MX2014000407A - Unidad de floculacion de inyeccion y deshidratacion de compresion para control y manejo de solidos de fluidos de perforacion y metodos relacionados con lo mismo. - Google Patents

Abstract

Un sistema de floculación y deshidratación, para separar mezclas de sólido-líquido y para reciclar y reacondicionar fluidos, puede incluir un clasificador de sólido-líquido; una cámara de floculación que incluye una artesa de floculación que comprende al menos un deflector, un puerto de inyección para introducir un floculante, y una salida para remover un fluido floculado; una rejilla de deshidratación en la cual la salida introduce el fluido floculado en la rejilla de deshidratación que comprende al menos una bolsa de recolección y una prensa filtradora; y una bomba para bombear fluidos en una red de conductos que corre al menos parcialmente a través del sistema de floculación y deshidratación.

Description

UNIDAD DE FLOCULACIÓN DE INYECCIÓN Y DESHIDRATACION DE COMPRESION PARA CONTROL Y MANEJO DE SOLIDOS DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN Y MÉTODOS RELACIONADOS CON LO MISMO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para separar mezclas de sólido-liquido. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para reciclar y reacondicionar fluidos de tratamiento subterráneo y métodos de uso de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las operaciones subterráneas tales como perforación, exploración mineral y extracción de muestras geológicas a menudo requieren fluidos que son introducidos en el entorno subterráneo para la terminación de las tareas deseadas. Por ejemplo, los fluidos de perforación, también comúnmente denominados como lodos de perforación, se utilizan en la mayoría de las operaciones de perforación modernas. En una operación de perforación, un fluido de perforación proporciona un número de funciones importantes, que incluyen prevenir que los fluidos de la formación entren al pozo, llevar a cabo cortes de perforación, suspender los cortes de perforación mientras se la perforación está pausada, y mantener la broca de perforación fría y limpia. En general, los fluidos de perforación proporcionan estabilidad a un pozo durante una operación de perforación. Algunos fluidos son denominados como "drill-in fluids" (fluidos de perforación de producción) . Los fluidos de perforación de producción son especialmente fluidos de perforación diseñados para perforar a través de la sección del depósito de un pozo. Las razones para utilizar un lodo especialmente diseñado son: (1) para perforar la zona del depósito exitosamente, a menudo un pozo de drenaje largo, horizontal; (2) para minimizar el daño y maximizar la producción de las zonas expuestas; y (3) para facilitar la terminación del pozo necesaria, lo cual puede incluir procedimientos complicados. Los fluidos de perforación de producción son a menudo salmueras que comprenden solamente sólidos de rangos de tamaño de partícula apropiados tales como cristales de sal o carbonato de calcio y polímeros. Generalmente, solamente aditivos esenciales para control de filtración y transporte de cortes o sedimentos están presentes en un fluido de perforación de producción. El término fluidos de perforación como se utiliza en este documento incluye los fluidos de perforación de producción.

Hay muchos tipos diferentes de fluidos de perforación incluyendo fluidos con base de agua, con base de aceite, con base de polímero, con base de arcilla, y con base sintética. Mientras la composición puede variar, un fluido de perforación está generalmente compuesto de un fluido (líquido o gas) y puede además comprender diferentes aditivos incluyendo, pero no limitado a, polímeros, sales, arcillas, y viscosificadores . La composición exacta de un fluido de perforación puede tener ingeniería para cumplir con las necesidades específicas de una operación de perforación con base en factores tales como perforación de roca, tipo de petróleo que está siendo recuperado, cuestiones ambientales, y similares. Un fluido de perforación es por lo general homogéneo y se mezcla antes de la circulación en un entorno subterráneo. Sin embargo, una vez que un fluido de perforación se introduce a un pozo, su composición puede cambiar drásticamente. Por ejemplo, los cortes de perforación tales como rocas, arena, esquisto, grava, y otros contaminantes se pueden suspender y mezclar en el fluido de perforación durante una operación de perforación. Estos sólidos inevitablemente hacen su camino hacia arriba como parte de los fluidos de retorno conforme el fluido de perforación retorna a la superficie.

Mientras los fluidos de perforación proporcionan numerosas ventajas, existen varios inconvenientes. Por ejemplo, los fluidos de perforación pueden ser muy costosos y, mientras que el costo exacto depende de la operación, pueden tomar una porción significativa del costo total de la perforación de un pozo. Además, los efectos a largo plazo que los fluidos de perforación tienen en el entorno pueden ser inciertos. Estas consideraciones importantes han estimulado los esfuerzos de reacondicionar los fluidos de perforación retornados de tal forma que los fluidos de perforación se puedan reciclar y reintroducir en un pozo.

En operaciones de perforación convencionales, los fluidos de perforación se recircula después de remover los cortes de perforación y otros contaminantes sólidos del fluido. Este proceso de reciclado y reacondicionamiento generalmente involucra recuperar el fluido de perforación retornado en la superficie, remover los cortes de perforación y sólidos de perforación indeseables, y recircular el fluido de perforación reacondicionado al interior del pozo. La remoción o separación de sólidos de los fluidos de perforación se hace típicamente utilizando un filtro de exclusión de tamaño. Se pueden además remover sólidos más pequeños, al menos parcialmente, por medio de equipos de procesamiento adicional tales como un hidrociclón o centrifugo. Un hidrociclón o un centrifugo separan las suspensiones por densidad y generan dos tipos de fluido, un sobreflujo y un subflujo. La composición del sobreflujo es la misma o similar a un fluido de perforación nuevo y se puede reintroducir al interior del pozo sin tratamiento adicional. Por un lado, el subflujo es un fluido concentrado que comprende gran parte de los sólidos no deseados presentes en el fluido de retorno.

Existen, sin embargo, limitaciones en las técnicas de separación actuales. Por ejemplo, en un proceso típico de reciclado y reacondicionamiento, solamente el 50-80% aproximadamente del fluido de retorno se puede separar en sobreflujo. Esto significa que queda un volumen significativo de subflujo. Debido a que este subflujo típicamente necesita tratamiento adicional antes de que pueda ser desechado o reutilizado, hay costo considerable y consideraciones de tiempo .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para separar mezclas de sólido-líquido. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para reciclar y reacondicionar fluidos de tratamiento de pozos y métodos de uso de los mismos.

En una modalidad, un sistema de floculación y deshidratación comprende: un clasificador de sólido-líquido; una cámara de floculación que comprende: una artesa de floculación que comprende: al menos un deflector; un puerto de inyección para introducir un floculante; y una salida para remover un fluido floculado; una rejilla de deshidratación en donde la salida introduce el fluido floculado en la rejilla de deshidratación que comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración; una prensa filtradora; y una bomba para bombear fluidos en una red de conductos que corre al menos parcialmente a través del sistema de floculación y deshidratación .

En una modalidad, una cámara de floculación comprende: una artesa de floculación que comprende: al menos un deflector; un puerto de inyección para introducir un floculante; y una salida para remover un fluido floculado.

En una modalidad, una rejilla de deshidratación comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración situada en al menos una canasta de recolección; y una prensa filtradora .

Las características y ventajas de la presente invención serán fácilmente aparentes para aquellos experimentados en la materia con una lectura de la descripción de las modalidades preferidas que sigue.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las siguientes figuras se incluyen para ilustrar ciertos aspectos de la presente invención, y no se deben ver como modalidades exclusivas. La materia que se divulga es capaz de modificación, alteración, y equivalentes considerables en forma y función, como ocurrirá para aquellos experimentados en la materia y que tengan el beneficio de esta divulgación.

Las Figuras 1A-1B son diagramas esquemáticos de un sistema de floculación y deshidratación . La Figura 1A es una modalidad de un sistema de floculación y deshidratación en modo de reacondicionamiento. La Figura IB es una modalidad de un sistema de floculación y deshidratación en modo de mezcla.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de cerca de una modalidad de una cámara de floculación y una rejilla de deshidratación.

Las Figuras 3A-3C son diagramas esquemáticos de las diferentes posiciones de un sistema de palanca de múltiples posiciones de una prensa filtradora.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para separar mezclas de sólido-liquido. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculación y deshidratación para reciclar y reacondicionar fluidos de tratamiento de pozos y métodos de uso de los mismos.

La presente invención proporciona sistemas y métodos para reciclar y reacondicionar fluidos de retorno. Como se utiliza en este documento, "fluido de retorno" se refiere generalmente a un fluido de tratamiento que ha sido introducido a un entorno subterráneo y que ha sido circulado de regreso a la superficie. Ejemplos adecuados de fluidos de retorno para su uso en conjunción con la presente invención incluyen, pero no están limitados a, fluidos de perforación, fluidos de terminación, y combinaciones de los mismos. Los fluidos adecuados para su uso en conjunción con la presente invención pueden ser con base de agua, con base de aceite, con base de polímero, con base de arcilla (p.ej., bentonita) , con base sintética, y similares.

En particular, un ejemplo de un fluido de retorno puede ser un fluido de perforación que ha sido utilizado en una operación de perforación y que incluye diferentes contaminantes sólidos tales como cortes de perforación, rocas, arena, esquisto, grava, escombros variados, y otros contaminantes sólidos. Como se muestra en la Figura 1A y IB, el sistema de floculación y deshidratación 100 de la presente invención proporciona elementos, tales como, el clasificador de sólidos 102, la cámara de floculación 104, la rejilla de deshidratación 110, etc., que se pueden utilizar individualmente o en tándem para reacondicionar fluidos de retorno formando de esta manera un fluido reacondicionado que puede ser reciclado al ser reutilizado. El sistema de floculación y deshidratación 100 de la presente invención también se puede utilizar para mezclar diferentes fluidos y materiales de inicio para proporcionar fluidos de tratamiento que pueden ser introducidos en un entorno subterráneo. Los elementos pueden ser modulares en su naturaleza y pueden ser reacomodados y/o reconfiguradas como se desee. Los fluidos reacondicionados pueden ser reutilizados al ser reintroducidos en un entorno subterráneo minimizando de esta manera los desechos químicos generados.

Se cree que la presente invención proporciona separación superior de mezclas de sólido-líquido en comparación con los sistemas y técnicas de separación típicos. Específicamente, se cree que la presente invención proporciona la una mayor relación de sobreflujo con respecto al subflujo en comparación con los sistemas y métodos de separación típicos. Como se utiliza en este documento, "sobreflujo" se refiere a una porción separada de un fluido de retorno que se puede reutilizar y reciclar. Como se utiliza en este documento, "subflujo" se refiere a una porción separada de un fluido de retorno que requiere reacondicionamiento para recuperar porciones reutilizables y reciclables de un fluido de tratamiento. Típicamente, el sobreflujo se puede reutilizar sin reacondicionamiento adicional. El subflujo generalmente comprende contaminantes sólidos tales como aquellos acumulados mientras un fluido de retorno circula en un entorno subterráneo. En una operación de perforación, los contaminantes sólidos pueden ser cortes de perforación, rocas, arena, esquisto, grava, escombros variados, y otros contaminantes sólidos que pueden suspenderse y mezclarse en el fluido de perforación durante una operación de perforación. En algunas modalidades, el sobreflujo comprende fluidos de tratamiento reutilizables que pueden ser introducidos en la unidad de mezcla 126. Además, la presente invención es capaz de reacondicionar el subflujo de tal forma que una porción grande es reutilizable en una operación subterránea y por lo tanto reciclable. Los contaminantes sólidos que son separados típicamente no son reutilizables. También se cree que la presente invención proporciona eficiencia superior en el reacondicionamiento del subflujo en comparación con los sistemas y técnicas de separación típicas. Esta eficiencia superior está relacionada en parte con características superiores de mezcla y floculación de la cámara de floculación 104, en particular, la artesa de floculación 106. Se cree que la geometría (p.ej., la pendiente de la artesa) de la artesa de floculación 106 mejora inesperadamente la mezcla y floculación del subflujo. Esta capacidad de reacondicionar los fluidos de retorno para su reutilización subsecuente en operaciones subterráneas habilita al operador ahorrar costos considerables.

Otra ventaja de la presente invención es que los elementos del sistema de floculación y deshidratación 100 han sido configurados (p.ej., geométricamente, volumétricamente, etc.) y optimizados para facilidad de manejo de grandes cantidades de fluidos de retorno. Todavía otra ventaja es que algunos o todos los elementos de la presente invención han sido diseñados para ser portátiles. La presente invención también proporciona un solo sistema que es capaz de funcionar en dos modos separados: modo de reacondicionamiento (Figura 1A) y módulo de mezcla (Figura IB) . Esta funcionalidad dual proporciona conveniencia adicional y ahorra costos considerables. Esto puede ser particularmente importante si la operación de floculación y deshidratación se ubica en una ubicación remota o difícil de alcanzar.

Para facilitar un mejor entendimiento de la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos de las modalidades preferidas. De ninguna forma se deben leer los siguientes ejemplos para limitar, o para definir, el alcance de la invención.

La Figura 1A muestra un diagrama esquemático que representa una modalidad de la presente invención. Haciendo referencia a la Figura 1A, el sistema de floculación y deshidratación 100 de la presente invención comprende generalmente un clasificador de sólido-liquido 102, una cámara de floculación 104, una bomba 108, y una rejilla de deshidratación 110. La cámara de floculación comprende generalmente una artesa de floculación 106. Opcionalmente , el sistema de floculación y deshidratación 100 puede comprender una unidad de mezcla 126 que comprende un cuenco 128 para reintroducir el sobreflujo de fluido reacondicionado . Las Figuras 1A-1B también muestran diferentes elementos de la presente invención, incluyendo la rejilla de deshidratación 110, la tolva 112, el foso/sumidero 114, el filtro 116, la bolsa de recolección de filtración 118, la salida 120, la canasta de recolección 122, la prensa filtradora 124, la unidad de mezcla 126, el cuenco 128, la red de conductos 130, la válvula de dos vías 132, el tanque activo 134, el deflector 200, el puerto de inyección 202, el dispensador de floculante 208, y el sistema de palanca 300. Los elementos de la presente invención serán descritos a continuación.

En algunas modalidades, el clasificador de sólido-liquido 102 puede clasificar una mezcla de sólido-liquido tal como una suspensión por densidad utilizando fuerza centrífuga. Por ejemplo, un clasificador de sólido-líquido 102 separará un fluido de retorno tal como un fluido de perforación que ha circulado en un entorno subterráneo dentro de un fluido de densidad relativamente baja (sobreflujo) que comprende relativamente menos contaminantes sólidos y un fluido de densidad relativamente más alta (subflujo) que comprende relativamente más contaminantes sólidos. Ejemplos adecuados del clasificador de sólido-líquido 102 incluye, pero no están limitados a, centrífugos, camas agitadoras, clasificadores tubulares de hélice, filtros de giro contrario, camas vibradores, cajas de filtro y/o hidrociclones.

En la modalidad que se muestra en la Figura 1A, el fluido de retorno se puede introducir en un clasificador de sólido-líquido 102 en un número de formas incluyendo una red de conductos 130 que comprende una válvula de dos vías 132 que controla la dirección del flujo de fluido. En algunas modalidades, se puede utilizar una pluralidad de válvulas de una vía (no mostradas) en lugar de válvulas de dos vías 132. La red de conductos 130 corre al menos parcialmente a través del sistema de floculación y deshidratación 100 proporcionando de esta manera una conexión fluídica entre los elementos. En algunas modalidades, puede haber una pluralidad de válvulas de dos vías 132 para formar un sistema de válvulas de dos vías. En algunas modalidades, la red de conductos 130 está conectada al cuenco 128 de una unidad de mezcla 126. En algunas modalidades, un cuenco 128 puede estar conectado a un tanque activo 134. En algunas modalidades, un tanque activo se puede utilizar como un depósito para almacenar el sobreflujo y/o fluidos reacondicionados . En algunas modalidades, un tanque activo 134 puede introducir fluidos (p.ej., sobreflujo, fluido reacondicionado, etc.) a un cuenco 128 que después actúa como un depósito para fluidos de mezcla.

Haciendo referencia a las Figuras 1A-1B, el cuenco 128 se puede utilizar para mezclar diferentes componentes, incluyendo los materiales de inicio de un fluido de tratamiento y el fluido reacondicionado. En algunas modalidades, el sistema de floculación y deshidratación 100 puede cambiar entre un modo de mezcla en donde la función primaria es preparar un fluido de tratamiento a un modo de reacondicionamiento en donde la función primaria es reacondicionar un fluido de retorno para su uso subsecuente en una aplicación subterránea. Un cambio entre los modos puede ser llevado a cabo rápidamente y eficientemente en el campo, sin tener que reubicar o reconfigurar el sistema de floculación y deshidratación 100.

La Figura 1A es un diagrama esquemático del sistema de floculación y deshidratación 100 en un modo de reacondicionamiento típico. En la modalidad que se muestra en la Figura 1A, se posicionan múltiples válvulas de dos vías 132 de tal forma que el fluido de retorno se puede extraer de un foso o sumidero 114 a través de una red de conductos 130 por medio de una bomba 108. El fluido de retorno puede pasar a través de un filtro opcional 116 con el fin de remover sólidos que están por encima del tamaño máximo tolerado por el sistema de floculación y deshidratación 100. Ejemplos adecuados de un filtro 116 incluye una manguera y/o tubo cilindrico que tiene aberturas en la periferia de tal forma que el fluido puede entrar axialmente en un extremo y salir radialmente a través de las aberturas periféricas. Eventualmente, el fluido de retorno se introduce al clasificador de sólido-líquido 102 para floculación y deshidratación posterior en una rejilla de deshidratación 110. La red de conductos 130 también se puede utilizar para transferir el agua removida desde la rejilla de deshidratación 110 a otros elementos del sistema de floculación y deshidratación 100.

La Figura IB es un diagrama esquemático del sistema de floculación y deshidratación 100 en un modo de mezcla típico. Los elementos del sistema de floculación y deshidratación 100 son modulares y se pueden reacomodar y/o reconfigurar como se desee. En el modo de mezcla, el sistema de floculación y deshidratación 100 está generalmente configurado similar al documento de Patente de los Estados Unidos No. 5,779,355, que se incorpora en este documento por referencia. Generalmente, mientras esta en el modo de mezcla, la cámara de floculación 104 y la rejilla de deshidratación 110 no se utilizan activamente .

Generalmente, como se muestra en las Figuras 1A-1B, se puede utilizar una bomba 108 para transferir fluidos a través de la red de conductos 130. Ejemplos adecuados de una bomba incluyen bombas de pistón, bombas tipo tornillo, bombas de diafragma, bombas de desplazamiento positivo, y bombas centrifugas. En algunas modalidades, la bomba 108 tiene de unos 5 caballos de potencia a unos 25 caballos de potencia nominales. En algunas modalidades, la bomba 108 es de menos de 454 kilogramos (1000 libras). La bomba 108 es útil para transferir fluidos desde un elemento (p.ej., la unidad de mezcla 126, el clasificador de sólido-líquido 102, etc.) del sistema de floculación y deshidratación 100 a otro elemento (p.ej., el clasificador de sólido-liquido 102, la cámara de floculación 104, etc.) del sistema de floculación y deshidratación 100. Dependiendo de lo que se desee, la bomba 108 se puede instalar en cualquier parte dentro del sistema de floculación y deshidratación 100. En algunas modalidades, se puede utilizar una pluralidad de bombas.

Haciendo referencia a la Figura 1A, el clasificador de sólido-liquido 102 está generalmente configurada para transferir el subflujo a la cámara de floculación 104 por medio de una bomba 108 o por medio de otras técnicas adecuadas tales como por gravedad y similares. Cuando es deseable, el clasificador de sólido-liquido 102 está configurado para transferir convenientemente el sobreflujo a una unidad de mezcla 126 que comprende un cuenco 128 a través de la red de conductos 130. En algunas modalidades, la unidad de mezcla 126 puede tener varias funciones incluyendo, pero no limitado a, mezclar el sobreflujo con fluidos de tratamiento no utilizados y reintroducir la mezcla en un entorno subterráneo. La unidad de mezcla 126 puede también comprender una tolva 112 para introducir productos reactivos secos que son mezclados posteriormente con el fluido de tratamiento. En algunas modalidades, el entorno subterráneo puede ser un pozo para perforación de extracción de petróleo, extracción de muestras geológicas, exploración de minerales y similares .

La Figura 2 es una esquemática de cerca que muestra el clasificador de sólido-liquido 102, la cámara de floculación 104 y la rejilla de deshidratación 110. En la modalidad que se muestra en la Figura 2, el clasificador de sólido-liquido 102 es un hidrociclón. Haciendo referencia a la Figura 2, la cámara de floculación 104 comprende generalmente una artesa de floculación 106 que comprende al menos un deflector 200 y un puerto de inyección 202 para la introducción de un floculante y una salida 120 para remover un fluido floculado. La salida 120 se utiliza para transferir un fluido floculado desde la cámara de floculación 104 a la rejilla de deshidratación 110.

Haciendo referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, un hidrociclón comprenderá una base cónica en donde el tamaño de la parte superior de la base cónica es de unos 5.08 a unos 10.16 centímetros (2 a 4 pulgadas) de diámetro. En algunas modalidades, el tamaño de la parte superior de la base cónica es de unos 2.54 a unos 5.08 centímetros (1 a 2 pulgadas) de diámetro. El tamaño de la parte superior de la base cónica determina el tamaño o rango de tamaños de las partículas que pueden ser separadas. Generalmente, un tamaño de la parte superior más grande separará sólidos relativamente más grandes mientras un tamaño de la parte superior más pequeño separará sólidos relativamente más pequeños. Se cree que un tamaño de la parte superior de unos 5.08 a unos 10.16 centímetros (2 a 4 pulgadas) de diámetro separará aproximadamente sólidos de 15- 30 micrones. En algunas modalidades, se puede utilizar una pluralidad de hidrociclones para separar un rango múltiple de tamaños de sólidos. La pluralidad de hidrociclones puede ser utilizada secuencialmente o reemplazo.

Haciendo referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, el puerto de inyección 202 está conectado a un dispensador de floculante 208 (mostrado en la Figura 1A) el cual puede introducir floculantes húmedos o secos a la cámara de floculación 104. La mezcla de floculante con el subflujo forma un fluido floculado. Ejemplos adecuados de floculantes incluyen, pero no están limitados a, alumbre, poliacrilamida, poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA, Partially Hydrolized Polyacrylamide), quitosano, guar, y gelatina.

Haciendo referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, la protesta de floculación 106 se puede particionar para dividir la cámara de floculación 104 en una cámara de floculación superior 204 y una cámara de floculación inferior 206. En algunos casos, la partición se crea al tener una artesa de floculación 106 con una pendiente de 1 grado a unos 46 grados medidos desde la parte inferior de la cámara de floculación 104. La artesa de floculación 106 inclinada comprende la cámara de floculación superior 204 mientras la porción inferior de la cámara de floculación 104 comprende la cámara de floculación inferior 206. En algunas modalidades, la cámara de floculación inferior 206 puede comprender una salida 120 para transferir el fluido floculado fuera de la cámara de floculación 104. El particionamiento de la cámara de floculación 104 en una cámara de floculación superior 204 y una cámara de floculación inferior 206 puede mejorar la mezcla del floculante con el subflujo mejorando de esta manera la floculación de subflujo por varias razones. Sin estar limitados por la teoria, se cree que el deflector 200 y la pendiente de la artesa de floculación 106 facilitarán la mezcla del fluido de retorno y el floculante. La partición al arreglo duración de la mezcla ya que los fluidos deben viajar una mayor distancia antes de salir de la cámara de floculación 104. También se cree que la mezcla y la floculación se mejoran adicionalmente por el impacto creado ya que el fluido de retorno se introduce a la cámara de floculación 104 y choca en la artesa de floculación 106. Este fue un resultado inesperado confirmado por inspección visual. Una vez que el floculante se introduce en la artesa de floculación 106 y se mezcla con el subflujo, se formará un fluido floculado. En algunas modalidades, las dimensiones de la artesa de floculación 106 son de unos 60.96 a unos 121.92 centímetros (24 a 48 pulgadas) de longitud, unos 16.51 a unos 45.72 centímetros (6.5 a 18 pulgadas) de ancho, y unos 25.4 a unos 60.96 centímetros (10 a 24 pulgadas) de altura.

Haciendo referencia nuevamente a la Figura 2, la rejilla de deshidratación 110 comprende generalmente al menos una bolsa de recolección de filtración 118; y una prensa filtradora 124. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede ser una bolsa colgante. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede estar colocada en una canasta de recolección 122 o en el piso. La canasta de recolección 122 puede estar configurada para permitir que los fluidos pasen a través de la misma. Por ejemplo, la canasta de recolección 122 puede comprender mallas 210, poros, o ser generalmente permeable. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede estar hecha a partir de fieltro de lana, fieltro que no es de lana, y combinaciones de ambos. La bolsa de recolección de filtración 118 puede contener unos 37.85 litros (10 galones) a unos 378.5 litros (100 galones) de fluido floculado. En algunas modalidades, puede haber más de una bolsa de recolección de filtración 118. Una vez que la bolsa de recolección de filtración 118 se llena con un fluido floculado, se puede utilizar una prensa filtradora 124 (mostrada en las Figuras 3A-3C) para remover el agua del fluido floculado para formar un fluido floculado deshidratado. Haciendo referencia a la Figura 1A, en algunas modalidades, el agua removida se puede introducir a la unidad de mezcla 126 o al dispensador de floculante 208.

Las Figuras 3A-3C muestra en la prensa filtradora 124 con un sistema de palanca 300. Haciendo referencia a las Figuras 3A-3C, la prensa filtradora 124 está generalmente configurada para acoplarse a la bolsa de recolección de filtración 118 y deshidratado el fluido floculado. En algunas modalidades, la prensa filtradora 124 puede ser activado manualmente como por medio de un sistema de palanca 300. Como se muestra en las Figuras 3A-3C, el sistema de palanca 300 puede ser un sistema de palanca de múltiples posiciones. La Figura 3A muestra la prensa filtradora 124 en un estado no comprimido. La Figura 3B muestra en la prensa filtradora 124 en un estado semi-comprimido . La Figura 3C muestra la prensa filtradora 124 en un estado completamente comprimido. En algunas modalidades, la prensa filtradora 124 puede deshidratar el fluido floculado hidráulicamente, neumáticamente, o ambos.

Los métodos de la presente invención comprenden generalmente proporcionar un fluido de retorno que comprende un fluido; y un contaminante sólido; introducir el fluido de retorno en un clasificador de sólido-liquido separando de esta manera el fluido de retorno en un sobreflujo y un subflujo; flocular el subflujo en una cámara de floculación 104 formando de esta manera un fluido floculado; y deshidratar el fluido floculado utilizando una rejilla de deshidratación 110.

El fluido puede ser un liquido o fluido basado en gas. En algunas modalidades, el fluido de retorno puede comprender un fluido de perforación en donde el fluido de perforación ha circulado en un entorno subterráneo. Hacer fluir el fluido de retorno a través de un hidrociclón puede separar el fluido de retorno en un sobreflujo y un subflujo. El sobreflujo puede comprender fluido de perforación reutilizable . El subflujo puede comprender contaminantes sólidos. En algunos casos, el sobreflujo puede ser introducido en una unidad de mezcla 126 que comprende un cuenco 128. En algunas modalidades, el subflujo puede ser floculado en una cámara de floculación 104 y deshidratado en una rejilla de deshidratación 110. En algunas modalidades, el subflujo puede ser deshidratado al presionar la bolsa de recolección de filtración 118 tal como al presionar una prensa filtradora 124.

Por lo tanto, la presente invención está adaptada para lograr los fines y ventajas mencionadas asi como aquellas inherentes a la misma. Las modalidades particulares divulgadas anteriormente son ilustrativas solamente, ya que la presente invención puede ser modificada y practicada en maneras diferentes pero equivalentes aparentes para aquellos experimentados en la materia que tengan el beneficio de las enseñanzas de este documento. Además, no se pretende ninguna limitación a los detalles de construcción o diseño que se muestran en este documento, además de las descritas en las reivindicaciones de más adelante. Es por lo tanto evidente que las modalidades ilustrativas particulares divulgadas anteriormente pueden ser alteradas, combinadas, o modificadas y todas estas variaciones se considera dentro del alcance y espíritu de la presente invención. Mientras las composiciones y métodos se describen en términos de "que comprende", "que contiene", o "que incluye" diferentes componentes o pasos, las composiciones y métodos también pueden "consistir esencialmente de" o "consistir de" los diferentes componentes y pasos. Todos los números y rangos divulgados anteriormente pueden variar en alguna cantidad. Siempre que se divulga un rango numérico con un límite inferior y un límite superior, cualquier número y cualquier rango incluido que caiga dentro del rango se divulga específicamente. En particular, cada rango de valores (de la forma "desde unos a hasta unos b", 0, equivalentemente, "desde aproximadamente a hasta b", o, equivalentemente, "desde aproximadamente a-b") que se divulgan en este documento se debe entender que establece cada número y rango abarcado dentro del rango más amplio de valores. También, los términos en las reivindicaciones tienen su significado plano, ordinario a menos que se diga explícitamente lo contrario y se defina claramente por el titular de la patente. Además, los artículos indefinidos "uno" o "una", como se utiliza en las reivindicaciones, se definen en este documento como significando uno o más de uno del elemento que introduce. Si existe cualquier conflicto en los usos de una palabra o término en esta especificación y una o más patentes u otros documentos que pueden estar incorporados en este documento por referencia, se deben adoptar las definiciones que son consistentes con esta especificación.

Claims (20)

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

1. Un sistema de floculacion y deshidratación, que comprende : un clasificador de sólido-líquido; una cámara de floculacion que comprende: una artesa de floculacion que comprende: al menos un deflector; un puerto de inyección para introducir un floculante; y y una salida para remover un fluido floculado; una rejilla de deshidratación en donde la salida introduce el fluido floculado en la rejilla de deshidratación que comprende : al menos una bolsa de recolección de filtración; una prensa filtradora; y una bomba para bombear fluidos en una red de conductos que corre al menos parcialmente a través del sistema de floculación y deshidratación .

2. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el clasificador de sólido-liquido es un centrifugo, una cama agitadora, un clasificador tubular de hélice, un filtro de giro contrario, una cama vibrador, una caja de filtro, o un hidrociclón .

3. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un floculante comprende al menos un floculante seleccionado del grupo que consiste de: alumbre, poliacrilamida, poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA), quitosano, guar, y gelatina.

4. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la bolsa de recolección de filtración se coloca en una canasta de recolección.

5. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el hidrociclón comprende una base cónica en donde el tamaño de la parte superior de la base cónica es de unos 5.08 a unos 10.16 centímetros (2 a 4 pulgadas) de diámetro.

6. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 2, además comprende un hidrociclón adicional.

7. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el hidrociclón adicional comprende una base cónica en donde el tamaño de la parte superior de la base cónica es de unos 2.54 a unos 5.08 centímetros (1 a 2 pulgadas) de diámetro.

8. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la bomba comprende al menos una bomba seleccionado del grupo que consiste de: una bomba de pistón, una bomba tipo tornillo, una bomba de diafragma, una bomba de desplazamiento positivo, y una bomba centrífuga.

9. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la prensa filtradora comprime la bolsa de recolección de filtración hidráulicamente, neumáticamente, o una combinación de ambos .

10. El sistema de floculación y deshidratación de acuerdo con la reivindicación 1, además comprende una unidad de mezcla que comprende un cuenco para reintroducir el sobreflujo o fluido reacondicionado .

11. Una cámara de floculación, que comprende: una artesa de floculación, que comprende: al menos un deflector; un puerto de inyección para introducir un floculante; y una salida para remover un fluido floculado.

12. La cámara de floculación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el floculante comprende al menos un floculante seleccionado del grupo que consiste de: alumbre, poliacrilamida, poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA), quitosano, guar, y gelatina.

13. La cámara de floculación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque la artesa de floculación es de unos 60.96 a unos 121.92 centímetros (24 a 48 pulgadas) de longitud, unos 16.51 a unos 45.72 centímetros (6.5 a 18 pulgadas) de ancho, y unos 25.4 a unos 60.96 centímetros (10 a 24 pulgadas) de altura.

14. La cámara de floculación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque la artesa de floculación estar inclinada en un ángulo de 1 grado a unos 46 grados medidos desde la parte inferior de la cámara de floculación

15. La cámara de floculación de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque el puerto de inyección está conectado a un dispensador de floculante.

16. Una rejilla de deshidratació , que comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración situada en al menos una canasta de recolección; y una prensa filtradora.

17. La rejilla de deshidratación portátil de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la canasta de recolección tiene mallas, es permeable, o porosa.

18. La rejilla de deshidratación portátil de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la bolsa de recolección de filtración comprende uno seleccionado del grupo que consiste de: fieltro que no es de lana, fieltro de lana, y combinaciones de los mismos.

19. La rejilla de deshidratación portátil de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la prensa filtradora se activa por medio de un sistema de palanca.

20. La rejilla de deshidratación portátil de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizada porque la prensa filtradora comprime la bolsa de recolección de filtración hidráulicamente, neumáticamente, o una combinación de ambos.