EA032001B1 - Система флоккуляции и удаления воды - Google Patents

Abstract

Система флоккуляции и удаления воды может включать устройство для разделения твердой и жидкой фазы; флоккуляционную камеру, включающую флоккуляционный лоток, оснащенный по меньшей мере одной перегородкой; отверстие для введения флоккулянта и выходное отверстие для удаления флоккулированной жидкости; стойку для удаления воды, где флоккулированная жидкость из выходного отверстия поступает в стойку для удаления воды, включающую по меньшей мере один приемник для фильтрата; фильтр-пресс и насос для нагнетания жидкостей в трубопровод, проходящий, по меньшей мере частично, через систему флоккуляции и удаления воды.

Description

Настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для разделения твердой и жидкой фазы. Конкретнее, настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для рециркуляции и регенерации состава для обработки приствольной зоны и соответствующим методам.

Подземные работы, такие как бурение, разведка полезных ископаемых и получение геологических проб, часто требуют введения жидкостей в подземную среду для выполнения поставленных задач. Например, буровые жидкости, также часто называемые буровым раствором, применяют в большинстве современных буровых работ. В буровых работах буровая жидкость выполняет ряд важных функций, включающих предотвращение проникновения пластовых флюидов в ствол скважины, вынос выбуренной породы, суспендирование выбуренной породы при перерыве в бурении и обеспечение низкой температуры и чистоты буровой коронки. Вообще, буровые жидкости обеспечивают стабильность ствола скважины во время буровых работ. Некоторые жидкости называют буровыми растворами для вскрытия пласта. Буровые растворы для вскрытия пласта - это специальные буровые жидкости, предназначенные для бурения через секцию пласта-коллектора скважины. Причины для применения специально разработанных растворов следующие: (1) успешное бурение зоны секции пласта-коллектора, часто представляющей собой длинный горизонтальный дренажный ствол; (2) минимизация ущерба и максимизация производства в открытых зонах; и (3) необходимость облегчения заканчивания скважины, что может включать сложные работы. Буровые растворы для вскрытия пласта часто представляют собой солевые растворы, содержащие только твердые частицы соответствующего размера, такие как кристаллы соли или карбоната кальция и полимеры. Как правило, в буровых растворах для вскрытия пласта присутствуют только добавки, необходимые для контроля фильтрации и переноса обломков. Применяемый здесь термин буровые жидкости включает буровые растворы для вскрытия пласта.

Имеется много типов буровых жидкостей, включающих жидкости на основе воды, на углеводородной основе, на основе полимеров, глин и на синтетической основе. В то время как состав может меняться, буровая жидкость, как правило, может включать текучую среду (жидкость или газ) или может также включать различные добавки, в том числе, без ограничений, полимеры, соли, глины и загустители. Точный состав буровой жидкости можно модифицировать для удовлетворения конкретных требований, возникающих при буровых работах в связи с такими факторами, как породная формация, тип извлекаемой нефти, экологические соображения и т.д. Буровая жидкость, как правило, однородна, и ее перемешивают перед циркуляцией в подземной среде. Однако как только буровую жидкость вводят в ствол скважины, ее состав может очень сильно измениться. Например, в буровой жидкости во время буровых работ может быть суспендирован и примешан буровой шлам, такой как твердая порода, песок, глинистый сланец, гравий и другие загрязнители. Эти твердые частицы неизбежно перемещаются вверх при возвращении части возвратных жидкостей на поверхность.

Хотя буровые жидкости имеют много преимуществ, имеется несколько недостатков. Например, буровые жидкости могут быть очень дорогими и, хотя точная сумма затрат зависит от типа работ, они могут вносить значительный вклад в общую стоимость бурения скважины. Кроме того, долгосрочные эффекты, которые буровые жидкости оказывают на окружающую среду, могут быть неопределенными. Эти важные соображения способствовали исследованию в отношении регенерации возвратных буровых жидкостей, чтобы буровые жидкости можно было рециркулировать и возвращать обратно в ствол скважины.

При обычных буровых работах буровые жидкости рециркулируют после удаления бурового шлама и других твердых загрязнителей из жидкости. Этот способ рециркуляции и регенерации, как правило, включает извлечение возвратной жидкости на поверхность, удаление бурового шлама и нежелательной выбуренной породы и рециркуляцию регенерированной буровой жидкости в скважину. Удаление или выделение твердой фазы из буровых жидкостей обычно проводят с применением эксклюзионной фильтрации. Затем можно удалить более мелкие частицы, по меньшей мере частично, при помощи дополнительного технологического оборудования, такого как гидроциклон или центрифуги. Гидроциклон или центрифуга разделяют суспензии по плотности, в результате чего образуется два типа жидкостей, верхний продукт и нижний продукт. Состав верхнего продукта тот же или очень близок к новой буровой жидкости, и его можно повторно вводить в ствол скважины без дальнейшей обработки. С другой стороны, нижний продукт - это концентрированная жидкость, содержащая большую часть ненужных частиц, присутствовавших в возвратной жидкости.

Однако в современных способах разделения имеются ограничения. Например, в типичном способе рециркуляции и регенерации только около 50-80% от возвращаемой жидкости может быть извлечено в верхний продукт. Это означает, что значительный объем нижнего продукта попадает в остаток. Посколь- 1 032001 ку этот нижний продукт, как правило, требует дальнейшей обработки перед последующей ликвидацией или повторным использованием, имеются существенные соображения относительно затрат и требуемого времени.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для разделения твердой и жидкой фазы. Конкретнее, настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для рециркуляции и регенерации жидкостей для обработки скважин и соответствующим методам.

В одном из вариантов осуществления система флоккуляции и удаления воды включает устройство для разделения твердой и жидкой фазы; флоккуляционную камеру, включающую флоккуляционный лоток, оснащенный по меньшей мере одной перегородкой, отверстием для введения флоккулянта и выходным отверстием для удаления флоккулированной жидкости; стойку для удаления воды, где флоккулированная жидкость из выходного отверстия поступает в стойку для удаления воды, включающую по меньшей мере один приемник для фильтрата; фильтр-пресс и насос для нагнетания жидкостей в трубопровод, проходящий, по меньшей мере частично, через систему флоккуляции и удаления воды.

В одном из вариантов осуществления флоккуляционная камера включает флоккуляционный лоток, оснащенный по меньшей мере одной перегородкой; отверстие для введения флоккулянта и выходное отверстие для удаления флоккулированной жидкости.

В одном из вариантов осуществления стойка для удаления воды включает по меньшей мере один приемник для фильтрата, расположенный по меньшей мере в одном уловителе; и фильтр-пресс.

Особенности и преимущества настоящего изобретения будут без труда понятны экспертам после прочтения последующего описания предпочтительных вариантов осуществления.

Краткое описание чертежей

Следующие чертежи приведены для иллюстрации некоторых особенностей настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как исключительные варианты осуществления. Разглашаемый объект изобретения может быть значительно модифицирован, подвергнут изменениям, и возможны его эквиваленты по форме и функциям, что очевидно экспертам и лицам, ознакомленным с настоящим изобретением.

Фиг. 1А-1В - это блок-схема системы флоккуляции и удаления воды. Фиг. 1А - это вариант осуществления системы флоккуляции и удаления воды в режиме регенерации. Фиг. 1В - это вариант осуществления системы флоккуляции и удаления воды в режиме смешения.

Фиг. 2 - это блок-схема в увеличенном масштабе в варианте осуществления флоккуляционной камеры и стойки для удаления воды.

Фиг. 3A-3C - это блок-схемы различных положений многопозиционной рычажной системы фильтрпресса.

Подробное описание

Настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для разделения твердой и жидкой фазы. Конкретнее, настоящее изобретение относится к системам флоккуляции и удаления воды для рециркуляции и регенерации жидкостей для обработки скважин и соответствующим методам.

Настоящее изобретение описывает системы и способы рециркуляции и регенерации возвратных жидкостей. Как указано здесь, термин возвратная жидкость обычно относится к обработанной жидкости, которая была введена в подземную среду и выведена посредством циркуляции обратно на поверхность. Подходящие примеры возвратных жидкостей для применения в сочетании с настоящим изобретением включают, без ограничения, буровые жидкости, растворы для вскрытия пластов и их сочетания. Жидкости, пригодные для применения в сочетании с настоящим изобретением, могут быть на основе воды, масла, на основе полимеров, глин (например, бентонита), на синтетической основе и т.д.

В частности, примером возвратной жидкости может служить буровая жидкость, использованная в буровых работах и содержащая различные твердые загрязнители, такие как буровой шлам, твердая порода, песок, сланцевая глина, гравий, различные обломки пород и другие твердые загрязнители. Как показано на фиг. 1, система 100 флоккуляции и удаления воды в настоящем изобретении состоит из таких элементов, как устройство 102 для разделения твердой и жидкой фаз, флоккуляционная камера 104, стойка для удаления воды 110 и т.д., которые можно использовать по отдельности или в сочетании для регенерации возвратных жидкостей с формированием регенерированной жидкости, которую можно рециркулировать путем повторного применения. Систему 100 флоккуляции и удаления воды в настоящем изобретении также можно использовать для смешения различных жидкостей и исходных материалов для получения составов для обработки приствольной зоны, которые можно вводить в подземную среду. Элементы могут быть по своей природе модульными и могут быть перестроены и/или переконфигурированы по мере надобности. Регенерированные жидкости можно повторно использовать путем из повторного введения в подземную среду, что минимизирует количество формирующихся химических отходов.

Предполагается, что настоящее изобретение обеспечивает отличное разделение смесей твердой и жидкой фазы по сравнению с типичными системами и способами разделения. В частности, считается, что настоящее изобретение обеспечит более высокое соотношение количества верхнего продукта по отношению к нижнему продукту по сравнению с типичными системами и способами разделения. Здесь

- 2 032001 верхний продукт относится к отделенной части возвратной жидкости, которую можно повторно использовать и рециркулировать. Здесь нижний продукт относится к отделенной части возвратной жидкости, которая требует регенерации для получения подлежащего повторному использованию состава для обработки приствольной зоны. Как правило, верхний продукт можно повторно использовать без дополнительной регенерации. Нижний продукт, как правило, содержит твердые загрязнители, такие как накопленные при циркуляции возвратной жидкости в подземной среде. При буровых работах твердые загрязнители могут представлять собой буровой шлам, твердую породу, песок, глинистый сланец, гравий, различные осколки пород и другие твердые загрязнители, которые могут быть суспендированы и смешаны с буровой жидкостью во время буровых работ. В некоторых вариантах осуществления верхний продукт представляет собой повторно применяемые составы для обработки приствольной зоны, которые можно ввести в смеситель 126. Кроме того, настоящее изобретение позволяет регенерировать нижний продукт так, чтобы большая часть была пригодна для повторного использования в подземных работах и таким образом, подлежала бы вторичной переработке. Твердые отделяемые загрязнители, как правило, непригодны для повторного применения. Также считается, что настоящее изобретение обеспечивает превосходную эффективность при регенерации нижнего продукта по сравнению с обычными системами и методами разделения. Такая превосходная эффективность частично связана с превосходными характеристиками смешения и флоккуляции флоккуляционной камеры 104, в частности, флоккуляционного лотка 106. Считается, что геометрия (например, наклон лотка) флоккуляционного лотка 106 неожиданно повышает смешиваемость и флоккуляцию нижнего продукта. Эта способность к регенерации возвратных жидкостей для последующего применения при подземных работах позволяет оператору сэкономить значительные расходы.

Другое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что элементы системы 100 флоккуляции и удаления воды сконфигурированы (например, геометрически, в объеме и т.д.) и оптимизированы так, чтобы облегчать работу с большими количествами возвратных жидкостей. Еще одно преимущество состоит в том, что некоторые или все элементы настоящего изобретения спроектированы так, чтобы они были переносными. Настоящее изобретение также относится к единой системе, которая способна работать в двух различных режимах: режим регенерации (фиг. 1А) и режим смешения (фиг. 1В). Такая двойная функциональность обеспечивает дополнительное удобство и заметно экономит расходы. Это может быть особенно важно, если данные работы по флоккуляции и удалению воды осуществляют на отдаленном или труднодостижимом участке.

Для облегчения понимания настоящего изобретения приведены следующие примеры предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Следующие примеры никоим образом не ограничивают и не определяют рамки изобретения.

На фиг. 1А показана блок-схема, отвечающая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1А система флоккуляции и удаления воды 100 в настоящем изобретении, как правило, включает устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы 102, камеру флоккуляции 104, насос 108 и стойку для удаления воды 110. Камера флоккуляции, как правило, включает флоккуляционный лоток 106. В некоторых случаях система 100 флоккуляции и удаления воды может включать смесительный блок 126, представляющий собой резервуар для повторного введения верхнего продукта или регенерированной жидкости. На фиг. 1А-1В также показаны различные элементы настоящего изобретения, включая стойки для удаления воды 110, воронку 112, бак/колодец 114, фильтр 116, приемник 118 для фильтрата, выходное отверстие 120, уловитель 122, фильтр-пресс 124, смесительный блок 126, резервуар 128, трубопровод 130, двухходовой клапан 132, рабочий резервуар 134, перегородку 200, отверстие для ввода 202, распределительное устройство 208 для флоккулянта 208 и рычажную систему 300. Элементы настоящего изобретения будут описаны далее.

В некоторых вариантах осуществления устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы позволяет сортировать смесь твердой и жидкой фазы, такую как суспензия, по плотности при помощи центробежной силы. Например, устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы разделяет возвратную жидкость, такую как буровая жидкость, циркулируемая в подземной среде, на жидкость с относительно низкой плотностью (верхний продукт), содержащий относительно меньшее количество твердых загрязнителей, и жидкость с относительно высокой плотностью (нижний продукт), содержащий относительно большее количество твердых загрязнителей. Подходящие примеры устройства 102 для разделения твердой и жидкой фазы включают, без ограничения, центрифуги, грохот, спиральные трубчатые разделители, сита с обратным вращением, вибрирующую постель, фильтрующие коробки и/или гидроциклоны.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1А, возвратную жидкость можно ввести в устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы при помощи ряда способов, включая трубопровод 130, содержащий двухходовой клапан 132, позволяющий контролировать направление потока жидкости. В некоторых вариантах осуществления можно использовать ряд одноходовых клапанов (не показаны) вместо двухходовых клапанов 132. Трубопровод 130 по меньшей мере частично проходит через систему 100 флоккуляции и удаления воды, обеспечивая жидкостное соединение между элементами. В некоторых вариантах осуществления может иметься ряд двухходовых клапанов 132, образующих систему двуххо

- 3 032001 довых клапанов. В некоторых вариантах осуществления трубопровод 130 соединен с резервуаром 128 смесительного блока 126. В некоторых вариантах осуществления резервуар 128 может быть соединен с рабочим резервуаром 134. В некоторых вариантах осуществления рабочий резервуар 134 можно использовать как резервуар для хранения верхнего продукта и/или регенерированных жидкостей. В некоторых вариантах осуществления рабочий резервуар 134 позволяет вводить жидкости (например, верхний продукт, регенерированную жидкость и т.д.) в резервуар 128, который затем работает как резервуар для смешения жидкостей.

На фиг. 1А-1В резервуар 128 может быть использован для смешения различных компонентов, включая исходные материалы состава для обработки приствольной зоны и регенерированной жидкости. В некоторых вариантах осуществления система 100 флоккуляции и удаления воды позволяет переключаться между режимом смешения, при котором первичная функция заключается в приготовлении состава для обработки приствольной зоны, и режимом регенерации, при котором первичная функция заключается в регенерации возвратной жидкости для последующего применения при подземных работах. В полевых условиях переключение между режимами может быть выполнено быстро и эффективно и не потребует перемещения или перенастройки системы 100 флоккуляции и удаления воды.

На фиг. 1А показана блок-схема системы 100 флоккуляции и удаления воды в обычном режиме регенерации. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1А, несколько двухходовых клапанов 132 расположены так, что возвратную жидкость можно извлечь из бака или колодца 114 через трубопровод 130 при помощи насоса 108. Возвратная жидкость может проходить через дополнительный фильтр 116 для удаления твердых частиц с размером, превышающим максимальный размер, пригодный для системы 100 флоккуляции и удаления воды. Подходящие примеры фильтра 116 включают цилиндрический соединительный штуцер и/или трубку с отверстиями по периферии так, чтобы жидкость могла входить в осевом направлении с одного конца и выходить в радиальном направлении через периферические отверстия. В конечном счете, возвратная жидкость поступает в устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы для флоккуляции и последующего удаления воды в стойке 110 для удаления воды. Трубопровод 130 также можно использовать для передачи извлеченной воды от стойки 110 для удаления воды в другие элементы системы 100 флоккуляции и удаления воды 100.

На фиг. 1В показана блок-схема системы 100 флоккуляции и удаления воды в обычном режиме смешения. Элементы системы 100 флоккуляции и удаления воды имеют вид модулей и могут быть перестроены и/или переконфигурированы по мере надобности. В режиме смешения система 100 флоккуляции и удаления воды, как правило, имеет ту же структуру, что и в патенте США № 5779355, который включен в настоящий документ в виде ссылки. Как правило, в режиме смешения активное применение камеры флоккуляции 104 и стойки 110 для удаления воды не предусмотрено.

Как правило, как показано на фиг. 1А-1В насос 108 можно использовать для выведения жидкостей через трубопровод 130. Подходящие примеры насоса включают поршневые насосы, винтовые насосы, диафрагменные насосы, вытеснительные насосы и центробежные насосы. В некоторых вариантах осуществления мощность насоса 108 составляет примерно от 5 лошадиных сил до 25 лошадиных сил. В некоторых вариантах осуществления насос 108 весит меньше, чем приблизительно 1000 фунтов. Насос 108 позволяет передавать жидкости от одного элемента (например, смесительного блока 126, устройства 102 для разделения твердой и жидкой фазы 102 и т.д.) системы 100 флоккуляции и удаления воды в другой элемент (например, устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы, флоккуляционную камеру 104 и т.д.) системы 100 флоккуляции и удаления воды. При необходимости насос 108 можно установить на любом участке в системе 100 флоккуляции и удаления воды. В некоторых вариантах осуществления можно использовать несколько насосов.

На фиг. 1А устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы, как правило, предназначено для передачи нижнего продукта в флоккуляционную камеру 104 при помощи насоса 108 или при помощи другого подходящего способа, например, под действием силы тяжести и др. При необходимости устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы может быть устроено так, чтобы было удобно передавать верхний продукт в смесительный блок 126, состоящий из резервуара 128, через трубопровод 130. В некоторых вариантах осуществления смесительный блок 126 может выполнять несколько функций, включая, без ограничения, смешение верхнего продукта с неиспользованными составами для обработки приствольной зоны и повторное введение смеси в подземную среду. Смесительный блок 126 также может включать воронку 112 для введения сухих реагентов, которые затем примешиваются к составу для обработки приствольной зоны. В некоторых вариантах осуществления подземная среда может представлять собой ствол скважины для нефтедобычи, геологического сверления, разведки полезных ископаемых и т.д.

Фиг. 2 - это блок-схема в увеличенном масштабе, на которой показано устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы, флоккуляционная камера 104 и стойка 110 для удаления воды. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, устройство 102 для разделения твердой и жидкой фазы - это гидроциклон. На фиг. 2 флоккуляционная камера 104, как правило, включает флоккуляционный лоток 106, в котором имеется по меньшей мере одна перегородка 200 и отверстие 202 для введения флоккулянта и выходное отверстие 120 для удаления флоккулированной жидкости. Выходное отверстие 120 применяют

- 4 032001 для выведения флоккулированной жидкости из флоккуляционной камеры 104 в стойку 110 для удаления воды.

На фиг. 2 в некоторых вариантах осуществления гидроциклон может включать коническое основание, где верхний диаметр конического основания составляет примерно от 2 дюймов до 4 дюймов. В некоторых вариантах осуществления верхний диаметр конического основания составляет приблизительно от 1 дюйма до 2 дюймов. Верхний диаметр конического основания определяет размер или диапазон размеров отделяемых частиц. Как правило, больший верхний диаметр позволит отделять относительно более крупные частицы, тогда как меньший верхний диаметр позволит отделять частицы меньшего размера. Считается, что верхний диаметр, равный приблизительно от 2 до 4 дюймов позволит отделять твердые частицы размером приблизительно 15-30 мкм. В некоторых вариантах осуществления можно использовать ряд гидроциклонов для отделения твердых частиц в различных диапазонах размеров. Ряд гидроциклонов можно использовать последовательно или посменно.

На фиг. 2 в некоторых вариантах осуществления отверстие для ввода 202 соединено с устройством 208 для распределения флоккулянта (показано на фиг. 1А), которое позволяет вводить влажные или сухие флоккулянты в флоккуляционную камеру 104. Смешение флоккулянта с нижним продуктом позволяет получить флоккулированную жидкость. Подходящие примеры флоккулянтов включают, без ограничения, квасцы, полиакриламид, частично гидролизованный полиакриламид (РНРА), хитозан, гуар и желатин.

На фиг. 2 в некоторых вариантах осуществления флоккуляционный лоток 106 может быть разделен так, чтобы флоккуляционная камера 104 состояла из верхней флоккуляционной камеры 204 и нижней флоккуляционной камеры 206. В некоторых случаях разделения можно добиться, придав флоккуляционному лотку 106 наклон приблизительно от 1 до 46 градусов по отношению к дну флоккуляционной камеры 104. Наклонный флоккуляционный лоток 106 представляет собой верхнюю флоккуляционную камеру 204, тогда как нижняя часть флоккуляционной камеры 104 отвечает нижней флоккуляционной камере 206. В некоторых вариантах осуществления нижняя флоккуляционная камера 206 может включать выходное отверстие 120 для выведения флоккулированной жидкости из флоккуляционной камеры 104. Разделение флоккуляционной камеры 104 на верхнюю флоккуляционную камеру 204 и нижнюю флоккуляционную камеру 206 позволяет улучшение смешения флоккулянта с нижним продуктом, что по ряду причин улучшает флоккуляцию нижнего продукта. Без ограничения в теории считается, что перегородка 200 и наклон флоккуляционного лотка 106 может облегчить смешение возвратной жидкости и флоккулянта. Разделение удлиняет продолжительность смешения, поскольку жидкости должны пройти большее расстояние до выхода из флоккуляционной камеры 104. Также считается, что смешение и флоккуляция дополнительно повысятся в результате введения возвратной жидкости во флоккуляционную камеру 104 и ее падения во флоккуляционный лоток 106. Это было неожиданным результатом, который был подтвержден визуальным осмотром. Сразу после введения флоккулянта во флоккуляционный лоток 106 и его смешения с нижним продуктом формируется флоккуляционная жидкость. В некоторых вариантах осуществления флоккуляционный лоток имеет длину примерно от 24 дюймов до 48 дюймов, ширину примерно от 6,5 дюймов до 18 дюймов и высоту примерно от 10 дюймов до 24 дюймов.

Также на фиг. 2 стойка 110 для удаления воды, как правило, включает по меньшей мере один приемник для фильтрата 118 и фильтр-пресс 124. В некоторых вариантах осуществления приемник для фильтрата 118 может представлять собой водоотводный приемник. В некоторых вариантах осуществления приемник для фильтрата 118 можно поместить в уловитель 122 или на землю. Уловитель 122 можно сконструировать так, чтобы жидкости проходили через него. Например, уловитель 122 может включать сетку 210, поры или же вообще быть проницаемым. В некоторых вариантах осуществления приемник для фильтрата 118 может быть изготовлен из тканого войлока, нетканого войлока или их сочетания. Приемник для фильтрата 118 может вмещать примерно от 10 до 100 галлонов флоккулированной жидкости. В некоторых вариантах осуществления может иметься более одного приемника для фильтрата 118. Как только приемник для фильтрата 118 заполняется флоккулированной жидкостью, фильтр-пресс 124 (показан на фиг. 3A-3C) можно использовать для удаления воды из флоккулированной воды из флоккулированной жидкости для формирования удаления воды флоккулированной жидкости. На фиг. 1А в некоторых вариантах осуществления удаленную воду затем можно ввести в смесительный блок 126 или в устройство 208 для распределения флоккулянта.

На фиг. 3A-3C показан фильтр-пресс 124 с рычажной системой 300. На фиг. 3A-3C фильтр-пресс 124, как правило, сконструирован так, чтобы сообщаться с приемником для фильтрата 118 и позволять дренировать флоккулированную жидкость. В некоторых вариантах осуществления фильтр-пресс 124 можно активировать вручную, например, при помощи рычажной системы 300. Как показано на фиг. 3A3C, рычажная система 300 может представлять собой многопозиционную рычажную систему. На фиг. 3A показан фильтр-пресс 124 в несжатом состоянии. На фиг. 3B показан фильтр-пресс 124 в полусжатом состоянии. На фиг. 3C показан фильтр-пресс 124 в полностью сжатом состоянии. В некоторых вариантах осуществления фильтр-пресс 124 может позволять дренировать флоккулируемую жидкость гидравлически, пневматически или при помощи обоих способов.

Способы в настоящем изобретении, как правило, представляют собой получение возвратной жид- 5 032001 кости, представляющей собой текучую среду и твердого загрязнителя; введение возвратной жидкости в разделитель твердой и жидкой фазы с разделением возвратной жидкости на верхний и нижний продукт;

флоккуляцию нижнего продукта во флоккуляционной камере 104 с формированием флоккулированной жидкости; и удаления воды флоккулированной жидкости при помощи стойки 110 для удаления воды.

Текучая среда может представлять собой жидкость или иметь в качестве основы газ. В некоторых вариантах осуществления возвратная жидкость может представлять собой буровую жидкость, где буровая жидкость подверглась циркуляции в подземной среде. Пропускание возвратной жидкости через гидроциклон может позволить разделить возвратную жидкость на верхний продукт и нижний продукт. Верхний продукт может представлять собой пригодную для повторного применения буровую жидкость. Нижний продукт может представлять собой твердые загрязнители. В некоторых случаях верхний продукт можно ввести в смесительный блок 126, представляющий собой резервуар 128. В некоторых вариантах осуществления нижний продукт можно подвергнуть флоккуляции в флоккуляционной камере 104 и дренировать в стойке 110 для удаления воды. В некоторых вариантах осуществления нижний продукт можно дренировать путем прессования приемника для фильтрата 118, как в случае прессования при помощи фильтр-пресса 124.

Таким образом, настоящее изобретение хорошо приспособлено к достижению целей и обеспечению преимуществ, указанных выше, а также характерных для данной системы. Конкретные варианты осуществления, описанные выше, приведены только для иллюстрации, поскольку настоящее изобретение можно изменять и применять различными, но равноценными способами, очевидными для экспертов и лиц, ознакомленных с настоящим изобретением. Кроме того, на детали конструкции или исполнения, представленные здесь, не накладывается каких-либо ограничений, иных, нежели описанные далее в формуле изобретения. Таким образом, очевидно, что конкретные варианты осуществления, приведенные выше для иллюстрации, можно менять, применять в сочетаниях или модифицировать, и все такие варианты рассматриваются как соответствующие рамкам и духу настоящего изобретения. В то время как сочетания и способы описаны словами состоящий из, представляющий собой или включающий различные компоненты или стадии, сочетания и способы могут также состоять главным образом из или состоять из различных компонентов и стадий. Все числа и диапазоны, приведенные выше, могут в некоторой степени изменяться. Каждый раз, когда указан численный диапазон с нижним и верхним пределами, особо оговариваются любое число и любой соответствующий интервал, входящие в его пределы. В частности, каждый диапазон значений (вида примерно от a до b, или, что то же самое, приблизительно от a до b, или, что то же самое, приблизительно a-b), приведенный здесь следует понимать как включающий все числа и более узкие диапазоны, содержащиеся в данном более широком диапазоне значений. Также все термины в формуле изобретения сохраняют свое простое, обычное значение, если только иное не указано в явной форме и ясно не определено владельцем патента. Кроме того, неопределенные артикли а или an в английском тексте в формуле изобретения означают один или более из определяемых ими элементов. Если имеет место какое-либо разногласие в применении слова или термина в настоящем техническом задании и в одном или более патенте или других документах, которые могут быть включены в настоящий документ в виде ссылки, следует использовать определения, соответствующие настоящему техническому заданию.

Claims (10)

1. Система флоккуляции и удаления воды, включающая устройство для разделения твердой и жидкой фазы, предназначенное для приема и разделения возвратной жидкости в верхний продукт и нижний продукт, причем верхний продукт включает в себя буровую жидкость, которую можно повторно использовать, а нижний продукт включает в себя твердые загрязнители;

флоккуляционную камеру для приема нижнего продукта, включающую по меньшей мере один наклонный флоккуляционный лоток, разделяющий флоккуляционную камеру на верхнюю флоккуляционную камеру и нижнюю флоккуляционную камеру, причем по меньшей мере один наклонный флоккуляционный лоток оснащен по меньшей мере одной перегородкой; отверстием для введения флоккулянта в нижний поток и выходным отверстием для удаления флоккулированной жидкости;

стойку для удаления воды, причем флоккулированная жидкость из выходного отверстия поступает в стойку для удаления воды, включающую по меньшей мере один приемник для фильтрата;

фильтр-пресс;

при этом система флоккуляции и удаления воды содержит насос для нагнетания жидкостей в систему флоккуляции и удаления воды.

2. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, в которой устройство для разделения твердой и жидкой фазы представляет собой центрифугу, грохот, спиральный трубчатый разделитель, сито с обратным вращением, вибрирующую постель, фильтрующую коробку или гидроциклон.

- 6 032001

3. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, в которой флоккулянт представляет собой по меньшей мере один флоккулянт, выбранный из следующей группы: квасцы, полиакриламид, частично гидролизованный полиакриламид (РНРА), хитозан, гуар и желатин.

4. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, в которой приемник фильтрата помещают в уловитель.

5. Система флоккуляции и удаления воды по п.2, в которой гидроциклон представляет собой коническое основание, причем верхний диаметр конического основания составляет примерно от 5 до 10 см (от 2 до 4 дюймов).

6. Система флоккуляции и удаления воды по п.2, также включающая по меньшей мере один дополнительный гидроциклон.

7. Система флоккуляции и удаления воды по п.6, в которой дополнительный гидроциклон включает коническое основание, причем верхний диаметр конического основания составляет примерно от 2,5 до 5 см (от 1 до 2 дюймов).

8. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, в которой насос представляет собой по меньшей мере один насос, выбранный из следующей группы: поршневой насос, винтовой насос, диафрагменный насос, вытеснительный насос и центробежный насос.

9. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, в которой фильтр-пресс сжимает приемник для фильтрата гидравлически, пневматически или одновременно этими двумя способами.

10. Система флоккуляции и удаления воды по п.1, которая также включает смесительный блок, представляющий собой резервуар для повторного введения верхнего продукта или регенерированной жидкости.