NO338087B1 - Ramme, rammeverk og sikt med en slik ramme. - Google Patents

Description

RAMME, RAMMEVERK, OG SIKT MED EN SLIK RAMME

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår sikter av den typen som monteres i vibratorer som anvendes for å separere faststoffer fra væsker, og særlig for å separere faststoffer fra boreslam som bringes opp fra et hull ved boring etter olje eller gass.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Historisk har slike sikter blitt fremstilt av duker av vevd trådduk som strammes over og fastgjøres til metallrammer ved bruk av et polymerklebemiddel. Typisk er rammene generelt rektangulære og avgrenser en eller flere rektangulære åpninger som trådduken strammes over.

Vanligvis har to eller flere lag av trådduk med forskjellige maskestørrelser blitt fastgjort til hver metallramme. Stramningen i varp- og vefttrådene i én duk er normalt større enn stramningen av de tilsvarende varp- og vefttråder i den andre duken. US 2002/0113043 og SE 524179 kan være nyttig for forståelsen av oppfinnelsen og dens forhold til teknikkens stilling.

Rammetyper

Slike konstruksjoner hadde en tendens til å føre til forholdsvis tunge sikter, og ettersom de normalt settes på plass manuelt ble en ny utførelse av rammer introdusert for noen år siden av søkerne. Disse var i stor grad fremstilt av støpt GRP-polymer, i hvilken en trådramme innsettes under støpeprosessen, for å forsterke den endelige strukturen og gi tilstrekkelig stivhet ikke bare for å bevirke og opprettholde stramningen i tråddukene, men også for å sikre at rammene ikke bøyer seg på grunn av vekten av den forholdsvis tunge oppslemningen som danner boreslammet og ansamlingen av faststoffer på sikten under bruk.

Denne utformningen av sikter var godt egnet for vibratorer slik som VSM-vibratorer som leveres av Rig Technology Ltd., Aberdeen, Skottland, UK.

Kapasiteten til en vibratorsikt bestemmes i det minste delvis av det arealet av duken som boreslammet anbringes på under bruk. Ettersom arealet til hver rektangulære ramme delvis ble bestemt av den maksimalt tillatte vekten av den ferdige duken, ble filtreringsarealer som er større enn for en enkelt duk dannet ved å anordne to eller fire duker kant mot kant i en rettlinjet, stiv kurv med kantstøtter som kantene av dukene dannet anlegg mot. Dukene ble holdt på plass av klemmer, og fortrinnsvis ble en oppblåsbar klemmekanisme anvendt for å klemme kantene av dukene mot kantstøttene på den stive kurven. Den oppblåsbare klemanordningen sikret også god væsketetning rundt kantene av dukene.

Det har blitt utviklet andre vibratorer som hadde duker med stort areal men som var mindre godt understøttet, og det har vært foreslått å danne slike duker ved bruk av trådrammeforsterkede GRP-rammer, men etter testing av prototyper ble det funnet at disse ikke hadde tilstrekkelig stivhet til praktisk bruk.

Særlig dukene med stort areal som var forsterket med GRP-trådrammer ble funnet å vippe voldsomt rundt midten av det ikke-understøttede spennet. Dette medførte at duken ble adskilt fra kantstøttene som den skulle holdes tettet mot hele tiden under bruk. Dette muliggjorde at oppslemning kunne passere duken og dryppe ned i sumpen som var beregnet for filtrerte væsker.

Dessuten medførte vippingen av kantområdene av duken mot kantstøttene skade på undersiden av dukrammen.

Dessuten bevirket stor grad av vipping en betydelig plasking av oppslemningen over veggene til kurven og ned på gulvet som vibratoren var montert på. I tillegg til tap av forholdsvis kostbart boreslam er kjemikaliene som danner slammet ikke noe som bør dumpes i sjøen. Derfor kunne slik plasking medføre en miljømessig forurensning og alvorlig straff for riggoperatører dersom slik søl ikke oppsamles og deponeres korrekt, og alt dette øket omkostningene for behandling og gjenvinning av slammet fra hullene.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelsen å komme frem til en forbedret form for en forholdsvis lettvekts rammekonstruksjon som er tilstrekkelig stiv til ikke å vippe for mye under bruk og som kan spenne over større siktarealer enn tidligere produserte duker med trådforsterkede GRP-rammer.

Sammenfatning av oppfinnelsen

I henhold til et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen omfatter en ramme som en vevd trådduk skal strammes over og fastgjøres til for å danne en sikt som kan anvendes for å sikte faststoffer fra boreslam gjenvunnet fra borehull ved boring etter olje eller gass, en rettlinjet, støpt plastramme som har kantområder med hvilke den er fastgjort i en vibrator og danner flere rettlinjede vinduer dannet av et rettvinklet mønster av kryssende ribber som også er av støpt plastmateriale, idet ribbene er innvendig forsterket av en struktur som omfatter to adskilte lag av vinkelrett kryssende tråder i innbyrdes avstand som forløper parallelt med lengden og bredden av den rettlinjede formen til rammen inne i ribbene for å øke stivheten til disse, idet kantområdene er innvendig forsterket av metallelementer med kassetverrsnitt fastgjort ved de fire hjørnene, og endene av trådene er fastgjort til elementene med kassetverrsnitt.

Fortrinnsvis er elementene med kassetverrsnitt innkapslet i det samme plastmateriale som danner det støpte, vinkelrette mønsteret av kryssende ribber.

I et foretrukket arrangement er vekselvise ribber ikke forsterket med tråder, og kan forløpe bare en kort lengde mellom oversiden og undersiden av rammen, typisk halvveis, og betegnes som ribber med halv høyde.

Lengder av tråd som er bøyd for å danne avstandselementer og tilpasset til å passe mellom øvre og nedre tråder i den ribbeforsterkende strukturen kan være sveiset eller på annen måte sammenføyd med de øvre og nedre tråder, for å forløpe mellom disse og opprettholde den ønskede adskillelsen av de to lagene av tråder under prosessen med plastinnkapsling og støping. Avstandselementene inneholdes fullstendig i plastmaterialet som danner ribbene under prosessen med innkapsling og støping.

Den rundtgående omkretsen av den resulterende sikten er derfor en hovedsakelig stiv struktur som ikke vil vippe når den vibreres under bruk i en vibrator og som er tilstrekkelig sterk til å motstå bøyning eller deformasjon som skyldes trådstramning, og den kan spenne over større arealer enn de forsterkede GRP-sikter som tidligere ble utviklet for VSM-seriene av vibratorer fra Rig Technology.

Under bruk er omkretsen av sikten tettet mot et rettlinjet sete inne i vibratoren, for å hindre lekkasje av væske. Forsterkningen med kassetverrsnitt bevirker tilstrekkelig styrke til å eliminere adskillelsen som kan inntreffe mellom rammen og setet på grunn av vipping, og vil således løse problemene med passasje av fluidet og skade på tetningen. Den stive omkretsen virker også som en ekstra støtte for de øvre og nedre tråder i den indre trådgitterstrukturen, og dette minsker nedbøyningen av gitteret av kryssende ribber i en slik grad at plasking også vil minske eller elimineres.

Elementene med kassetverrsnitt i den rundtgående, forsterkende rammen kan ha et kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt.

Fortrinnsvis er endene av de to lagene av tråder fastgjort til den øvre og nedre siden av omkretsforsterkningen med kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt.

Oppfinnelsen angår også et rammeverk for å forsterke en ramme av plastmateriale som en vevd trådduk skal strammes over og fastgjøres til for å danne en sikt, omfattende to adskilte lag av rettvinklet kryssende tråder i innbyrdes avstand som forløper parallelt med lengden og bredden av den rettlinjede formen av rammen, og en rettlinjet, omgivende ramme av elementer med kassetverrsnitt som er sammenføyd i de fire hjørnene som endene av trådene er fastgjort til.

I et slikt rammeverk er endene av trådene i ett lag fastgjort til oversiden av hjelperammeelementene, og endene av trådene i det andre laget er fastgjort til undersiden av hjelperammeelementene.

Oppfinnelsen omfatter også en sikt fremstilt av en ramme som angitt ovenfor, med i det minste ett lag av vevd tråd strammet over og fastgjort til oversiden av rammen, slik at stramningen opprettholdes i trådduken ved slutten av fremstillingsprosessen.

En slik sikt er typisk fastklemt i en vibratorkurv ved bruk av en pneumatisk tetning eller av kiler som er drevet på plass mellom anslag som rager innvendig fra vibratorkurven og oversiden av kantområdene til sikten.

Oppfinnelsen angår også en sikt som angitt ovenfor, montert i en vibrator, idet sikten er fastklemt i en vibratorkurv ved bruk av en pneumatisk tetning eller av kiler som er drevet inn mellom anslag som rager innvendig fra vibratorkurven og oversiden av kantområdene til sikten.

Oppfinnelsen skal nå beskrives ved hjelp av eksempler, med henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1er en perspektivavbildning av en del av en kjent sikt, med delene adskilt. Fig. 2er et utsnitt av den øvre enden av en av ribbene i det kryssende mønsteret i den kjente rammen, og viser en forsterkende tråd innleiret i det støpte GRP-materialet. Fig. 3viser i perspektiv det sveisede trådforsterkningsgitteret som anvendes ved

fremstilling av den kjente sikten.

Fig. 4er et tverrsnitt gjennom en av ribbene i fig. 1, og viser både en øvre og en

nedre tråd.

Fig.5er et tverrsnitt gjennom den ytre omkretsen av en ramme fremstilt i henhold til det første aspektet ved den foreliggende oppfinnelsen, i hvilken kassetverrsnittet er kvadratisk.

Fig. 6viser en teknikk for fastgjøring av en sikt med stort areal i en vibrator.

Fig. 7viser i perspektiv en metallforsterkningsstruktur i henhold til oppfinnelsen, i hvilken den rundtgående forsterkningsrammen har rektangulært tverrsnitt, og tråder forløper mellom motsatte sider av rammen. Fig. 8viser på lignende måte en ferdig sikt etter at den er innkapslet i et GRP-materiale, idet det nærmeste hjørnet er bortskåret for å vise forsterkningstrådene og den rundtgående forsterkningen med kassetverrsnitt. Fig. 9viser på lignende måte som fig. 7 hvordan endene av trådene kan være

bøyd for å omgi kassetverrsnittet, for å sveises til dette.

Fig. 10er en forstørret avbildning av et hjørne i forsterkningsstrukturen i fig. 7. Fig. Uviser hvordan kassetverrsnittet understøttes av C-klips inne i et

støpeverktøy.

Fig. 12viser hvordan de åpne ender av kassetverrsnittet kan lukkes før støping.

Fig. 13eren planprojeksjon av forsterkningsstrukturen i fig. 9.

Fig. 14er et tverrsnitt etter linjen A-A i fig. 13, og viser avstandselementene av

tråd på plass.

Fig. 15er en detalj ved et avstandselement.

Fig. 16er et tverrsnitt etter linjen B-B i fig. 13.

Fig. 17er en plan projeksjon sett ovenfra av en del av en ramme etter støping i

GRP, men før trådduken er anbragt.

Fig. 18eretdeltverrsnittavfig. 17.

Fig. 19er en forstørret avbildning av den venstre enden C i fig. 18.

Fig. 20er en forstørret avbildning av området D i fig. 18.

Fig. 21 er et deltverrsnitt etter linjen B-B i fig. 17.

Fig. 22er en forstørret avbildning av området F i fig. 21.

I fig. 1 er vist en kjent holderamme som omfatter et sveiset gitter av forsterkningstråder generelt angitt som 10, (og som best fremgår av fig. 3), innleiret i en støpt, rettlinjet struktur som danner en ytre, rettlinjet flens 12 og et gitter av vinkelrett kryssende ribber, av hvilke to er angitt som 14 og 16 i fig. 1. Lag av vevd trådduk slik som 19, 21, 23 er lagt over, strammet og fastgjort til rammen på i og for seg kjent måte.

De øvre kanter av ribbene 14,16 har trekantet tverrsnitt, slik det best fremgår av fig. 2, som viser den indre kjernen av plastmateriale 18 som omslutter et av de øvre lagene av tråder 20 og det jevne, harde, ytre belegget 22 av plastmateriale.

Som det best fremgår av fig. 1 forløper to tråder gjennom hver ribbe, en øvre tråd 20 og en parallell, nedre tråd 24.

De nedre tråder slik som 24 er bøyd opp og sveiset til de øvre tråder ved motsatte ender av hver tråd, og (som det ikke er vist i fig. 3) også langs hver av de to lange sidene av det forsterkende rammeverket, som angitt ved 26. Den dobbelte tykkelsen av tråd som forløper inn i enden og sideflensene på rammen er funnet å bevirke tilstrekkelig stivhet for flensene til sikter med lite areal, slike som anvendt i VSM-serien av vibratorer fra Rig Technology Ltd.

Fig. 4 er et tverrsnitt gjennom ribben 16 i fig. 1.

Fig. 5 viser hvordan flensen 12 er erstattet av en forsterket ramme med kassetverrsnitt i henhold til oppfinnelsen. Kassetverrsnittet til metallet 32 kan være kvadratisk slik som vist, men det kan anvendes andre tverrsnittsformer, slik som rektangulær eller trekantet. Forsterkningen med kassetverrsnitt for de ytre rammeelementer danner en omkrets for sikten som ikke bøyes.

En fremgangsmåte for å fastgjøre sikten i en vibratorkurv 46 er vist skjematisk i fig. 6. Her er de motstående sidekanter 48, 50 av en sikt 52 vist fastklemt mellom en nedre bærestruktur vist med stiplede linjer ved 54, 56 og 58 og som danner et anlegg for kantene av sikten, og to blokker 64, 66 som rager sideveis innover fra innsidene av sideveggene 68, 70 av vibratorkurven. To kiler 60, 62 er drevet på plass og fastkilt under blokkene 64, 66 for å holde sikten på plass.

Den bakre veggen i kurven er vist ved 72, og en frontvegg med minsket høyde er vist ved 74. Den sistnevnte danner understøttelse for en lang kant på sikten, mens anleggsdelen 56 danner understøttelse for den andre lange kanten av sikten.

Kilene 60, 62 sikrer at sidekantene til sikten er tettet mot anleggsdelene 54, 58, men dersom siktstrukturen ikke er tilstrekkelig stiv til å hindre bøyning og vipping, kan tetningen mellom de lange kantene av sikten og den fremre og bakre anleggsdelen 74, 56 briste under bruk. Dette muliggjør at fluid kan lekke rundt de lange kantene av sikten. Overgangen mellom to av de angjeldende kanter er vist ved 76 i fig. 6.

En sikt som omfatter en forsterkende ramme konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er vist i fig. 10. I denne rammen forløper øvre og nedre, parallelle lag av vinkelrett kryssende tråder slik som 75, 77 mellom de fire sider av et rektangulært, omgivende element av metall med kassetverrsnitt, dannet av fire deler 78, 80, 82, 84. Endene av trådene er sveiset til den øvre og nedre siden av elementene 78-84 med kassetverrsnitt.

Etter støping i et passende verktøy innkapsles trådene og de omgivende elementer med plastmateriale, fortrinnsvis et glassforsterket plastmateriale, for å danne en ferdig ramme slik som vist i fig. 11. Som vist er rammen delvis bortskåret for å vise trådene og delene 78 og 80 i det omgivende elementet med kassetverrsnitt.

Fig. 9 og 10 illustrerer hvordan endene av trådene kan være bøyd for å ligge over den øvre siden og under den nedre siden av kassetverrsnittet. To slike tråder er angitt som 86, 88 i fig. 10, og de bøyde ender er angitt som 90, 92.

Endene er sveiset til kassetverrsnittet slik som vist ved 94.

Hjørnene av elementet med kassetverrsnitt er buttskjøter som er sveiset slik som vist ved 96 i fig. 10 og 98 i fig. 9.

Ettersom kassetverrsnittet skal innkapsles i plastmaterialet, er det nødvendig at det bringes i avstand fra innsiden av støpeverktøyet, og for dette formål er C-klips slik som 100 påsatt i punkter rundt delene 78, 80 osv. med kassetverrsnitt, som vist i fig. 11 og 12. Dessuten er åpne ender av kassetverrsnittet tettet før støping ved hjelp av deksler 102, slik som vist i fig. 12. Disse kan være av plastmateriale eller metall. Fig. 13 er en planprojeksjon av forsterkningsstrukturen i fig. 9 i minsket målestokk, og fig. 14 er et tverrsnitt etter linjen A-A i fig. 9 og viser to avstandselementer 104, 106 av tråd anbragt mellom en øvre og nedre tråd 108, 110 og sveiset til disse. Avstandselementene hindrer at trådene 108, 110 bøyer seg og bryter sammen ved støpetrykket, og kan være anordnet langs alle parene av tråder som er parallelle med 108, 110 eller bare langs utvalgte par av tråder. Fig. 16 viser et arrangement der avstandselementene befinner seg bare mellom det tredje, sjette, niende osv. paret av tråder. Fig. 17 viser det øvre av en del av rammen etter at trådene og delene med kassetverrsnitt har blitt innkapslet i GRP ved støping. Kammer 112, 114, 116, 118 er dannet langs de øvre sider av hver av de forsterkede kanter av rammen med kassetverrsnitt som trådduken er innleiret i under det neste trinnet i fremstillingen, for å omdanne rammen til en sikt.

Kammene fremgår av fig. 18 og 19, og også kammer slik som 120 langs de øvre kanter av ribbene slik som 122, i hvilke trådduk også er innleiret samtidig med at den innleires i kammene 112, 114 osv. Fig. 19 viser også hvordan det kan spares materiale og vekt ved å danne uforsterkede ribber med halv høyde slik som 124 mellom forsterkede ribber med full høyde slik som 122, 126. Fig. 20 viser hvordan foten av de midtre ribber 120 kan være utformet med skrå fremspring 130, 132 på motsatte sider. Lignende fremspring kan være anordnet på innsiden av hver av de to ender av rammen, og et av disse er vist ved 134 og i fig. 19 med fremspringet angitt som 136. Fig. 21 er et annet tverrsnitt gjennom den ferdige, støpte rammen i fig. 17, men i rett vinkel med det i fig. 18, og viser hvordan alle de støpte ribber 138, 140 osv.

(som er vinkelrett på ribbene slik som 122), er ribber i full høyde og helt forsterket. Fig. 22 viser bare det venstre endeområde, angitt som F, mer detaljert.

Det innkapslende materiale som omgir delene med kassetverrsnitt kan sees ved 142 og 144 i fig. 19 og 22.

Claims (13)

1. En ramme som en vevd trådduk (19, 21, 23) skal strammes over og fastgjøres til for å danne en sikt som kan anvendes for å sikte faststoffer fra boreslam som gjenvinnes fra nede i hull ved boring etter olje eller gass, omfattende en rettlinjet, støpt plastramme som har kantområder med hvilke den er festet på plass i en vibrator og avgrenser flere rettlinjede vinduer dannet av et vinkelrett mønster av kryssende ribber (14, 16) som også er av støpt plastmateriale, idet i det minste noen av disse er innvendig forsterket av en struktur som omfatter to innbyrdes adskilte lag av vinkelrett kryssende tråder (75, 77, 86, 88) i innbyrdes avstand, som forløper parallelt med lengden og bredden av den rettlinjede formen av rammen inne i ribbene for å øke stivheten av disse,karakterisert vedat 1) kantområdene av rammen er innvendig forsterket av metallelementer (78, 80, 82, 84) med kassetverrsnitt som er sammenføyd ved de fire hjørnene og danner en rundtgående forsterkning, og 2) endene (90, 92) av trådene er fastgjort til elementene (78, 80, 82, 84) med kassetverrsnitt.

2. Ramme som angitt i krav 1, i hvilken elementene med kassetverrsnitt er innkapslet i det samme plastmaterialet som det rettvinklede mønsteret av kryssende ribber er støpt av.

3. Ramme som angitt i krav 1 eller 2, ved hvilken vekselvise ribber (124) ikke er forsterket med tråder.

4. Ramme som angitt i krav 3 i hvilken de uforsterkede ribber (124) bare forløper delvis mellom den øvre og nedre siden av rammen.

5. Ramme som angitt i hvilket som helst av kravene 1-4, i hvilken lengdene av tråd som er bøyd for å danne avstandselementer (104, 106) og tilpasset til å passe inn mellom øvre og nedre tråder i ribbeforsterkningsstrukturen er sammenføyd med de øvre og nedre tråder (108, 110) for å forløpe mellom disse og opprettholde den ønskede adskillelsen av de to lag av tråder under prosessen med plastinnkapsling og støping.

6. Ramme som angitt i krav 5, i hvilken avstandselementene (104, 106) er sveiset til trådene (108, 110).

7. Ramme som angitt i krav 5 eler 6, i hvilken avstandselementene (104, 106) inneholdes fullstendig inne i plastmaterialet som danner ribbene.

8. Ramme som angitt i hvilket som helst av kravene 1-7, i hvilken elementene med kassetverrsnitt (78, 80, 82, 84) i den rundtgående forsterkningen har kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt (32).

9. Ramme som angitt i hvilket som helst av kravene 1-8, i hvilken endene (90, 92) av de to lagene av tråder er fastgjort til den øvre og nedre siden av den rundtgående forsterkningen.

10. Sikt fremstilt av en ramme som angitt i hvilket som helst av kravene 1-9 og i det minste ett lag av vevd tråd som er strammet over og fastgjort til oversiden av rammen slik at det opprettholdes stramning i trådduken ved slutten av fremstillingsprosessen.

11. Sikt som angitt i krav 10, nær montert i en vibrator, idet sikten (52) er fastklemt på plass i en vibratorkurv (46) ved bruk av en pneumatisk tetning eller av kiler (60, 62) som er drevet tå plass mellom anslag (64, 66) som rager innvendig fra vibratorkurven og oversiden av kantområdene (48, 50) til sikten.

12. Rammeverk for forsterkning av en ramme av plastmateriale som en vevd trådduk skal strammes over og fastgjøres til for å danne en sikt, omfattende to adskilte lag av vinkelrett kryssende tråder i innbyrdes avstand som forløper parallelt med lengden og bredden av den rettlinjede formen av rammen,karakterisert vedat rammeverket omfatter en rettlinjet, omgivende hjelperamme av elementer (78, 80, 82, 84) med kassetverrsnitt som er sammenføyd ved de fire hjørnene som endene (90, 92) av trådene er fastgjort til.

13. Rammeverk som angitt i krav 12, i hvilken endene av trådene i ett lag er fasthjort til den øvre siden av hjelperammeelementene og endene av trådene i det andre lag er fastgjort til undersiden av hjelperammeelementene.