MX2013013396A - Agitador de multiples bandejas. - Google Patents

Abstract

La presente descripción se refiere a métodos y aparatos para separar los sólidos de un fluido de perforación. Un agitador de acuerdo con la presente descripción incluye una primera bandeja de selección que tiene un primer canal y un segundo canal, e incluye además una segunda bandeja de selección. El fluido de perforación recibido por el primer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia la segunda bandeja de selección, y el fluido de perforación recibido por el primer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia a un colector del agitador.

Description

AGITADOR DE MULTIPLES BANDEJAS ANTECEDENTES CAMPO DE LA INVENCIÓN Las modalidades descritas en la presente se refieren generalmente a un agitador para separar los sólidos del fluido. Particularmente, las modalidades descritas en la presente se refieren a un agitador que tiene al menos dos bandejas, en las que se pueden usar el agitador para permitir el procesamiento del fluido de perforación tanto en serie como en paralelo.

ARTE ANTERIOR El fluido de perforación del campo de petróleo, a menudo llamado "lodo", sirve para múltiples propósitos en la industria. Entre sus muchas funciones, el lodo de perforación actúa como un lubricante para enfriar las brocas . de perforación giratorias y facilitar las velocidades de corte más rápidas. Por lo general, el lodo se mezcla en la superficie y se bombea al fondo del pozo a alta presión hacia la broca de perforación a través de un agujero de la sarta de perforación. Una vez que el lodo alcanza la broca de perforación, sale a través de varias boquillas y puertos donde se lubrica y se enfria la broca de perforación. Después de salir a través de las boquillas, el fluido "usado" retorna a la superficie a través de un espacio anular formado entre la broca de perforación y el hoyo perforado.

Además, el lodo de perforación proporciona una columna de presión hidrostática, o cabezal, para evitar el "reventón" del pozo que se perforó. La presión hidrostática desplaza las presiones de formación evitando de esta manera el reventón de los fluidos si los depósitos presurizados se fracturan en la formación. Los dos factores que contribuyen a la presión hidrostática de la columna de lodo de perforación son la altura .(o profundidad) de la columna (es decir, la distancia vertical desde la superficie hasta el fondo del hoyo) en si y la densidad (o su inverso, gravedad especifica) del fluido usado. Dependiendo del tipo y construcción de la formación que se perfora, se mezclan varios agentes de ponderación y lubricación en el lodo de perforación para obtener la mezcla correcta. Por lo general, el peso del lodo de perforación se informa en "libras", abreviatura de libras por galón. Generalmente, aumentar la cantidad del agente de ponderación soluto disuelto en la base de lodo creará un lodo de perforación más denso. El lodo de perforación que es más ligero no puede proteger la formación de los reventones, y el lodo de perforación que es más denso puede sobre invadir la formación. Por lo tanto, se dedica mucho tiempo y consideración para garantizar que la mezcla de lodo sea óptima. Debido a que el proceso de mezcla y evaluación del lodo es caro y consume mucho tiempo, las compañías de servicio y los perforadores prefieren recuperar el lodo de perforación retornado y reciclarlo para su uso continuo.

Otro propósito significativo del lodo de perforación es portar las cortaduras lejos de la broca de perforación en el fondo del hoyo hacia la superficie. Cuando una broca de perforación pulveriza o raspa la formación de rocas en el fondo del hoyo, se quedan detrás pequeñas piezas de material sólido. El fluido de perforación que sale de las boquillas en la broca actúa para remover y portar las partículas sólidas de la roca y la formación hacia la superficie dentro del espacio anular entre la broca de perforación y el hoyo. Por lo tanto, el fluido que sale del hoyo del espacio anular es una lechada de las cortaduras de formación en el lodo de perforación. Antes que el lodo se pueda reciclar y rebombear a través de las boquillas de la broca de perforación, se eliminan los particulados de las cortaduras.

Los aparatos en uso hoy para eliminar las cortaduras y otros particulados sólidos del fluido de perforación se denominan comúnmente en la industria como agitadores de esquisto o separadores vibratorios. Un agitador es una tabla similar a un tamiz o bandeja de selección vibratoria sobre la cual se depositan los sólidos que retornan cargados de fluido de perforación, y a través de la cual el fluido de perforación, que se ha separado de la mayor parte de los sólidos, sale del agitador. Típicamente, el agitador es una tabla inclinada con un fondo de pantalla de filtro generalmente perforado, se conoce también como una "bandeja". El fluido de perforación que retorna se deposita en un extremo de alimentación del agitador. A medida que el fluido de perforación se desplaza a lo largo de la longitud de la tabla vibratoria, el fluido cae a través de las perforaciones a un depósito que está por debajo dejando detrás el material particulado sólido. La acción vibratoria de la tabla del agitador transporta las partículas sólidas que quedan detrás hasta que caen en el extremo de descarga de la tabla del agitador. La bandeja puede estar en un ángulo con relación a la tierra. En algunos agitadores, el ángulo de inclinación de la bandeja resulta en el movimiento de los particulados en una dirección generalmente hacia arriba, mientras que otros están inclinados de manera que el movimiento de los particulados está en una dirección generalmente hacia abajo, y aún otros agitadores no están inclinados o en ángulo con relación a la tierra. A pesar de todo, la inclinación de la tabla y/o las variaciones de diseño de los agitadores existentes no se deben considerar una limitación de la presente descripción.

La cantidad de vibración y el ángulo de inclinación de las bandejas del agitador se pueden ajustar para adaptarse a varias velocidades de flujo del fluido de perforación y porcentajes de particulado en el fluido de perforación. Después que el fluido pasa a través de la parte inferior perforada de la bandeja del agitador, se puede o bien retornar al servicio en el hoyo inmediatamente, se puede almacenar para la medición y evaluación, o pasar a través de otro equipo (por ejemplo, un agitador de secado, centrifuga, o un agitador de esquisto de tamaño más pequeño) para remover adicionalmente las cortaduras más pequeñas.

Un agitador típico con una bandeja de selección incluye una capa rígida, similar a una caja alargada, y un filtro unido a, y que se extiende a través de, la capa. La capa se hace vibrar cuando el material que se separa se introduce en el filtro. Las vibraciones, a menudo junto con la gravedad, mueven el material de tamaño relativamente grande a lo largo del filtro y fuera del extremo de la capa. La capa se hace vibrar típicamente por vibradores neumáticos, hidráulicos o giratorios, de manera convencional. En ciertos agitadores, se pueden usar múltiples etapas de selección para retinar los sólidos cargados de fluido a una' pureza deseada. A fin de reducir los requisitos de espacio, se pueden disponer múltiples selecciones de bandejas en un solo agitador.

Con referencia a la Figura 1, se muestra una vista en perspectiva de un agitador de múltiples bandejas 100. El agitador de múltiples bandejas 100 incluye una bandeja de selección superior 102, una bandeja de selección central 104, y una bandeja de selección inferior 106. El fluido cargado de sólidos se introduce en el agitador 100 en la bandeja de selección superior 102. Los fluidos y sólidos más pequeños que la malla de selección superior pasan a través de la bandeja de selección superior 102, mientras que los sólidos más grandes que la malla de selección superior permanecen en la bandeja de selección superior 102 y se eliminan del agitador 100.

En un agitador que tiene una configuración en serie, el efluente de la bandeja de selección superior 102 se dirige hacia la bandeja de selección central 104 por una primera artesa de flujo de retorno (no se muestra) dispuesta debajo de la bandeja de selección superior 102. Los sólidos más grandes que la malla de la bandeja de selección central 104 no pasan a través de la bandeja de selección central 104 y se descartan del agitador 100, mientras que el efluente de la bandeja de selección central 104 se dirige hacia la bandeja de selección inferior 106. El efluente de la bandeja de selección inferior 106 se puede recoger en un colector (no se muestra) , mientras que los sólidos demasiado grandes para pasar a través de la bandeja de selección inferior 106 se eliminan del agitador 100 y se descartan. Por lo tanto, en el funcionamiento en serie, el fluido se procesa por la bandeja de selección superior 102, la bandeja de selección central 104, y la bandeja de selección inferior 106 por orden. Un agitador de múltiples bandejas configurado para procesar el fluido en serie puede eliminar más sólidos del fluido que se procesó y se puede usar en aplicaciones de selección selectivas donde los sólidos específicos se recuperan para usar nuevamente.

Se puede usar otro agitador que tiene una configuración de procesamiento de fluido paralelo en lugar de la configuración en serie, descrita anteriormente. En una configuración en paralelo, el efluente de la bandeja de selección superior 102 se divide en dos corrientes por una primera artesa de flujo de retorno (no se muestra) . Una de las corrientes se dirige hacia la bandeja de selección central 104, mientras que la otra corriente se dirige hacia la bandeja de selección inferior 106. El efluente que pasa a través de la bandeja de selección central 104 y la bandeja de selección inferior 106 se puede recoger entonces en un colector (no se muestra) para usar nuevamente. Un agitador de múltiples bandejas configurado para procesar el fluido en paralelo puede tener una mayor capacidad de fluido para un tamaño de malla dado de las bandejas de selección 102, 104, y 106, y por lo tanto, puede procesar más fluido en un momento dado que un agitador configurado para procesar el fluido en serie .

En consecuencia, existe una necesidad de un agitador de múltiples bandejas que se pueda hacer funcionar en serie o en paralelo. Además, existe una necesidad de un agitador de múltiples bandejas que se pueda cambiar selectivamente del modo en serie al modo paralelo, o del modo paralelo al modo en serie.

SUMARIO DE LA INVENCION En un aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a un agitador para separar los sólidos de un fluido. El agitador incluye una primera bandeja de selección que tiene un primer canal y un segundo canal, y una segunda bandeja de selección. El fluido recibido por el primer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia la segunda bandeja de selección, y el fluido recibido por el segundo canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia un colector del agitador .

En otro aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a un método para separar los sólidos del fluido de perforación. El método incluye recibir el fluido de perforación en un primer canal de una primera bandeja de selección, la primera bandeja de selección que tiene el primer canal y un segundo canal, separar los sólidos del fluido de perforación en el primer canal de la primera bandeja de selección, dirigir el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre una segunda bandeja de selección, y separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección. El fluido de perforación recibido por el segundo canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige a un colector del agitador.

En aún otro aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a un método para separar los sólidos del fluido de perforación. El método incluye hacer funcionar un agitador en una configuración en serie para procesar el fluido de perforación, que incluye recibir el fluido de perforación en un primer canal de una primera bandeja de selección del agitador, la primera bandeja de selección que tiene el primer canal y un segundo canal, separar los sólidos del fluido de perforación en el primer canal de la primera bandeja de selección, dirigir el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre una segunda bandeja de selección del agitador, separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección, y dirigir el fluido de perforación de la segunda bandeja de selección a un colector del agitador. El método incluye además hacer funcionar el agitador en una configuración en paralelo para procesar el fluido de perforación, que incluye recibir el fluido de perforación en el segundo canal de la primera bandeja de selección del agitador, separar los sólidos del fluido de perforación en el segundo canal de la primera bandeja de selección, dirigir el fluido de perforación del segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador, recibir el fluido de perforación en la segunda bandeja de selección del agitador, separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección, y dirigir el fluido de perforación de la segunda bandeja de selección al colector del agitador. El método todavía incluye además ajusfar entre hacer funcionar el agitador en la configuración en serie y en la configuración en paralelo para procesar el fluido de perforación .

Otros aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción siguiente y las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en sección transversal de un agitador de múltiples bandejas del arte anterior.

Las Figuras 2A-2F son múltiples vistas de un agitador de múltiples bandejas de acuerdo con una o más modalidades de la presente descripción.

Las Figuras 3-10 son múltiples vistas de diagramas en bloque de las configuraciones de flujo dentro de un agitador de acuerdo con una o más modalidades de la presente descripción .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION En un aspecto, las modalidades descritas en la presente se refieren a los aparatos y métodos para separar los sólidos de un fluido de perforación. Particularmente, las modalidades de la presente descripción prevén un agitador, tal como un agitador de múltiples bandejas, que tiene una primera bandeja de selección y una segunda bandeja de selección, en la que las bandejas de selección se pueden hacer funcionar en una configuración en serie y/o una configuración en paralelo cuando se separan los sólidos del fluido de perforación. Como tal, las modalidades descritas en la presente pueden referirse a los aparatos y métodos para aumentar la eficacia de un agitador, tal como proporcionando el fluido de perforación a múltiples bandejas de un agitador, cuando se desee .

Con referencia ahora a las Figuras 2A-F, se muestran múltiples vistas de un agitador 201 de acuerdo con una o más modalidades de la presente descripción. Particularmente, la Figura 2A muestra una vista en perspectiva del agitador 201, la Figura 2B muestra otra vista en perspectiva del agitador 201, la Figura 2C muestra una vista superior del agitador 201, la Figura 2D muestra otra vista superior del agitador 201, la Figura 2E muestra una vista en sección transversal del agitador 201, y la Figura 2F muestra otra vista en sección transversal del agitador 201. El agitador 201 puede incluir múltiples bandejas de selección. Como se muestra en las Figuras 2A-F, el agitador 201 puede incluir una primera bandeja de selección 211, tal como una bandeja de selección superior, y una segunda bandeja de selección 221, tal como una bandeja de selección inferior posicionada por debajo de la bandeja de selección superior. Además, se pueden incluir otras bandejas de selección, tal como una tercera y/o una cuarta bandeja de selección, dentro del agitador sin apartarse del alcance de la presente descripción.

Como se muestra, la primera bandeja de selección 211 y/o la segunda bandeja de selección 221 pueden tener uno o más canales 213. Por ejemplo, la primera bandeja de selección 211 puede incluir un primer canal 213A, un segundo canal 213B, y un tercer canal 213C. Además, la segunda bandeja de selección 221 puede incluir un primer canal 223A y un segundo canal 223B. Sin embargo, las bandejas de selección 211 y 221 pueden incluir uno o más canales, dependiendo de los requisitos del funcionamiento de selección. Por ejemplo, la primera bandeja de selección 211 puede incluir dos o más canales 213, y la segunda bandeja de selección 221 puede incluir uno o más canales 223. Como tal, se debe entender que la segunda bandeja de selección 221 incluye al menos un canal, que en algunas modalidades puede ser el único canal, para recibir y dirigir el fluido de perforación.

Además, el agitador 201 puede incluir un alimentador 203 acoplado al mismo, tal como que tiene el alimentador 203 acoplado a un extremo de alimentación del agitador 201. El alimentador 203 se puede usar para recibir y dirigir el fluido de perforación a la primera bandeja de selección 211 del agitador 201. Particularmente, el alimentador 203 se puede usar para controlar y dirigir selectivamente el fluido de perforación a la primera bandeja de selección 211 del agitador 201, tal como mediante la dirección selectivamente del fluido de perforación al primer canal 213A, el segundo canal 213B, y/o el tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211.

Como tal, el alimentador 203 puede tener una o más entradas y/o una o más salidas, tales como las correspondientes al número de canales usados dentro de la primera bandeja de selección 211, para recibir y dirigir el fluido de perforación al uno o más canales 213A-C de la primera bandeja de selección 211, cuando se desee-. En una o más modalidades, el alimentador puede incluir una o más compuertas, válvulas, y/o cualquiera de otros mecanismos que se pueden usar para facilitar recibir y/o dirigir el fluido de perforación al agitador. Además, en una o más modalidades, el alimentador puede incluir uno o más filtros fijos incluidos con el mismo, tal como al tener uno o más filtros dispuestos dentro del alimentador para facilitar que se separen los sólidos del fluido de perforación antes de haber dirigido el fluido de perforación a una bandeja de selección del agitador. Además, como se muestra, uno o más motores 209 se pueden acoplar y/o unir al agitador 201 para proporcionar el movimiento vibratorio mientras que se separan los sólidos del fluido de perforación con el agitador 201.

Se puede proporcionar una malla de selección en cada una de las bandejas de selección del agitador, y, más particularmente, se puede proporcionar en cada uno de los canales de las bandejas de selección del agitador. Se puede usar la malla de selección para filtrar y separar los sólidos de diversos tamaños del fluido de perforación de acuerdo con el tamaño de la malla de selección respectiva. Como tal, en las Figuras 2A-2F, se puede proporcionar la malla de selección para los canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211, y se puede proporcionar también para los canales 223A y 223B de la segunda bandeja de selección 223. Además, en una o más modalidades, el tamaño de la malla de selección usada para los canales de las bandejas de selección puede variar de manera que los canales de las bandejas de selección pueden ser capaces de filtrar y separar sólidos de diversos tamaños.

Por ejemplo, las bandejas de selección pueden usar o incorporar la malla de selección de diferentes tamaños, tal como al tener una malla de selección más gruesa en la primera bandeja de selección 211 y una malla de selección más fina en la segunda bandeja de selección 221, de manera que la segunda bandeja de selección 221 puede ser capaz de filtrar y separar los sólidos que tienen un tamaño más pequeño en comparación con la de la primera bandeja de selección 211. Además, los canales de las bandejas de selección pueden usar o incorporar la malla de selección de diferentes tamaños, tal como al tener una malla de selección más gruesa en el primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211 y una malla de selección más fina en el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211. Como tal, el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C pueden ser capaces de filtrar y separar sólidos que tienen un tamaño más pequeño en comparación con el del primer canal 213A.

Con referencia aún a las Figuras 2A-2F, la primera bandeja de selección 211 puede incluir un extremo de alimentación 215 y un extremo de descarga 217, y de manera similar la segunda bandeja de selección puede incluir un extremo de alimentación 225 y un extremo de descarga 227. Particularmente, los canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211 pueden incluir los extremos de alimentación 215A-215C y los extremos de descarga 217A-217C, respectivamente, y los canales 223A y 223B de la segunda bandeja de selección 221 pueden incluir los extremos de alimentación 225A y 225B y los extremos de descarga 217A y 217B, respectivamente. Los extremos de alimentación 215 de las bandejas de selección 211 y 221 se pueden usar para recibir el fluido de perforación sobre las bandejas de selección 211 y 221, y los extremos de descarga 217 se pueden usar para descargar los sólidos separados del fluido de perforación de las bandejas de selección 211 y 221 y del agitador 201.

Un agitador de acuerdo con una o más modalidades de la presente descripción puede incluir también una o más artesas de flujo de retorno. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 2A-2F, se puede usar una artesa de flujo de retorno 231 para recibir el fluido de perforación separado de los sólidos con uno o más de los canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211 y dirigir el fluido de perforación a uno o más de los canales 223A y 223B de la segunda bandeja de selección 221 del agitador 201. Además, o alternativamente, la artesa de flujo de retorno 231 se puede usar para recibir el fluido de perforación separado por uno o más de los canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211 y dirigir el fluido de perforación a un colector 241 del agitador 201. El fluido de perforación dirigido al colector 241 del agitador 201 se puede recoger por el colector 241, tal como para usar nuevamente cuando se perfora.

De acuerdo con las modalidades descritas en la presente, un agitador 201 puede incluir una o más artesas de flujo de retorno 231 con el mismo, o puede no incluir ninguna de las artesas de flujo de retorno 231. Además, una artesa de flujo de retorno 231 se puede separar en múltiples artesas de flujo de retorno separadas 231. Por ejemplo, en lugar de tener una artesa de flujo de retorno 231 posicionada por debajo de y entre la primera bandeja de selección 211 y la segunda bandeja de selección 221, múltiples artesas de flujo de retorno 231 se pueden posicionar por debajo de los diferentes canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211. Como tal, se pueden usar las diferentes formas, tamaños, estructuras, arreglos, y configuraciones para una artesa de flujo de retorno 231 sin apartarse del alcance de la presente descripción .

Como se describió anteriormente, se puede usar un agitador 201 de acuerdo con la presente descripción en una configuración en serie y/o una configuración en paralelo cuando se separan los sólidos del fluido de perforación. En consecuencia, con respecto a las Figuras 2A-2F, y también como se demuestra particularmente en la Figura 2E y un diagrama en bloques en la Figura 3, en una configuración en serie, el fluido de perforación se puede dirigir al primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211. Ya que el fluido de perforación se dirige al primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211, el primer canal 213A puede recibir el fluido de perforación en el extremo de alimentación 215A y después separar los sólidos del fluido de perforación con el primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211. Como tal, los sólidos del fluido de perforación que tienen un tamaño mayor que el de la malla de selección del primer canal 213A se pueden descargar fuera del extremo de descarga 217A del primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211.

Además, el fluido de perforación puede pasar y fluir a través de la malla de selección del primer canal 213A. Como tal, en una modalidad en la que la artesa de flujo de retorno 231 se incluye dentro del agitador 201, el fluido de perforación se puede recibir después por la artesa de flujo de retorno 231 tal como para dirigir el fluido de perforación a la segunda bandeja de selección 221. Particularmente, la artesa de flujo de retorno 231 se puede usar para dirigir el fluido de perforación al primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221, tal como a los extremos de alimentación 225A y 225B del primer canal 223A y el segundo canal 223B, respectivamente. Sin embargo, en una modalidad en la que una artesa de flujo de retorno no se incluye dentro del agitador 201, el fluido de perforación puede fluir a través de la malla de selección para dirigirse y caer directamente sobre el primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221. En una o más modalidades, se puede usar una artesa de flujo de retorno 231 para evitar el desgaste innecesario de una o más bandejas de selección del agitador.

Ya que el fluido de perforación se dirige al primer canal 223A y/o segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221, los canales 223A y 223B se pueden usar para separar los sólidos del fluido de perforación recibidos en los mismos. Particularmente, los sólidos del fluido de perforación que tienen un tamaño mayor que el de la malla de selección del primer canal 223A y/o el segundo canal 223B se pueden descargar fuera de los extremos de descarga 227A y/o 227B de los canales 223A y/o 223B de la segunda bandeja de selección 221. Además, el fluido de perforación puede pasar y fluir a través de la malla de selección de los canales 223A y/o 223B, en la que el fluido de perforación se puede dirigir después al colector 241 del agitador 201. Como se describió anteriormente, el diagrama en bloques en la Figura 3 muestra una representación de esta configuración de flujo en serie dentro del agitador 201. Además, y como se describió anteriormente, el primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211 puede tener una malla de selección más gruesa en comparación a la malla de selección del primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221.

Para continuar, en una configuración de flujo en paralelo, el fluido de perforación se puede dirigir todavía al primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211, como se describió anteriormente con respecto a las Figuras 2E y 3, de manera que el fluido de perforación se puede dirigir al colector 241 del agitador 201 a través del primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221. Además, y como se demostró también particularmente en la Figura 2F y en un diagrama en bloques en la Figura 4, el fluido de perforación se puede dirigir también al segundo canal 213B y/o al tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211. Ya que el fluido de perforación se dirige a los canales 213B y/o 213C de la primera bandeja de selección 211, los canales 213B y/o 213C pueden recibir el fluido de perforación en los extremos de alimentación 215B y 215C de los mismos, en los que los canales 213B y/o 213C de la primera bandeja de selección 211 se pueden usar para separar los sólidos del fluido de perforación. Como tal, los sólidos del fluido de perforación que tienen un tamaño mayor que el de la malla de selección de los canales 213B y/o 213C se pueden descargar fuera de los extremos de descarga 217B y/o 217C de los canales 213B y/o 213C de la primera bandeja de selección 211.

Además, el fluido de perforación puede pasar y fluir a través de la malla de selección de los canales 213B y/o 213C, en la que el fluido de perforación se puede dirigir después al colector 241 del agitador 201. Por ejemplo, como se describió anteriormente, se puede usar la artesa de flujo de retorno 231 (si se desea), u otra artesa de flujo de retorno separada, para dirigir el fluido de perforación de los canales 213B y/o 213C de la primera bandeja de selección 211 al colector 241 del agitador 201. Sin embargo, en una o más modalidades, puede no usarse una artesa de flujo de retorno, en la que otro medio, tal como los laterales o la parte posterior del agitador 201 se puede usar para dirigir el fluido de perforación al colector 241 del agitador 201.

Como se describió anteriormente, el diagrama en bloques en la Figura 4 muestra una representación de esta configuración de flujo en paralelo dentro del agitador 201. Además, y como se describió anteriormente también, el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 pueden tener una malla de selección más fina en comparación al primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211, tal como al tener un tamaño sustancialmente similar al de la malla de selección entre el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 y el primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221.

De acuerdo con una o más modalidades de la presente descripción, una o más de la bandejas de selección, y uno o más de los canales de la bandejas de selección, se pueden disponer en diferentes ángulos de la bandeja uno con respecto a otro. Por ejemplo, uno o más de los canales 213A-213C de la primera bandeja de selección 211 y uno o más de los canales 223A y 223B de la segunda bandeja de selección 221 se pueden disponer en y se pueden mover entre diferentes ángulos de la bandeja uno con respecto a otro, si se desea.

En una modalidad, la primera bandeja de selección 211 se puede disponer en un diferente ángulo de la bandeja que el de la segunda bandeja de selección 221. En otra modalidad, el primer canal 213A de la primera bandeja de selección 211 se puede disponer en aproximadamente cero grados, mientras el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 se pueden disponer en una inclinación de aproximadamente cuatro grados, como se muestra en las Figuras 2E y 2F particularmente. Esto puede permitir que un ángulo de la bandeja inferior que se usa cuando es grande, y a menudo más pesado, los sólidos se transportan dentro del fluido de perforación por los canales y las bandejas de selección para la separación. Esto también puede permitir una mayor profundidad de estanque que se usa en los canales y bandejas de selección para aumentar la capacidad de fluido del agitador. Como tal, los ángulos de la bandeja de los canales de las bandejas de selección se pueden mover y cambiar uno con respecto a otro para cambiar y ajusfar la capacidad de fluido del agitador. Además, en una o más modalidades, los canales y las bandejas de selección se pueden disponer en ángulos compuestos, tal como al tener un diferente ángulo para uno o más de los canales en el extremo de alimentación del agitador en comparación al extremo de descarga del agitador.

Con referencia ahora a las Figuras 3-10, se muestran múltiples vistas de diagramas en bloque de la configuración de flujo de un agitador de acuerdo con una o más modalidades descritas en la presente. Como se describió anteriormente, la Figura 3 muestra una configuración de flujo para una configuración en serie dentro del agitador 201, y la Figura 4 muestra una configuración de flujo para una configuración en paralelo dentro del agitador 201.

Además, como se muestra en las Figuras 5 y 6, en lugar de tener el segundo canal 213B y/o tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 directo del fluido de perforación al colector 241 del agitador 201, el segundo canal 213B y/o tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 puede tener el fluido de perforación dirigido al primer canal 223A y/o el segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221. Por ejemplo, el fluido de perforación se puede recibir desde el segundo canal 213B y/o tercer canal 213C de la primera bandeja de selección 211 por la artesa de flujo de retorno 231 (si está presente) , en la que la artesa de flujo de retorno 231 puede dirigir el fluido de perforación al primer canal 223A y/o al segundo canal 223B de la segunda bandeja de selección 221. Como tal, uno o más de los canales de la primera bandeja de selección se pueden usar para dirigir selectivamente el fluido de perforación a la segunda bandeja de selección del agitador y/o el colector del agitador. En tales modalidades, la malla de selección de uno o más de los canales de la primera bandeja de selección puede ser más gruesa que la malla de selección de uno o más de los canales de la segunda bandeja de selección.

Como se muestra en las Figuras 7 y 8, en una modalidad en la que el agitador 201 incluye solamente el primer canal 213A y el segundo canal 213B de la primera bandeja de selección 211, el agitador 201 se puede usar para separar los sólidos del fluido de perforación en una configuración en serie, similar a como se muestra en la Figura 3. En tales modalidades, cuando está en uso, el fluido de perforación se puede dirigir selectivamente al primer canal 213A y/o el segundo canal 213B de la primera bandeja de selección 211, cuando se desee, particularmente si el primer canal 213A y el segundo canal 213B tienen diferente características de régimen de flujo y capacidad de fluido uno con respecto a otro.

Con respecto a las Figuras 7 y 8, los canales 213A y 213B puede tener un diferente ángulo de la bandeja y/o una diferente malla de selección uno con respecto a otro, en la que puede ser deseable dirigir el fluido de perforación al primer canal 213A y/o el segundo canal 213B de la primera bandeja de selección 211 para aumentar y/o disminuir la capacidad de fluido del agitador 201. En una modalidad, el primer canal 213A puede tener un ángulo de la bandeja inclinado de aproximadamente tres grados, y el segundo canal 213B puede tener un ángulo de la bandeja de aproximadamente cero grados. En tal modalidad, para aumentar la capacidad de fluido del agitador, la configuración de flujo mostrada en la Figura 7 se puede preferir, mientras que para el fluido de perforación que tiene más fuerza para transportar los sólidos, se puede preferir la configuración de flujo mostrada en la Figura 8. Además, en tal modalidad, el primer canal 213A puede tener una malla de selección de diferente tamaño que la del segundo canal 213B, tal como al tener una malla de selección más gruesa y/o más fina para el segundo canal 213B, cuando se desee.

Además, como se muestra en la Figura 9, en una modalidad en la que el agitador 201 incluye solamente el primer canal 213A y el segundo canal 213B de la primera bandeja de selección 211, el agitador 201 se puede usar para separar los sólidos del fluido de perforación en una configuración en paralelo similar a como se muestra en la Figura 4. Además, como se muestra en la Figura 10, en una modalidad en la que el agitador 201 incluye el primer canal 213A, el segundo canal 213B, y el tercer canal 213C, el agitador 201 puede recibir solamente el fluido de perforación en el segundo canal 213B y/o el tercer canal 213C, en la que el agitador 201 puede dirigir después el fluido de perforación al colector 241.

Como se mencionó anteriormente, el agitador no se limita a un arreglo de dos bandejas de selección solamente. Como tal, el agitador puede incluir más de dos bandejas de selección, y el arreglo de las bandejas de selección puede variar uno con respecto a otro. Por ejemplo, en lugar de tener la primera bandeja de selección colocada por encima de la segunda bandeja de selección, las bandejas de selección se pueden colocar en la configuración una al lado de la otra, o en otras configuraciones. Por ejemplo, en una modalidad, el agitador puede incluir múltiples separadores de bandeja, tal como el MD-3 Shale Shaker, disponible comercialmente de M-I, L.L.C., por Schlumberger Company, en Houston, Texas. En consecuencia, el número, arreglo, y configuración de las bandejas de selección usadas con el agitador no se deben considerar una limitación de la presente descripción.

Favorablemente, una o más modalidades descritas en la presente pueden proporcionar un agitador más eficaz. Particularmente, las modalidades descritas en la presente pueden prever un agitador que puede ser perfectamente capaz de cambiar las configuraciones del flujo. Por ejemplo, el agitador puede no necesitar que se apague para reconfigurar el flujo del agitador. Más bien, el fluido de perforación se puede redirigir a través del agitador, cuando se desee, cambiando el flujo a través del alimentador y la configuración de una o más de las artesas de flujo de retorno incluidas dentro del agitador. Además, las modalidades descritas en la presente pueden prever un agitador que puede ser capaz de tener múltiples ángulos de bandeja, tal como múltiples ángulos de bandeja para diferentes canales y/o diferentes bandejas de selección. Por ejemplo, en una modalidad, uno o más canales de la primera bandeja de selección se pueden disponer en y/o se pueden mover entre los diferentes ángulos de la bandeja con respecto a uno o más canales de la primera bandeja de selección y/o la segunda bandeja de selección, si se desea. Además, las modalidades descritas en la presente pueden prever un agitador con un aumento del área de selección eficaz. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 2A-2F, la primera bandeja de selección puede tener un aumento de tamaño sobre el de los agitadores tradicionales, en el que uno o más soportes de resortes del agitador se pueden unir a la parte inferior de la primera bandeja de selección, aumentando de ese modo el área de selección del agitador de la presente descripción. Mientras que las modalidades descritas en la presente se han descrito como que separa los sólidos de un fluido de perforación, la separación de los sólidos de otros tipos de fluidos se podría lograr por las modalidades y configuraciones del agitador descritas en la presente.

Aunque la invención se describe con respecto a un número limitado de modalidades, los expertos en la materia, gozando del beneficio de esta invención, apreciarán que otras modalidades pueden idearse sin apartarse del alcance de la invención como se describe en la presente.

Claims (26)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un agitador para separar los sólidos del fluido, que comprende: una primera bandeja de selección que tiene un primer canal y un segundo canal; y una segunda bandeja de selección; en donde el fluido recibido por el primer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia la segunda bandeja de selección; y en donde el fluido recibido por el segundo canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia un colector del agitador.

2. El agitador de la reivindicación 1, en donde la segunda bandeja de selección tiene un canal, en donde el fluido recibido por el primer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige al canal de la segunda bandeja de selección.

3. El agitador de la reivindicación 1, en donde fluido recibido por el segundo canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige hacia la segunda bandeja de selección.

4. El agitador de la reivindicación 1, que comprende además una artesa de flujo de retorno posicionada por debajo de la primera bandeja de selección para dirigir el fluido recibido y separado por el primer canal de la primera bandeja de selección a la segunda bandeja de selección.

5. El agitador de la reivindicación 4, en donde la artesa de flujo de retorno dirige el fluido recibido y separado por el segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador.

6. El agitador de la reivindicación 4, en donde la artesa de flujo de retorno comprende una primera artesa de flujo de retorno y una segunda artesa de flujo de retorno, en donde la primera artesa de flujo de retorno se posiciona por debajo del primer canal de la primera bandeja de selección para dirigir el fluido recibido y separado por el primer canal de la primera bandeja de selección a la segunda bandeja de selección, y en donde la segunda artesa de flujo de retorno se posiciona por debajo del segundo canal de la primera bandeja de selección para dirigir el fluido recibido y separado por el segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador.

7. El agitador de la reivindicación 4, en donde la artesa de flujo de retorno dirige el fluido recibido y separado por el segundo canal de la primera bandeja de selección a la segunda bandeja de selección.

8. El agitador de la reivindicación 1, en donde la primera bandeja de selección comprende además un tercer canal, y en donde el fluido recibido por el tercer canal y separado a través de la primera bandeja de selección se dirige al colector del agitador.

9. El agitador de la reivindicación 8, en donde al menos uno del segundo canal y el tercer canal de la primera bandeja de selección dirige el fluido separado a la segunda bandeja de selección.

10. El agitador de la reivindicación 8, que comprende además una artesa de flujo de retorno posicionada por debajo del primer canal de la primera bandeja de selección para dirigir el fluido recibido y separado por el primer canal de la primera bandeja de selección a la segunda bandeja de selección .

11. El agitador de la reivindicación 10, en donde la artesa de flujo de retorno comprende una primera artesa de flujo de retorno, una segunda artesa de flujo de retorno, y una tercera artesa de flujo de retorno, en donde la primera artesa de flujo de retorno se posiciona por debajo del primer canal de la primera bandeja de selección y dirige el fluido recibido y separado por el primer canal de la primera bandeja de selección a la segunda bandeja de selección, en donde la segunda artesa de flujo de retorno se posiciona por debajo del segundo canal de la primera bandeja de selección y dirige el fluido recibido y separado por el segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador, y en donde la tercera artesa de flujo de retorno se posiciona por debajo del tercer canal de la primera bandeja de selección y dirige el fluido recibido y separado por el cuarto canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador.

12. El agitador de la reivindicación 1, que comprende además un alimentador acoplado en el agitador para dirigir el fluido a al menos uno del primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección.

13. El agitador de la reivindicación 1, en donde una malla de selección del primer canal de la primera bandeja de selección es más gruesa que una malla de selección del segundo canal de la primera bandeja de selección.

14. El agitador de la reivindicación 1, en donde una malla de selección del segundo canal de la primera bandeja de selección es sustancialmente del mismo tamaño que una malla de selección de la segunda bandeja de selección.

15. El agitador de la reivindicación 1, en donde el primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección están dispuestos en diferentes ángulos de la bandeja uno con respecto a otro.

16. Un método para separar los sólidos del fluido de perforación, el método que comprende: recibir el fluido de perforación en un primer canal de una primera bandeja de selección, la primera bandeja de selección que tiene el primer canal y un segundo canal; separar los sólidos del fluido de perforación en el primer canal de la primera bandeja de selección; dirigir el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre una segunda bandeja de selección; y separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección; en donde el fluido de perforación recibidos por el segundo canal y separados a través de la primera bandeja de selección se dirigen a un colector del agitador.

17. El método de la reivindicación 16, que comprende además : recibir el fluido de perforación en el segundo canal de la primera bandeja de selección; separar los sólidos del fluido de perforación con el segundo canal de la primera bandeja de selección; y dirigir el fluido de perforación del segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador.

18. El método de la reivindicación 16, en donde el fluido de perforación recibido y separado por el segundo canal de la primera bandeja de selección se dirige hacia la segunda bandeja de selección.

19. El método de la reivindicación 16, en donde una artesa de flujo de retorno dirige el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre la segunda bandeja de selección.

20. El método de la reivindicación 16, en donde la segunda bandeja de selección comprende al menos un canal, que comprende además: dirigir el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre el al menos un canal de la segunda bandeja de selección; y separar los sólidos del fluido de perforación en el al menos un canal de la segunda bandeja de selección.

21. El método de la reivindicación 16, que comprende además : recibir el fluido de perforación sobre un tercer canal de la primera bandeja de selección; separar los sólidos del fluido de perforación en el tercer canal de la primera bandeja de selección; y dirigir el fluido de perforación desde el tercer canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador.

22. El método de la reivindicación 16, en donde al menos uno del primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección y la segunda bandeja de selección están dispuestos en diferentes ángulos de la bandeja uno con respecto a otro del primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección y la segunda bandeja de selección .

23. Un método para separar los sólidos del fluido de perforación, el método que comprende: hacer funcionar un agitador en una configuración en serie para procesar el fluido de perforación, que comprende: recibir el fluido de perforación en un primer canal de una primera bandeja de selección del agitador, la primera bandeja de selección que tiene el primer canal y un segundo canal; separar los sólidos del fluido de perforación en el primer canal de la primera bandeja de selección; dirigir el fluido de perforación del primer canal de la primera bandeja de selección sobre una segunda bandeja de selección del agitador; separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección; y dirigir el fluido de perforación de la segunda bandeja de selección a un colector del agitador; hacer funcionar el agitador en una configuración en paralelo para procesar el fluido de perforación, que comprende : recibir el fluido de perforación en el segundo canal de la primera bandeja de selección del agitador; separar los sólidos del fluido de perforación en el segundo canal de la primera bandeja de selección; dirigir el fluido de perforación desde el segundo canal de la primera bandeja de selección al colector del agitador; recibir el fluido de perforación en la segunda bandeja de selección del agitador; separar los sólidos del fluido de perforación en la segunda bandeja de selección; y dirigir el fluido de perforación desde la segunda bandeja de selección al colector del agitador; y ajustar entre hacer funcionar el agitador en la configuración en serie y en la configuración en paralelo para procesar el fluido de perforación.

24. El método de la reivindicación 23, que comprende además : ajustar un ángulo de la bandeja de al menos uno del primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección y la segunda bandeja de selección uno con respecto a otro del primer canal y el segundo canal de la primera bandeja de selección y la segunda bandeja de selección.

25. El método de la reivindicación 23, en donde una malla de selección del primer canal de la primera bandeja de selección es más gruesa que una malla de selección del segundo canal de la primera bandeja de selección.

26. El método de la reivindicación 23, en donde una malla de selección del segundo canal de la primera bandeja de selección es sustancialmente del mismo tamaño que una malla de selección de la segunda bandeja de selección.