционного материала с ожидаемым сроком службы, составляющим более 15000 ч работы, то есть приблизительно 2,8 года работы при 40% рабочего времени, затрачиваемых на бурение/циркуляцию/активное использование.

Девятым преимуществом одного варианта осуществления изобретения является получаемое в результате уменьшение объема работ, связанных с логистикой, относящейся к погрузочно-разгрузочным работам и транспортировке рам вибрационных сит на борту и к бурильной платформе и буровой установке и от бурильной платформы и буровой установки, а также уменьшенная требуемая вместимость хранилища на платформе. Это очень важно, поскольку стоимость квадратного метра на бурильной платформе высока и всегда идет борьба за свободное пространство. Меньший груз вследствие наличия вставляемых фильтрующих элементов вместо целых сменных основных рам обеспечивает преимущества с точки зрения логистики, а также положительный эффект для окружающей среды и экономическую выгоду.

Десятым преимуществом в одном варианте осуществления изобретения является выбор материала, а именно пластика, для вставляемых фильтрующих элементов, главным образом поддающегося рециклингу, поддающегося повторному расплавлению термопласта. В альтернативном варианте основная рама может быть изготовлена из термопласта, армированного волокном. Обе данные конструкции обеспечивают возможность повторного использования материалов для вставляемых фильтров и рам.

Одиннадцатым преимуществом одного варианта осуществления изобретения является использование места стабилизации из синтетического или затвердевающего гибкого материала, который спекается с образованием комбинации фильтрующего элемента и поддерживающего полотна/опорного слоя, выполняя функцию уменьшения трения между проволоками внутри в сетках и между проволоками и нижележащим фильтром/опорным слоем/поддерживающим полотном.

Краткое описание чертежей

Изобретение проиллюстрировано на приложенных чертежах, на которых фиг. 1 представляет собой эскиз в изометрической проекции полного модульного сетчатого тканевого фильтра в соответствии с изобретением, содержащего раму фильтра и вставляемый фильтрующий элемент, выполненный с возможностью его удерживания в сетчатом тканевом фильтре и предусмотренный с механизмом фиксации, выполненным с возможностью обеспечения фиксации или отделения каждой из рам вставляемых фильтрующих элементов по отдельности. Ориентация проходящих вдоль длинной стороны поперечин сетчатого тканевого фильтра может быть продольной, или они могут проходить в поперечном направлении основной рамы.

- 4 023125

Фиг. 2 представляет собой эскиз в изометрической проекции основной рамы, в данном случае без установленных вставляемых фильтров.

Фиг. 3 показывает разные эскизы в изометрической проекции так называемого вставляемого фильтрующего патрона, то есть вставляемого фильтрующего элемента. Фиг. 3 а показывает ребристый слой, а именно опорный слой (17) для ситовой ткани (20), представляющий собой место опоры для ситовой ткани и предусмотренный со сборочным винтом, предназначенным для фиксации и расфиксации рамы вставляемого фильтрующего элемента относительно ячейки в основной раме. Фиг. 3Ь показывает вертикальное сечение вставляемого фильтрующего элемента, при этом ребра в ребристом слое и длинная сторона рамы вставляемого фильтрующего элемента разрезаны. Фиг. 3с показывает увеличенное сечение ребра, когда его верхний край удерживает часть прутков или проволок опорного слоя (17) (которые, в свою очередь, служат опорой для ситовой ткани (20), которая не показана).

Фиг. 4 представляет собой изометрическое изображение вырезанной части каркаса основной рамы, которая образует ячейки, содержащие имеющие форму планок продольные фиксирующие профили для рам вставляемых фильтрующих элементов в ячейках.

Фиг. 5 показывают вставляемый фильтрующий элемент в разных аспектах.

Фиг. 5а представляет собой продольное центральное вертикальное сечение на выполненном в изометрической проекции эскизе вставляемого фильтрующего элемента, проходящее через сборочный винт и часть механизма фиксации в открытом положении, которое в предпочтительном варианте осуществления представляет собой положение, которое требует обеспечение натяжения в открытом положении.

Фиг. 5Ь показывает то же, что и фиг. 5а, но в положении фиксации, которое в предпочтительном варианте осуществления представляет собой пассивное положение в случае поломки сборочного винта. Таким образом гарантируется целостность вибрационного сетчатого фильтра, при этом даже если возникнет любое повреждение в механизме расфиксации механизма фиксации, вставляемые фиксирующие элементы удерживаются в заданном положении.

Фиг. 5с показывает то же, что и фиг. 5а и 5Ь, но на данных фигурах рамы вставляемых фильтрующих элементов вставлены в ячейку и находятся соответственно в положении фиксации и расфиксации в фиксирующих профилях в каждой соответствующей элементарной раме в основной раме. В данном случае вставляемый фильтрующий элемент показан с опорным слоем.

Фиг. 56 представляет собой вид в плане, если смотреть с нижней стороны элементарных рам и двух вставляемых фильтрующих элементов, показанных на фиг. 5а, Ь, с. В данном случае показано, как продольные краевые профили вставляемых фильтрующих элементов взаимодействуют в положениях фиксации и расфиксации с краевым профилем элементарной рамы.

В альтернативном варианте осуществления изобретения вставляемые фильтрующие элементы могут иметь фиксированные краевые профили, выполненные с возможностью взаимодействия с активным фиксирующим профилем в элементарной раме (4) основной рамы (1).

Фиг. 6 представляет собой частичный разрез соединения между рамами (1, 2), поскольку обычно две или более рам расположены последовательно в вибрационном сите.

Фиг. 6а показывает расположенные напротив друг друга соединительные профили (6а, 6Ь), выполненные с возможностью контактного взаимодействия друг с другом посредством вталкивания шпунта (6Ь) соединительного профиля ситовых тканей рам (2, 1) в канавку (6а) соединительного профиля. При входе шпунта (6Ь) соединительного профиля в выступающий вниз направляющий профиль 38 для обеспечения контакта между уплотняющими поверхностями (24Ь, 23Ь) для обеспечения тем самым вдавливания/направленного перемещения/направления вниз по шпунту (6Ь) фиксирующего профиля уплотняющая поверхность (24а) плотно прилегает к уплотняющей поверхности (23а). Кроме того, один из соединительных профилей (6Ь) может быть выполнен с возможностью взаимоблокировки с входной прокладкой (25) в раме вибрационного сита. Один из элементов, представляющих собой фиксирующие профили (6) и входную прокладку (25), или как фиксирующие профили (6), так и входная прокладка (25), могут быть гибкими и уплотняющими.

Фиг. 6Ь показывает соответствующие соединительные профили (6а, 6Ь) в контактном взаимодействии. Два вибрационных сита (1, 2) могут быть предусмотрены с соединительным профилем (6Ь) на переднем конце и соединительным профилем (6а) на заднем конце для обеспечения их соединения в их продольном направлении. Соединительный профиль (6Ь) в правой части фиг. 6а соответствует соединительному профилю (6Ь), который основная рама имеет впереди в правой, верхней части фиг. 1. Аналогичная входная прокладка (25) в левой части фиг. 7а также может быть предусмотрена в вибрационном сите для приема и удерживания переднего края соединительного профиля (6Ь) основной рамы (1), как показано на фиг. 7Ь.

Фиг. 6с показывает соответствующие соединительные профили (6а, 6Ь) на стадии их установки.

Фиг. 66 показывает соответствующие соединительные профили (6а, 6Ь) в положении, предназначенном для отсоединения и для вытягивания (36) одного или нескольких полотен (2, 1) вибрационного сита уже в вибрационном сите. При активном перемещении из положения, показанного на фиг. 6Ь, в положение, показанное в данном случае на фиг. 6с, происходит перемещение соединительного профиля (6Ь) в положение (36) извлечения (см. увеличенное детализированное сечение, которое также показывает

- 5 023125 контактирующий профиль).

Фиг. 6е показывает соответствующие друг другу соединительные профили (6а, 6Ь), в данном случае для трех вибрационных сетчатых фильтров (2): наружного, среднего и внутреннего, собранных на одной линии и с обеспечением уплотняющего контактного взаимодействия с входной прокладкой (25).

Фиг. 6ί показывает то же, что и фиг. 6е, при этом дополнительно показана начальная стадия процесса разборки, на которой образуется зазор между уплотняющими профилями (23а, 24а, 23Ь, 24Ь) наружного и среднего сетчатых фильтров (2) вибрационного сита. Направляющий профиль (37) и сцепляющийся профиль (38) находятся в контактном взаимодействии друг с другом, и при этом обеспечивается возможность извлечения и разборки нескольких вибрационных сетчатых фильтров (2) тогда, когда они входят в комплект с первым вибрационным сетчатым фильтром (2).

Фиг. 6д показывает то же, что и фиг. 6ί, при этом дополнительно показан эффект распространения между внутренним и средним полотнами (2) вибрационного сита.

Фиг. 6й показывает то же, что и фиг. 6д, при этом дополнительно показаны вибрационные сетчатые фильтры (2), в данном случае в количестве трех, которые свободны от входной прокладки (25) и в положении готовности к разборке.

Фиг. 7а представляет собой сечение соединительного профиля (6Ь), который вставлен в один конец вибрационного сетчатого фильтра (2), и входная прокладка (25) выполнена адаптированной для образования части вибратора (7) для очистки скважинного флюида. Входная прокладка (25), подобная проиллюстрированной на фиг. 7а и 7Ь, имеет верхний уплотняющий профиль (23а) и нижний уплотняющий профиль (23Ь), который вместе с входным гребнеобразным выступом (19а) обеспечивает подъем соединительного профиля (6Ь) основной рамы (1, 2) посредством входного нижнего участка (19Ь), и тем самым соединительный профиль (6Ь) входит в прокладку (25).

На фиг. 7Ь показана ситуация, когда вибрационный сетчатый фильтр (2) полностью вставлен в заданное положение во входной прокладке (25), которая обеспечивает уплотнение между уплотняющими профилями (23а, 23Ь, 24а и 24Ь) таким образом, что вибрационное сито (7) может работать, и буровой раствор поступает вниз на ситовую ткань (20) в основной раме (1).

На фиг. 7с (разрез) показана входная прокладка (25), размещенная в вибрационном сите (7). Соединительный профиль (6Ь) с фиг. 6Ь показан в контактном взаимодействии с входной прокладкой (25), смонтированной в вибрационном сите с обеспечением пневматической фиксации относительно рамы (1, 2) фильтра. (Вставляемые фильтрующие элементы (8) не показаны для упрощения).

Фиг. 8 представляет собой увеличенное сечение одинаково направленных проволок или прутков (171) опорного слоя (17), показанного, например, на фиг. 3Ь. В данном случае показана ситовая ткань (20), которая опирается непосредственно на одинаковые проволоки (171) опорного слоя (17) или опирается на них непрямым образом, посредством использования поддерживающего полотна (21).

Фиг. 9 показывает разные аспекты традиционного поддерживающего полотна. Фиг. 9а представляет собой сечение, которое соответствует фиг. 8, но оно показывает тканое поддерживающее полотно (18) из металлических проволок (181). В этом случае ситовая ткань (20) будет опираться непосредственно на места пересечения металлических проволок (181) поддерживающего полотна (18).

Фиг. 9Ь показывает сильно увеличенное изображение вида в плане подобного тканого поддерживающего полотна из металлических проволок (181), и видно, что здесь имеются чередующиеся выступы каждой проволоки (181) для каждого второго перекрещивания.

Фиг. 9с показывает соответствующее сильно увеличенное изображение вида в плане ситовой ткани (20) с открытыми, возникающими отверстиями, вызванными износом. Местоположения отверстий и их частично вытянутая форма в чередующихся направлениях под углом 90 градусов друг относительно друга соответствуют форме поддерживающего полотна (18) с чередующимися ориентированными выступами металлической проволоки (181) в каждом месте перекрещивания, как показано на фиг. 9Ь.

Фиг. 96 показывает увеличенную часть рамы фильтра в увеличивающем кадре с исходными размерами 2,54x2,54 см², соответствующими квадратному дюйму. Изображение показывает центральное открытое отверстие, образованное в результате износа, в ситовой ткани так, что поддерживающее полотно (18) остается в середине. Можно четко видеть явление износа, описанное выше со ссылкой на фиг. 9с, и то, что интенсивность данного износа возрастает по направлению к открытому отверстию, образованному в результате износа.

Фиг. 10а, соответственно фиг. 10е, показывает виды в перспективе места (22) стабилизации, образованного из синтетического или затвердевающего пастообразного материала, которое образуется, например, посредством введения в фильтр с поддерживающим полотном (18) и в фильтр с опорным слоем (17) с целью уменьшения внутреннего смещения и контакта между проволоками соответственно в фильтрующей ткани (20) и нижерасположенном опорном слое (17) или поддерживающем полотне (18). Следует обратить внимание на то, что фиг. 10е показывает имеющую несколько более крупные отверстия нижележащую ситовую ткань (21) между ситовой тканью (20) и опорным слоем (17), которая также широко используется вместе с обычными поддерживающими полотнами (18), см. фиг. 10а. Подобная имеющая более крупные отверстия ситовая ткань (21) может иметь отверстия на один класс крупнее, чем у ситовой ткани (20) и предпочтительно расположена под данной ситовой тканью (20) для придания ситовой

- 6 023125 ткани большей прочности по отношению к ударным воздействиям со стороны выбуренной породы в скважинном флюиде, а также для увеличения износостойкости по отношению к воздействию со стороны нижележащего поддерживающего полотна (18) или опорного слоя (17).

Фиг. 10Ь и 10Г показывают сечение соответствующей конструкции поддерживающего полотна (18) и соответственно поддерживающего полотна (17), соединенного посредством введенного места (22) стабилизации ситовой ткани (20, 21). Фиг. 10с и соответственно фиг. 10д показывают поддерживающее полотно (18) и соответственно опорный слой (17) на наклонном виде снизу. Место (22) стабилизации может также уменьшить внутреннее трение между проволоками в фильтрующей ткани (20) или внутреннее трение между проволоками (171) опорного слоя (17). Можно образовать место (22) стабилизации близко к головке или на головке крепежного винта (12) в виде центральной точки на вставляемом фильтрующем элементе (8) после установки данного элемента в элементарной раме (4), но место (22) стабилизации также может быть использовано во вставляемом фильтрующем элементе отдельно от возможного механизма фиксации и независимо от него. Место (22) стабилизации помимо использования его для фиксации ситовой ткани и опорного слоя/поддерживающего полотна друг относительно друга для предотвращения внутреннего трения и обусловленного им износа может также обеспечить изменение и уменьшение частотной характеристики комбинации ситовой ткани и опорного слоя так, что вибрация уменьшается.

Фиг. 106 показывает использование места (22) стабилизации между традиционным поддерживающим полотном (18) и ситовой тканью (20), которое видно на виде в плане. Фиг. 10Ь показывает использование места (22) стабилизации между опорным слоем (17) в соответствии с изобретением и ситовой тканью (20, 21), которое видно на виде в плане.

Фиг. 11а показывает вибрационный сетчатый фильтр (2), в данном случае показанный с регулярной сеткой изменяющихся разных вставляемых фильтрующих элементов (8а, 8Ь, 8с) с разной границей разделения фракций при фильтрации.

Фиг. 11Ь показывает вибрационный сетчатый фильтр (2), в данном случае показанный с тремя большими зонами в одном ряду внутри основной рамы, при этом внутри каждой зоны вставляемые фильтрующие элементы (8) имеют одинаковую границу разделения фракции при фильтрации. Фиг. 11с показывает вибрационный сетчатый фильтр (2), в данном случае показанный с длинными рядами идентичных внутри ряда, вставляемых фильтрующих элементов (8), с изменяющейся границей разделения фракций, следовательно, данный вариант является разновидностью, поперечной по отношению к варианту, показанному на фиг. 11Ь.

Фиг. 12 показывает вибрационный сетчатый фильтр (2) с разными вставляемыми фильтрующими элементами (8) с имеющей разную конструкцию фильтрующей мембраной с одинаковой или варьирующейся границей разделения фракций. Подобная проницаемая мембрана, которая может быть образована способами, отличными от способа образования тканого полотна, тем не менее, может образовывать то, что называют фильтрующей тканью (20), во вставляемом фильтрующем элементе и может быть образована, например, посредством травления или лазерного гравирования исходной мембраны с закрытыми порами так, что получают заданную границу разделения фракций для определенного вставляемого фильтрующего элемента.

Фиг. 13 показывает один отдельный вставляемый фильтрующий элемент (8) с имеющими разную конфигурацию отверстиями мембраны, которая функционирует в качестве фильтрующей ткани (20), при этом отверстия имеют разную конфигурацию в поперечном направлении, и с однородной или меняющейся границей разделения фракций. Отверстия в разных частях ситовой ткани или в большем числе вставляемых фильтрующих элементов могут быть круглыми, щелевидными, имеющими вид диагональных квадратов, шестиугольными отверстиями и т.д. Шестиугольные отверстия имеют преимущество наличия очень малых длин участков по сравнению с отверстием, представляющим их комбинацию.

Фиг. 14а показывает раму для ситовой ткани с вставляемыми фильтрующими элементами с общей структурой фильтрующей ткани с гребнеобразными участками соответствующих им ситовых тканей (20), расположенными в виде продольной волнообразной конструкции так, что они совместно образуют продольные гребнеобразные выступы и канавки.

Фиг. 14Ь представляет собой сечение ряда подобных вставляемых фильтрующих элементов, проходящее через их гребнеобразные участки из ситовой ткани (20).

Фиг. 14с представляет собой вид в перспективе подобного вставляемого фильтрующего элемента с подобной образующей гребнеобразный выступ ситовой тканью, который предпочтительно закрыт крышеобразным элементом, который выступает над рамой вставляемого фильтрующего элемента.

Фиг. 146 представляет собой вертикальный вид с торца подобного вставляемого фильтрующего элемента с продольным гребнеобразным выступом.

Фиг. 15а и 16а показывают рамы для ситовой ткани с вставленными вставляемыми фильтрующими элементами, при этом ситовая ткань (20) вставляемого фильтрующего элемента имеет соответственно круглые шляпообразные элементы и пирамидальные шляпообразные элементы.

Фиг. 15Ь и 16Ь показывают соответствующие вертикальные виды сбоку рам для ситовых тканей с подобными участками фильтрующей ткани соответственно с круглыми и пирамидальными шляпообраз- 7 023125 ными элементами, и фиг. 15с, б и фиг. 16с, б показывают соответственно виды в перспективе и вертикальные виды с торца подобных ситовых тканей соответственно с круглыми и пирамидальными шляпообразными элементами во вставляемых фильтрующих элементах.

В соответствии с первым аспектом изобретение представляет собой усовершенствованный вибрационный сетчатый фильтр (2) для вибрационного сита (7), предназначенного для очистки скважинного флюида от шлама. Вибрационный сетчатый фильтр (2) содержит основную раму (1), выполненную с возможностью вставки в вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама и для фильтрации бурового раствора, предпочтительно под действием вибрации. Основная рама (1) разделена на множество элементарных рам (4) меньшего размера. Вибрационный сетчатый фильтр (2) содержит один или несколько вставляемых фильтрующих элементов (8) с одним или несколькими слоями ситовых тканей (20) поверх по меньшей мере одного поддерживающего полотна или опорного слоя (18, 17). Каждый вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит раму (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненную с возможностью ее удерживания в каждой из соответствующих элементарных рам (4) основной рамы (1). Рамы (81) одного или нескольких вставляемых фильтрующих элементов снабжены механизмом (85, 10, 12, 13, 15) фиксации, выполненным соответственно с возможностью фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента при желании в предпочтительном положении в элементарной раме (4) или отделения рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от элементарной рамы (4).

В соответствии со вторым аспектом изобретение представляет собой усовершенствованный вставляемый фильтрующий элемент (8) для вибрационного сетчатого фильтра (2), предназначенного для вибрационного сита (7) для очистки скважинного флюида от шлама. Вибрационный сетчатый фильтр (2) имеет основную раму (1), выполненную с возможностью вставки в указанное вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама и для вибрационного фильтрования бурового раствора. Основная рама (1) разделена на множество элементарных рам (4) меньшего размера. Отличительным признаком изобретения является то, что вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит один или несколько слоев ситовой ткани (20), расположенных поверх, по меньшей мере, одного поддерживающего полотна или опорного слоя (18, 17), при этом каждый вставляемый фильтрующий элемент (8) содержит раму (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненную с возможностью удерживания в указанной элементарной раме (4) в основной раме, и при этом по меньшей мере одна из рам (81) вставляемых фильтрующих элементов содержит механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации, выполненный соответственно с возможностью фиксации указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента при желании в предпочтительном положении в указанной элементарной раме (4) или отделения указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от указанной элементарной рамы (4).

В одном варианте осуществления изобретения опорный слой (17) содержит, по существу, множество параллельных проволок (171), простирающихся в продольном направлении, или соответствующих тонких ребер без перекрещивающихся проволок, так что опорный слой (17) имеет ровную верхнюю сторону параллельных цилиндрических сторон поверхностей, так что не возникают никакие локализованные места износа между поддерживающим полотном и расположенной над ним ситовой тканью (20). Отсутствующие перекрещивающиеся проволоки делают отверстия между одинаковыми проволоками (171) в опорном слое (17) большими, чем отверстия в соответствующем поддерживающем полотне (18). Одинаковые проволоки могут опираться на вертикальные балки (9), которые разделяют вставляемый фильтрующий элемент (8) на рамы меньшего размера.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения множество продольных проволок (171) указанного опорного слоя (17) расположены в указанном вставляемом фильтрующем элементе (8) и предпочтительно относительно указанной основной рамы (1) параллельно основному направлению вибрации указанной основной рамы (1). Таким образом получают два преимущества: продольные проволоки 171 не будут сталкиваться во время их колебательного движения в продольном направлении с частицами, которые могут проходить через ситовую ткань (20), и это способствует предотвращению прилипания частиц к проволокам опорного слоя. В то же время проволоки, которые подвергаются вибрации в их продольном направлении, не будут активно приводиться в колебательное движение в их поперечном направлении. Таким образом, внутренняя вибрационная нагрузка на проволоки (171) уменьшается.

В одном варианте осуществления изобретения в механизме (85, 10, 12, 13, 15) фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента создан предварительный натяг в положении фиксации относительно элементарной рамы (4) таким образом, что механизм фиксации в пассивном или частично дефектном состоянии обеспечивает фиксацию, и при этом должно быть обеспечено противодействие указанному предварительному натягу для отделения рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от элементарной рамы (4).

Данный вариант осуществления изобретения предпочтительно таков, что механизм фиксации дополнительно содержит первый, обращенный наружу фиксирующий профиль (85) вдоль края указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента, предпочтительно на крае упругой боковой стенки (10), выполненный с возможностью контактного взаимодействия с соответствующим вторым краевым профилем (5) вдоль указанной элементарной рамы (4) в его пассивном состоянии.

- 8 023125

В одном варианте осуществления боковая стенка может быть неупругой, и регулирование ее положения может осуществляться посредством соединительного рычажного конструктивного элемента (14). Механизм (85, 10, 11, 12, 13, 14) фиксации дополнительно содержит механизм (12, 13) смещения, выполненный с возможностью перемещения первого фиксирующего профиля (85) для вывода его из контактного взаимодействия с краевым профилем (5) элементарной рамы. Это подробно проиллюстрировано на фиг. 5а-Д. Механизм смещения, предусмотренный в механизме (12, 13) фиксации, содержит винтовой механизм (12, 13), выполненный с возможностью перемещения - посредством соединительного рычажного конструктивного элемента (14) - первого фиксирующего профиля (85) и другого краевого профиля (5) для ввода их в контактное взаимодействие и вывода их из контактного взаимодействия друг с другом, см. взаимодействие между краевым профилем (5) и фиксирующим профилем (85) на фиг. 5с.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения винтовая часть (12) в центральной втулке (13), присоединенной к соединительному рычажному конструктивному элементу (14) в винтовом механизме (12), вставляется с расположенной выше по потоку стороны рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента таким образом, что в том случае, если винтовая часть при отказе отделится от рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента или самого винтового механизма (12, 13), винтовая часть окажется с расположенной выше по потоку стороны указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента, и предотвращается ситуация, при которой она окажется в фильтрованной жидкости.

Но механизм фиксации рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента также может иметь вариант осуществления, в котором система (14) соединительных рычажных элементов может быть смещена в положение фиксации и из положения фиксации посредством смещения с использованием ручного инструмента с нижней стороны рамы вставляемого фильтрующего элемента, так что винт не потребуется, так что отсутствует необходимость в том, чтобы ситовая ткань (20) с верхней стороны рамы вставляемого фильтрующего элемента разрывалась головкой проходящего насквозь винта. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения ситовая ткань (20) не будет иметь такой конструкции, в которой проходящий насквозь винт нежелателен, как в примере, показанном на фиг. 14с и 14Д, в котором продольный гребнеобразный конструктивный элемент образован частью ситовой ткани (20), чтобы они вместе образовывали продольные гребнеобразные выступы и канавки, см. фиг. 14а и 14Ь. В других вариантах осуществления, подобных показанным на фиг. 15с и 15Д, предпочтительные варианты осуществления ситовой ткани (20) вставляемого фильтрующего элемента могут содержать круглые шляпообразные элементы или пирамидальные шляпообразные элементы, см. соответственно фиг. 16с и 16Д. Подобные выступающие вверх формы фильтрующей ткани (20) обеспечат возможность увеличения площади фильтрующей ткани (20), через которую проходит поток, и обеспечат дополнительное противодействие нежелательному разбрызгиванию скважинного флюида во время качки бурового судна/плавучего бурового основания.

В одном варианте осуществления изобретения ситовая ткань (20) натянута поверх верхнего края рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента и вниз на наружной поверхности рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента между рамой (81) вставляемого фильтрующего элемента и окружающей элементарной рамой (4). В альтернативном варианте ситовая ткань может заканчиваться вдоль края, представляющего собой верхний край рамы 81 вставляемого фильтрующего элемента, или может быть заделана в его верхний край.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрен датчик (90) состояния, выполненный с возможностью определения, по меньшей мере, состояния материала по меньшей мере одного из указанных вставляемых фильтрующих элементов (8), например, определения того, является ли указанная ситовая ткань (20) неповрежденной или разорванной или является ли она полностью или частично изношенной. Датчик (90) состояния может содержать электромагнитный датчик (91), например, образованный посредством электрической катушки, включенной в элементарную раму (4) и показанной на фиг. 4. Электромагнитный датчик (91) состояния выполнен с возможностью определения электрических свойств, например, посредством электрической катушки (93) для измерения удельного сопротивления переменному току, изменений удельного сопротивления переменному току, изменения фазы электрического тока или других параметров, обусловленных переменным током, или посредством электрической катушки (94) или магнитометра (95) для измерения магнитной восприимчивости или намагниченности. В альтернативном варианте датчик (91, 92, 93, 94, 95) состояния может быть размещен в самом вставляемом фильтрующем элементе (8), предпочтительно в раме (81) вставляемого фильтрующего элемента.

В другом альтернативном варианте осуществления датчик (90) может содержать электроды (92) для измерения омического сопротивления (сопротивления постоянному току). В одном варианте осуществления электрический датчик (91, 92, 93, 94) может быть расположен на некотором расстоянии от вставляемого фильтрующего элемента (8), например, в виде электрической измерительной катушки, расположенной рядом с фильтрующей тканью (20) для определения электромагнитных свойств фильтрующей ткани, но данный вариант может представлять собой менее точный вариант осуществления, чем в том случае, если датчик будет неподвижно установлен в элементарной раме (4) или во вставляемом фильтрующем элементе (8), вследствие расстояний, фиксированных в данном случае.

- 9 023125

В еще одном варианте осуществления конструкции датчика по изобретению датчик (90) состояния может содержать акустический датчик (96), например датчик для определения акустической собственной частоты или изменений указанной собственной частоты ситовой ткани (20) указанного вставляемого фильтрующего элемента (8), или для определения амплитуды указанной ситовой ткани (20), возникающей в результате заданного колебательного воздействия. Ситовая ткань (20) вставляемого фильтрующего элемента (8) может намагничиваться в локальном магнитном поле В и индуцировать переменное напряжение в электрической катушке (92, 93), так что ситовая ткань (20) в пределах рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента будет функционировать почти в качестве намагниченной мембраны микрофона. Датчик (90) состояния может содержать оптический датчик (97).

В еще одном варианте осуществления изобретения датчик (90) может быть реализован в виде лазерного датчика, выполненного с возможностью охватывания ситовой ткани (20) вставляемого фильтрующего элемента (8) для измерения акустической собственной частоты или изменений собственной частоты ситовой ткани (20) вставляемого фильтрующего элемента (8), или амплитуды ситовой ткани (20), возникающей в результате заданного колебательного воздействия.

В устройстве в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения первая граница разделения фракций или первое распределение частиц по размерам (Ρ8Ό1) в ситовой ткани (20) одного или нескольких первых вставляемых фильтрующих элементов (8) отличается от второй границы разделения фракций или второго распределения частиц по размерам (Ρ8Ό2, Ρ8Ό3, Ρ8Ό4, ...) в ситовой ткани (20) одного или нескольких вторых вставляемых фильтрующих элементов (8), см. фиг. 11а, на которой вставляемые фильтрующие элементы с разными границами разделения фракций расположены с чередованием квадрат за квадратом, и фиг. 11Ь и 11с, на которых они выровнены в виде разных рядов. Таким образом, можно задать свойства вибрационного сетчатого фильтра для обеспечения общего желательного распределения частиц по размерам/гранулометрического состава в комбинации вместо однородного распределения размеров частиц для общего содержания частиц в проходящей жидкости.

Кроме того, первая граница разделения фракций или указанное первое распределение частиц по размерам (Ρ8Ό1) в ситовой ткани (20А) одного или нескольких первых вставляемых фильтрующих элементов (8А), которая/которое отличается от второй границы разделения или второго распределения частиц по размерам (Ρ8Ό2) в ситовой ткани (20В) одного или нескольких вторых вставляемых фильтрующих элементов (8В), может быть указана/указано посредством использования метки, например цветной метки (16) или комбинации цветов, текста, нумерации или структуры поверхности рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента, или посредством электронной метки, например посредством радиометки. Радиометка может быть выполнена с возможностью приема данных измерений от соответствующего датчика (90) вставляемого фильтрующего элемента (8), причем это особенно легко реализовать, если датчик расположен в самом вставляемом фильтрующем элементе (8) или в элементарной раме (4).

Как разъяснено в связи с описаниями фигур, основная рама (1) может быть предусмотрена с соединительным профилем (6) на переднем конце, выполненном с возможностью размещения в контактном взаимодействии с входной прокладкой (25) в соседнем вибрационном сетчатом фильтре или в вибрационном сите (7) для очистки скважинного флюида.

В одном варианте осуществления изобретения образовано место (22) стабилизации в одном или нескольких вставляемых фильтрующих элементах (8), при этом место (22) стабилизации образовано из синтетического или затвердевающего пастообразного материала и размещено, например, посредством введения незатвердевшего материала соответственно между проволоками указанной ситовой ткани (20) и нижележащим опорным слоем (17) или поддерживающим полотном (18).

Перечень компонентов

1- Основная рама (1)

- Вибрационный сетчатый фильтр (2)

- Каркас (3)

- Элементарная рама (4)

- Краевой профиль (5)

- Соединительный профиль - канавка (6а) Соединительный профиль - шпунт (6Ь)

- Вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама

- Вставляемый фильтрующий элемент (8)

- Балка (9)

- Динамическая боковая стенка (10) 11.........(11)

- Центральная втулка (13) механизм (12, 13) смещения винтовой механизм (12, 13)

- Соединительный рычажный конструктивный элемент (14)

- Свободная от резьбы зона (15) винта

- Цветная метка (16)

- Опорный слой (17)

- Поддерживающее полотно (18)

- Вход - верх (19а) Вход - низ (19Ь)

- Ситовая ткань (20)

- 10 023125

- Нижняя ситовая ткань (21) с более крупными отверстиями

- Место (22) стабилизации

- Уплотняющие профили - верхний (23а) Уплотняющие профили - нижний 23(Ь)

- Уплотнительная профильная канавка - верхняя (24а)

Уплотнительная профильная канавка - нижняя (24Ь)

- Входная прокладка (25)

- Рама (81) вставляемого фильтрующего элемента

- Обращенный наружу, фиксирующий профиль (85)

- Датчик (90) состояния

- Электромагнитный датчик (91)

- Электроды (29)

- Электрическая катушка (94) сопротивление (93) переменному току

- Магнитная восприимчивость (94) электрической катушки

- Магнитометр (95)

- Проволоки, нити (171)

- Тканая проволочная сетка (181)

- Сцепной крючок (36)

- Направляющий профиль (37)

- Сцепляющийся профиль (38)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Вставляемый фильтрующий элемент (8) для элементарной рамы (4) основной рамы (1) для вибрационного сетчатого фильтра (2), выполненной с возможностью вставки в вибрационное сито (7), предназначенное для очистки скважинного флюида от шлама и для фильтрования скважинных флюидов, таких как буровой раствор, содержащий один или несколько слоев ситовой ткани (20), расположенных поверх опорного слоя (18, 17) в раме (81) вставляемого фильтрующего элемента, выполненной с возможностью удерживания в указанной элементарной раме (4), отличающийся тем, что содержит предварительно напряженный механизм (10, 12, 13, 15) фиксации, содержащий фиксирующий профиль (85), выполненный с возможностью фиксации указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента в указанной элементарной раме (4);

при этом указанный механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации дополнительно содержит механизм смещения, содержащий соединительный рычажный конструктивный элемент (14), выполненный с возможностью обеспечения расфиксации посредством перемещения указанного фиксирующего профиля (85) для вывода его из контактного взаимодействия с краевым профилем (5) указанной элементарной рамы (4) для отделения указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от указанной элементарной рамы (4), и при этом указанный механизм (85, 10, 12, 13, 15) фиксации указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента предварительно нагружен в положении фиксации относительно указанной элементарной рамы (4) таким образом, что указанный механизм фиксации в пассивном или частично дефектном состоянии обеспечивает фиксацию, и при этом должно быть обеспечено противодействие указанному предварительному натягу для отделения указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента от указанной элементарной рамы (4) путем регулирования указанного фиксирующего профиля (85) боковой стенки (10) посредством соединительного рычажного конструктивного элемента (14).
2. Устройство по п.1, в котором указанный опорный слой (17) содержит множество проволок (171), простирающихся параллельно.
3. Устройство по п.2, в котором указанное множество простирающихся параллельно проволок (171) указанного опорного слоя (17) расположены в указанном вставляемом фильтрующем элементе (8) и относительно указанной основной рамы (1) параллельно основному направлению вибрации указанной основной рамы (1).
4. Устройство по п.1, в котором указанный механизм смещения указанного механизма (12, 13) фиксации содержит винтовой механизм (12, 13), выполненный с возможностью перемещения указанного фиксирующего профиля (85) и указанного краевого профиля (5) для ввода их в контактное взаимодействие друг с другом и вывода из контактного взаимодействия.
5. Устройство по п.4, в котором винтовая часть (12) указанного винтового механизма (12) проходит от расположенной выше по потоку стороны указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента таким образом, что в том случае, если указанная винтовая часть при отказе отделится от указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента или указанный винтовой механизм (12, 13) окажется на расположенной выше по потоку стороне указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента, предотвращается ситуация, при которой он окажется в фильтрованной жидкости.
6. Устройство по п.2 или 3, в котором указанные проволоки (171) указанного опорного слоя (17) вдоль их верхней поверхности, обращенной к указанной наложенной сверху ситовой ткани (20), распо- 11 023125 ложены вровень с верхней частью указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента.
7. Устройство по п.1, в котором указанная ситовая ткань (20) закреплена рядом с верхней частью указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента.
8. Устройство по п.1, в котором указанная ситовая ткань (20) перекрывает верхнюю часть указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента и простирается вниз вдоль наружной стороны указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента таким образом, что она оканчивается между указанной рамой (81) вставляемого фильтрующего элемента и указанной окружающей элементарной рамой (4).
9. Устройство по п.1 с датчиком (90) состояния, выполненным с возможностью определения, по меньшей мере, состояния материала по меньшей мере одного из указанных вставляемых фильтрующих элементов (8), например определения того, является ли указанная ситовая ткань (20) неповрежденной или разорванной или является ли она полностью или частично изношенной.
10. Устройство по п.9, в котором указанный датчик (90) состояния содержит электромагнитный датчик (91).
11. Устройство по п.10, в котором указанный электромагнитный датчик (91) выполнен с возможностью определения электромагнитных свойств ситовой ткани (20) указанного вставляемого фильтрующего элемента (8), например, посредством электродов (92) для измерения омического сопротивления, электрической катушки (93) для измерения удельного сопротивления переменному току, изменений удельного сопротивления переменному току, изменения фазы электрического тока или других параметров, обусловленных переменным током, или электрической катушки (94) или магнитометра (95) для измерения магнитной восприимчивости или намагниченности.
12. Устройство по п.10, в котором указанный электрический датчик (91, 92, 93, 94, 95) выполнен как встроенная часть указанного вставляемого фильтрующего элемента (8), предпочтительно в указанной раме (81) вставляемого фильтрующего элемента.
13. Устройство по п.11, в котором указанный электрический датчик (91, 92, 93, 94, 95) расположен на расстоянии от указанного вставляемого фильтрующего элемента (8).
14. Устройство по п.13, в котором указанный электрический датчик расположен в указанной элементарной раме (4) указанной основной рамы (1).
15. Устройство по п.9 или 10, в котором указанный датчик (90) состояния содержит акустический датчик (96), например датчик для определения акустической собственной частоты или изменений указанной собственной частоты ситовой ткани (20) указанного вставляемого фильтрующего элемента (8) или амплитуды указанной ситовой ткани (20), возникающей в результате заданного колебательного воздействия.
16. Устройство по п.9 или 10, в котором указанный датчик (90) состояния содержит оптический датчик (97), например лазерный датчик, выполненный с возможностью охватывания указанной ситовой ткани (20) указанного вставляемого фильтрующего элемента (8) для измерения собственной частоты или изменений указанной собственной частоты, или изменений указанной собственной частоты, или амплитуды указанной ситовой ткани (20) при заданном колебательном воздействии.
17. Устройство по п.1, в котором первая граница разделения фракций или первое распределение частиц по размерам (Ρ8Ό1) в указанной ситовой ткани (20) одного или нескольких первых вставляемых фильтрующих элементов (8) отличается от второй границы разделения фракций или второго распределения частиц по размерам (ΡδΌ2, ΡδΌ3, Ρ8Ό4, ...) в указанной ситовой ткани (20) одного или нескольких вторых вставляемых фильтрующих элементов (8).
18. Устройство по п.17, в котором указанная первая граница разделения фракций или указанное первое распределение частиц по размерам (Ρ8Ό1) в ситовой ткани (20А) одного или нескольких первых вставляемых фильтрующих элементов (8А), которая/которое отличается от второй границы разделения или второго распределения частиц по размерам (Ρ8Ό2) в ситовой ткани (20В) одного или нескольких вторых вставляемых фильтрующих элементов (8В), может быть указана/указано на метке, например в виде цветной метки (16) или комбинации цветов, текста, нумерации или структуры поверхности указанной рамы (81) вставляемого фильтрующего элемента, или посредством электронной метки, например посредством радиометки.
19. Устройство по п.1, выполненное с профилем (6) соединения с одним концом (6а) и с другим концом (6Ь), выполненными с возможностью ввода их в контактное взаимодействие друг с другом от их отдельного вибрационного сетчатого фильтра (2, 1) для обеспечения взаимного уплотнения посредством уплотняющих профилей (23а, 24а и 23Ь, 24Ь).
20. Устройство по п.19, выполненное с соединенным сцепным крюком, шпунтовым соединением (36), выполненным с возможностью перемещения из положения уплотнения для разборки по меньшей мере одного вибрационного сетчатого фильтра (2), после чего контактная точка (37) входной нижней части (19Ь) входит в противоположный соответствующий сцепляющийся профиль (38) для извлечения/разборки.

- 12 023125
21. Устройство по п.1, выполненное с соединительным профилем (6) на переднем конце, выполненным с возможностью установки в контактном взаимодействии с входной прокладкой (25) в соседнем вибрационном сетчатом фильтре или в вибрационном сите (7) для очистки скважинного флюида от шлама.
22. Устройство по п.1 с местом (22) стабилизации, образованным в одном или нескольких вставляемых фильтрующих элементах (8), при этом указанные места (22) стабилизации образованы из синтетического или затвердевающего пастообразного материала и размещены, например, посредством введения незатвердевшего материала соответственно между проволоками указанной ситовой ткани (20) и указанным нижележащим опорным слоем (17) или поддерживающим полотном (18).

Фиг. 2

- 13 023125

Фиг. 3а и 3с

Фиг. 5а

- 14 023125

Фиг. 5Ь

Фиг. 6с

- 15 023125

Фиг. 66

Увеличенная часть

Фиг. 6е

Фиг. 6£

Фиг. 6§

Фиг. 7Ь

- 16 023125

Фиг. 7с

Фиг. 8

Фиг. 9а

Фиг. 9Ь

Фиг. 9с

- 17 023125

Фиг. 96

Фиг. 10а

Фиг. 10Ь

Фиг. 10с

Фиг. 106

- 18 023125

Фиг. 101ι

Фиг. 11а

- 19 023125

Фиг. 11Ь

Фиг. 11с

Фиг. 12

Фиг. 13

- 20 023125

Фиг. 14с

Фиг. 146

Фиг. 15а

- 21 023125

Фиг. 15Ь

Фиг. 15с

Фиг. 15ά

Фиг. 16а

Фиг. 16Ь

Фиг. 16с

- 22 023125

Фиг. 166