NO343297B1

NO343297B1 - Apparat og fremgangsmåte for styring av viskositeten av et borefluid

Info

Publication number: NO343297B1
Application number: NO20081202A
Authority: NO
Inventors: Lyndon Ray Stone; Richard James Koch; Eric Scott
Original assignee: Nat Oilwell Varco Lp
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2019-01-21
Also published as: NO347492B1; CA2624751A1; BRPI0617986B1; US20070087927A1; EP1937934A1; EP1937934B9; CA2624751C; BRPI0617986A2; AU2006305652A1; US7540838B2; EP1937934B1; NO20081202L; ES2643303T3; NO20181264A1; ES2643303T9; WO2007045925A1; AU2006305652B2

Abstract

En ventil (136, 136', 136'', 200) tilpasset for å erstatte en eksisterende ventil til et brønnhode (114). Ventilen (136, 136', 136'', 200) kan ha lignende dimensjoner som den eksisterende ventil som den erstatter for å utnytte eksisterende brønnhodeforbindelser. I en utførelse innbefatter en erstatningsomløpshodeventil (136) en fluidomløpsbane (168) for å muliggjøre kommunikasjon og transport av et produksjonsfremmende fluid (132) fra et sted utvendig av brønnen gjennom rør (126) med liten diameter til et spesifikt sted nede i brønnen uavhengig av posisjonen til en strømningsstyringsdel i indre kammer (166). Erstatningsomløpshovedventil (136') kan innbefatte ankerfestesammenstillingen (122') anbrakt i låseprofil (180) til oppstrømsinnløpsboring (162) for å muliggjøre kommunikasjon fra fluidomløpsbane (168) til nedre injeksjonsledning (128). I en annen utførelse, innbefatter erstatningsventil (200) et spor i sluse (208) som tettende mottar kapillarinjeksjonsrøret (204) når den er i en lukket posisjon.

Description

APPARAT OG FREMGANGSMÅTE FOR STYRING AV VISKOSITETEN AV ET BOREFLUID

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å styre viskositeten av et borefluid, et apparat for utføring av samme, et apparat for styring og en utrustning for gjennomføring av fremgangsmåten.

Under oppbyggingen av et brønnhull for utvinning av olje og/eller gass, brukes borefluid (eller "slam”), blant annet, for å styre trykkene under overflaten, smøre borekronen, stabilisere borehullet og bringe borekakset til overflaten. Slam pumpes fra overflaten gjennom den hule borestreng, kommer ut gjennom dyser i borekronen og returnerer til overflaten gjennom det ringformede rom mellom borestrengen og hullets vegger.

Idet borekronen knuser stein til borekaks, blandes denne kaks i slamstrømmen og fraktes til overflaten. For å gjenbruke slammet når det kommer tilbake til overflaten og for å gjøre faststoffet enklere å håndtere, må faststoffet skilles fra slammet. For å gjøre dette sendes slammet gjennom et faststoffseparasjonssystem. Det første trinn i å skille kakset fra slammet medfører at blandingen av slam og faststoff føres over vibrerende skjermer som er kjent som vibrerende såld eller vibrasjonssikter (shale shakers). Borekakset forblir på toppen av det vibrerende sålds skjermer; siktenes vibrasjonsvirkning flytter kakset nedover skjermen og ut over enden på vibrasjonssikteapparatet til et punkt hvor kakset kan samles opp og lagres i en tank eller slamtank for videre behandling eller forvaltning. Det flytende slam går gjennom skjermene eller siktedukene og resirkuleres tilbake til slamtankene hvorfra slammet trekkes for å pumpes nedihulls. Slamtankenes funksjon er å tilveiebringe tilgjengelig tilførsel av renset slam for sirkulasjonssystemet.

Mekanisk tilleggsprosessering brukes ofte etter behandlingen i vibrasjonssikteapparatene for ytterligere fjerning av så mye fine faststoffer som mulig siden disse partikler har en tendens til å påvirke slammets egenskaper og boreytelsen hvis de returneres til sirkulasjonssystemet. Dette mekaniske utstyr er vanligvis én av tre typer: 1) siltutskillere og sandutskillere av hydrosyklontypen; 2) slamrensere (hydrosyklon som avgir til et vibrerende såld med fine skjermer), og 3) dekanteringssentrifuger med roterende skall (bowl). Det utskilte fine faststoff kombineres med det grovere borekaks som fjernes ved hjelp av vibrasjonssikteapparatene.

Dekanteringssentrifuger kan brukes for å prosessere borefluider for å skille uønsket borefaststoff fra flytende slam, spesielt faststoff som har en slik størrelse at det, for eksempel, ikke kan fjernes av vibrasjonssikteapparatene. Når an slik sentrifuge brukas for å prosessere borematerial (borefluid med borekaks i), krever endrende slamstrømningsforhold ofte manuell justering av sentrifugepumpehastighet for å optimalisere sentrifugebehandlingsytelse. Sentrifugedrift kan være et kompromiss mellom ytelse og intervaller mellom vedlikeholds- og reparasjonsoperasjoner.

Til tross for denne prosessering i faststoffseparasjonssystemet, har slammet som venter i slamtankene for å gjenbrukes, ikke nødvendigvis de ønskede fysiske egenskaper.

Særskilt inneholder borefluid forskjellige materialer og vektmidler, inkludert betydelige mengder av leirer og andre finfordelte materialer som hjelper til å bibringe slammet den krevde viskositet og gelstyrke som kreves for å blande inn og holde borekakset i suspensjon. Selv om slammets egenvekt eller tetthet lett kan økes ved å sette til vektmaterial, så må boreslammet ha passende viskositet for å utføre de foran nevnte funksjoner.

Et slams reologiske egenskaper eller strømningsegenskaper endres alltid under bruk, særskilt viskositet og gelstyrke. Dette er på grunn av egenskaperne til leirene, for eksempel bentonitt, som lett hydratiseres under bruk og som, når det hydratiseres opp til maksimumspunktet for hydratisering av leirebestanddelene, øker slammets viskositet og gelstyrke. Vanligvis absorberer eller adsorberer et slams leirebestanddel eller -bestanddeler gradvis vann, og slammets viskositet og gelstyrke øker. Det tillatte spenn eller område (range) for viskositet og gelstyrke som et slam kan ha er imidlertid begrenset, og slammet kan ikke tillates å bli for tynt eller for tykt. Når et slam blir for tykt, må det tynnes og bringes tilbake til et tillatt område for viskositet og gelstyrke.

I noen tilfeller brukes en sentrifuge i et forsøk på å styre et slams plastiske viskositet. En ønsket plastisk viskositet er en funksjon av slamtypen (vannbasert, oljebasert, syntetisk basert), slamtettheten og andre variabler. Når slamviskositeten er for høy vil operatøren slå på sentrifugen eller kjøre den hurtigere. Når slamviskositeten er for lav vil operatøren slå av sentrifugen eller kjøre den langsommere. Slamegenskapene måles periodisk manuelt og korrigeringstiltak utføres av operatøren. Dette kan resultere i en sagtannvirkning på viskositeten til slammet som går inn igjen i sirkulasjonssystemet, og dette er uønsket.

Publikasjonen US 2,219,312 beskriver reduksjon av viskositeten til slamfluid som forlater brønnen, hvor reduksjonen er tilstrekkelig til å tillate slamfluidet raskt å slippe kaks og sand og å frigjøre eventuell innblandet gass og deretter gjenopprette viskositeten i slamfluidet før slamfluidet returneres til brønnen. Reduksjonen i viskositeten utføres ved å dele fluidet i relativt kolloide og forholdsvis ikke-kolloide deler ved å fjerne noe av eller alt det kolloidale materialet fra fluidet ved hjelp av elektroforese, hvoretter den ikke-kolloide del som vil inneholde kaks, sand og gass, vil bli redusert i viskositet tilstrekkelig til å tillate hurtig bunnfelling og utskillelse av disse materialene. Den separerte kolloidale substansen blir deretter kombinert med det rensede ikke-kolloidale fluid i slike proporsjoner som er nødvendige for å gjenopprette slamfluidet til originalen eller til en hvilken som helst annen ønsket viskositetsverdi. Publikasjonen WO 89/09091 beskriver en fremgangsmåte for behandling av resirkulert boreslam under olje- eller gassboring. Fremgangsmåten omfatter: a) separering i et første trinn ved å anvende en skrueklasser som har et lukket rør som omgir skruen og en tilførsel av olje, eventuelt vann i motstrøm mot transportretningen i skrueklassereren, samt en overløp for boreslam fra skrueklassererens tank; (b) overføring av boreslam fra overløpet til en syklonanordning med en tilknyttet siktanordning for separering av borekakspartikler fra boreslammet; og c) awanning i minst en vibrasjonsawanningsenhet til hvilken det tilføres overopphetet damp og kjemikalier, og som mottar separerte borekaks fra skrueklassereren.

Publikasjonen US 5,857,955 beskriver et styresystem for en sentrifuge som mottar en blanding av flytende og faste partikler og separerer væsken fra de faste partikler. Sentrifugen innbefatter en roterbar skål og en roterbar skruetransportør som strekker seg inn i skålen. Styresystemet omfatter: to drivaggregater for henholdsvis den roterende skålen og transportøren; en strømningsmåler for måling av strømmen av blandingen til sentrifugen; en ventil for å styre strømmen av blandingen til sentrifugen; og en datamaskin som omfatter inngangsterminaler forbundet med drivaggregatene for mottak av signaler fra drivaggregatene som svarer til skålens hastighet og skuretransportørens dreiemoment, og en inngangsterminal forbundet med måleren for mottak av signaler som svarer til strømmen av blandingen, og utgangsterminaler koblet til drivaggregatene og ventilen, idet datamaskinen er tilpasset til å svare på inngangssignaler mottatt fra drivaggregatene og måleren og generere utgangssignalerfor å styre drivaggregatene og ventilen på en måte som svarer til forutbestemte driftsforhold av sentrifugen.

Publikasjonen US 2,941 ,783 beskriver en fremgangsmåte for fjerning av kostbare vektingredienser fra sirkulert boreslam, omfattende bruk av en siktanordning og en hydrosyklon.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte for å styre viskositeten av et borefluid slik det fremgår av krav 1.

I én utførelse føres ønskede grovere faststoffer tilbake i beholderen (for eksempel baryttfaststoff med en største dimensjon større enn cirka ti mikron, og/eller borefaststoff med en største dimensjon større enn cirka tjue mikron). I en annen utførelse kan borefluid returneres til beholderen. Hvilket material og hvor mye som returneres til beholderen kan velges automatisk av datastyrt styreapparat. Sentrifugen kan være en sentrifuge av dekantertypen som kan styres ved å endre rotasjonshastigheten og/eller borefluidinnmatingshastigheten for å justere viskositeten til borefluidet i beholderen. I visse aspekter kan sentrifugen styres slik at den løper med en høy hastighet (for eksempel større enn cirka 2200 omdreininger per minutt) slik at fluid ka returneres til beholderen. I andre aspekter kan sentrifugen styres slik at den løper med en lav hastighet (for eksempel mindre enn cirka 2200 omdreininger per minutt) slik at fluid kan returneres til beholderen.

Sentrifugen kan enten være del av det eksisterende faststoffseparasjonssystem, eller det kan være et frittstående apparat (for eksempel sentrifuge) som er dedikert til å motta borefluid fra én eller flere slamtanker og prosessere slammet som beskrevet ovenfor.

Ytterligere trinn fremlegges i krav 2 til 10 til hvilke oppmerksomhet herved rettes.

I henhold til et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for styring av viskositeten til et borefluid slik det fremgår av krav 11.

Styreapparatet kan være i form av en datamaskin som lagrer datamaskinutførbare instruksjoner for operasjon av den forannevnte prosess.

Ytterligere trekk fremlegges i krav 12 til 14 til hvilke oppmerksomhet herved rettes.

I henhold til et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et styreapparat for å gjennomføre fremgangsmåtetrinnene ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 10 når brukt i et apparat ifølge hvilke som helst av kravene 11 til 14.

I henhold til et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en utrustning for styring av viskositet slik det fremgår av krav 16.1 visse aspekter kan en sentrifuge som er fremlagt i dette dokumentet kjøres med en G-kraft av cirka 700 G eller mer, for eksempel opp til 1000 G, for styring av tetthet; og ved mindre enn 700 G for styring av viskositet.

I visse utførelser av det som fremgår i dette dokumentet er det et sentrifugesystem som automatisk styrer boreslamviskositet i et boresystem. Følere måler slamviskositet og slamtetthet. Slamtettheten brukes til å bestemme en optimal viskositet. Den optimale viskositet brukes deretter som et settpunkt for et styresystem. En verdi for målt viskositet sammenliknes med den ønskede settpunktverdi. Basert på denne sammenlikning gjøres tiltak for å øke eller senke slamviskositet, og dette resulterer i vedlikehold av optimale og konsistente slamegenskaper. Ved visse aspekter reduseres eller elimineres behovet for operatørinngrep.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse vil det nå gjøres henvisning, bare i form av eksempler, til de vedlagte tegninger hvori:

Fig. 1 er et skjematisk blokkdiagram av et apparat for styring av et sentrifugesystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 2 er et skjematisk blokkdiagram av en første utførelse av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 3 er et skjematisk blokkdiagram av en andre utførelse av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 4 er et tverrsnitt gjennom en kjent teknikks sentrifuge; og

Fig. 5 er en tredje utførelse av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Det henvises til fig. 4 hvor et sentrifugesystem S ifølge kjent teknikk omfatter et sentrifugeskall (bowl) 112 som er understøttet for rotasjon omkring sin lengdeakse, som har to åpne ender 112a og 112b, hvor den åpne ende 112a mottar en drivflens 114 som er forbundet med en drivaksel for rotasjon av skallet. Drivflensen 114 har en langsgående passasje som mottar et materør 116 for innmating av en mateslurry, for eksempel borematerial slik som borefluid returnert fra et brønnhull, inn i skallets 112 indre. En mateskrue 118 strekker seg inne i skallet 112 i et koaksialt forhold til skallet og er understøttet for rotasjon inne i skallet. En hul, flenset aksel 119 er innrettet i skallets ende 112b og mottar en drivaksel 120 fra en planetgirboks for rotasjon av mateskruen 1 18 i samme retning som skallet ved en valgt hastighet. Mateskruens 118 vegg har én eller flere åpninger 118a nær utløpsenden av røret 116 slik at sentrifugalkreftene som genereres av det roterende skall flytter slurryen radialt utover og passerer gjennom åpningene 118a og inn i det ringformede rom mellom materen 118 og skallet 112. Væskepartiet av slurryen forskyves til enden 112b av skallet 112 mens faststoffpartikler i slurryblandingen bunnfelles mot den indre overflate av skallet 112 på grunn av de genererte G-krefter, og skrapes og forskyves av mateskruen 118 tilbake mot skallets ende 112a for å slippes ut gjennom en flerhet utslippsåpninger 112c som er tildannet gjennom skallets 112 vegg nær dets ende 112a.

Overløpskanter 119a (hvorav to er vist) er anordnet gjennom akselens 19 flensede parti for utslipp av den separerte væske.

Det henvises til fig. 1 hvor et styresystem 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter en pumpe 12 som pumper boreslam gjennom et rør 14 inn i en slamtank 16. Boreslammet er allerede blitt behandlet av faststoffkontroll utstyr (ikke vist) slik som et vibrasjonssikteapparat, hydrosykloner og/eller sentrifuger før ankomst i slamtanken 16 gjennom røret 14. Slamtanken har et utløp (ikke vist) gjennom hvilket borefluid kan suges for å bli brukt igjen. Som sådan tilveiebringer slamtanken 16 en lagerbeholder for resirkulert boreslam før det brukes igjen. Etter ønske kan én eller flere agitatorer benyttes i slamtanken 16.

Slamtanken 16 omfatter en viskositetsføler 30 for avføling av viskositeten til slammet i tanken 16; en tetthetsføler 18 for avføling av tettheten til slammet i røret 14; og, opsjonsmessig en tetthetsføler 19 for avføling av tettheten til slammet i tanken 16. Tetthetsføleren 19 kan være utenfor røret 14 (for eksempel på et annet sted i borefluidsirkulasjonssystemet) eller i slammet i tanken 16. Et faststoffseparasjonsapparat som i denne utførelse er sentrifuge 40 (som kan være hvilken som helst passende kjent sentrifuge med roterbart skall og en roterbar mateskrue, inkludert for eksempel en sentrifuge som i fig, 4) er tilveiebrakt for mottak av slam som pumpes ved hjelp av en pumpe 42 fra slamtanken 16 og prosesserer det for å fjerne utvalgte faststoffer og derved styre og/eller endre viskositeten til slammet som forlater sentrifugen 40. Utvalgte faststoffer slippes ut fra sentrifugen i en ledning 22, og det prosesserte slam, med ønskede faststoffer i seg, gjeninnføres til slamtanken 16. Pumpen 42 kan løpe kontinuerlig.

Et styringsapparat i form av et datamaskinsystem ("SBC") 70 omfatter en mikroprosessor som har tilgang til en hukommelse som lagrer de nødvendige instruksjoner for styring av fremgangsmåtene som beskrevet heri. Datamaskinsystemet 70 styrer en l/O-modul 50 og frekvensstyringsdrivenheter (”VFD”) 60, 62, 64. VFD 60 styrer sentrifugens 40 skallhastighet. VFD 62 styrer sentrifugene 40 mateskrue. VFD 64 styrer en matepumpe 42 som pumper borefluid eller slam til sentrifugen 40. Systemet 70 regner ut en ønsket pumpehastighet (pumperate). En signalbehandler 20 styrer viskositetsmåleren 30 og forsyner den med kraft. Temperaturfølere 24 overvåker temperaturen i lagre 26 i et sentrifugedrivsystem og sender signaler som viser de målte temperaturer til l/O-modulen 50. l/O-modulens 50 funksjon innbefatter å sende data fra følerne til systemet 70 og sende utgangen fra systemet 70 til VFD'en 60. 1 bruk prosesserer signalbehandleren 20 signaler som mottas fra viskositetsføleren 30 for estimering av en virkelig viskositet av slammet i tanken 16 og sender signaler til l/O-modulen 50 som viser virkelige viskositetsverdier som er målt av viskositetsføleren 30. Tetthetsføleren(e) sender signaler som viser slamtetthet til l/O-modulen. l/O-modulen forsyner datamaskinsystemet med viskositetsmålinger og tetthetsmålinger, hvilket kan gjøres hovedsakelig kontinuerlig eller ved forutbestemte tidsintervaller. l/O-modulen gir kommandosignaler fra systemet 70 til en frekvensstyrt drivenhet ("VFD”) 60.

Kontinuerlige tetthetsmålinger som gjøres av tetthetsføleren(e) brukes av datamaskinsystemet 70 for å bestemme en ønsket verdi for settpunktet for slamviskositeten (for eksempel ved bruk av kjente likninger eller en oppslagtabell). Datamaskinsystemet 70 sammenlikner virkelige viskositetsmålinger fra viskositetsføleren 30 (prosessert av signalbehandleren 20) med den bestemte ønskede verdi, og deretter kalkulerer datamaskinsystemet 70 forskjellen mellom det forutbestemte settpunkt og en løpende virkelig viskositetsverdi. Etterfølgende denne kalkulasjon, endrer datamaskinsystemet 70 VFD'enes driftsparametere for å kjøre sentrifugens 40 skall og/eller mateskrue hurtigere eller langsommere eller å styre pumpehastigheten. Datamaskinsystemet 70 som kan kjøres periodevis eller kontinuerlig, gir utgående data til en skjermvisningsenhet 80 (for eksempel en monitor, en skjerm, et panel, en bærbar, håndholdt eller bordmontert datamaskin etc.), som befinner seg fjernt og/eller på stedet.

Fig. 2 anskueliggjør skjematisk en første utførelse av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse som bruker styresystemet 10 for å fjerne uønskede faststoffer og retur av renset slam med ønskede faststoffer til en slamtank 16. 1 visse aspekter er et system i henhold til det som fremgår i fig. 2, nyttig for å styre tettheten til borematerial i slamtanken 16.

I fig. 2 er faststoffer, som returneres til tanken 16 fra sentrifugen 40, ønskede faststoffer for bruk i borefluidet. I ett aspekt er sentrifugen i fig. 2 en "høyhastighets” sentrifuge som opererer ved høyere enn 2200 omdreininger per minutt. I visse særskilte aspekter, når den brukes til å styre tetthet, kjøres sentrifugen med en G-kraft på 700 G eller mer.

I ett særskilt aspekt brukes systemet ifølge fig. 2 til å styre tettheten i borematerialet. Slamtanken 16 mottar inngående borematerial fra et brønnhulls slamsystem (borefluid som inneholder bore kaks, faststoffer, og/eller skrot som pumpes opp fra et brønnhull). Typisk har noe ønskverdig faststoff, for eksempel baryttfaststoff en relativ tetthet på cirka 4,2 og noe utboret faststoff har en relativ tetthet på cirka 2,3. Tettheten til boreslammet I tanken 16 styres ved å fjerne noe, alt eller hovedsakelig alt faststoffet i en andel av slammet som går gjennom sentrifugen 40, og ved å returnere noe av eller alt slammet tilbake til tanken 16. Viskositeten til materialet I tanken 16 kan styres ved å la en andel av slammet passere gjennom sentrifugen 40 og fjerne alt baryttfaststoffet (mindre enn cirka ti mikron som en største dimensjon) og/eller små utborede faststoffer (mindre enn cirka tjue mikron som en minste dimensjon). Faststoff fra sentrifugen 40 fjernes i linjen for "Uønskede faststoffer - Ut” ifølge fig. 2, og hovedsakelig rent slam returneres tilbake til tanken 16 (omfattende ingen faststoffer eller bare minimalt med faststoffer).

I ett aspekt, i systemet ifølge fig. 2, returneres store faststoffer, for eksempel baryttfaststoffer til tanken 16 (for eksempel faststoffer med en største dimensjon større enn 10 mikron). I andre aspekter fjernes slike faststoffer som har en største største-dimensjon som er mindre enn 20 mikron. I ett aspekt fjernes slike faststoffer som har en ønsket størrelse, for eksempel som har en, eller mindre enn en, største dimensjon mellom 1 og 20 mikron.

Fig. 3 anskueliggjør skjematisk en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse som bruker et styresystem 10 i hvilket ønskverdige faststoffer, for eksempel baryttfaststoffer, gjenvinnes og føres tilbake til slammet i slamtanken 16. Sentrifugen 40 fjerner uønskede faststoffer (for eksempel småpartikler med en største dimensjon mindre enn cirka 5 mikron) og returnerer ønskede faststoffer (for eksempel faststoffer med en største dimensjon større enn cirka 5 mikron og/eller et spesifikt material, for eksempel barytt) tilbake til slamtanken 16 for gjenbruk. I ett aspekt er sentrifugen ifølge fig. 3 en "lavhastighets” sentrifuge som opererer ved mindre enn cirka 2200 omdreininger per minutt. På denne måte skilles de ønskede faststoffer fra fluidet av sentrifugen 40, mens de uønskverdige faststoffer forblir i suspensjon i borefluidet. I ett særskilt aspekt, i hvilket systemet ifølge fig. 3 brukes for viskositetsstyring, opereres sentrifugen ved en G-kraft på mindre enn 1000 G, og i ett særskilt aspekt mindre enn 700 G.

I et annet aspekt brukes systemet ifølge fig. 3 for å styre et borematerials viskositet ved å fjerne viskositetsøkende faststoffer, for eksempel finpartikler slik som baryttpartikler med en største dimensjon mindre enn eller lik cirka ti mikron og/eller utborede faststoffer med en største dimensjon mindre enn eller lik cirka tjue mikron. Disse fjernede faststoffer forblir i suspensjon i borefluidet og strømmer ut i linjen som er merket "Skittent avløp med uønskverdige faststoffer - Ut”. Det kan være noe spill, for eksempel olje, med disse faststoffer. Disse faststoffer og/eller spill kan pumpes til en reservetank, til avhending, eller, som vist i fig. 5, til et system som vist i fig. 2 for videre prosessering i henhold til hvilken som helst utførelse av systemet i fig. 2. På denne måte fjernes de uønskverdige faststoffer ved bruk av en høyhastighetssentrifuge slik at borefluidet kan returneres til slamtanken eller til annen del av slamsystemet etter ønske. Opsjonsmessig gjeninnføres barytt og/eller gjenvunnet utboret faststoff (de som ikke er fjernet), i et viskositetsstyringssystem, tilbake til tanken 16. Således holdes en ønsket viskositet i borematerialet ved å fjerne i det minste noe av faststoffet, som øker viskositeten, fra tanken 16.

I visse aspekter er et system ifølge fig. 2 nyttig ved bygging, redusering eller vedlikehold av en ønsket vekt eller tetthet av slam.

Sentrifugen 40 kan skrus på og av automatisk som gjensvar på informasjon fra tetthetsfølere 18, 19 og/eller viskositetsføler 30 for å oppnå ønskede boreslamegenskaper. For eksempel ved bygging av vekt, eller for å senke vekt elle for å treffe eller vedlikeholde en ønsket måltetthet eller tetthetsområde.

Sentrifugen 40 kan være del av faststoffstyringssystemet som eksisterer på stedet, eller den kan være dedikert til funksjonene som er beskrevet heri.

Det som fremlegges i dette dokument tilveiebringer derfor, i det minste i noen utførelser, et system for styring av borefluidviskositet hvor systemet innbefatter en beholder for borefluidmaterial hvor borefluidet inneholder faststoff, en viskositetsføler for avføling av viskositeten til borefluidmaterialet i beholderen og for å frembringe viskositetssignaler som viser nevnte viskositet, en sentrifuge for fjerning av faststoff fra borefluidmaterialet hvor sentrifugen har et roterbart skall og en roterbar mateskrue, pumpeapparat for pumping av borefluidmaterial fra beholderen til sentrifugen, skalldrivapparat for drift av det roterbare skall, materdrivapparat for drift av mateskruen, pumped rivapparat for drift av pumpeapparatet, og et styresystem for mottak av viskositetssignaler fra viskositetsføleren og for styring av sentrifugen og pumpeapparatet som gjensvar på nevnte viskositetssignaler slik at utvalgte faststoffer fra borefluidmaterial som prosesseres av sentrifugen fjernes eller kan gjenintroduseres tilbake i beholderen for styring av viskositeten til borefluidmaterial i beholderen. Et slikt system kan ha én eller noen, i hvilke som helst kombinasjon av de følgende: hvori styresystemet og pumpeapparatet kan drives kontinuerlig; hvori hvert drivapparat er en frekvensstyringsenhet; hvori pumpeapparatet kan drives med en utvalgt pumpehastighet; tetthetsføleapparat for måling av borefluidmaterialets tetthet og for å frembringe tetthetssignaler som viser målt tetthet, hvor styresystemet innbefatter datamaskinapparat for mottak av signaler som viser tettheten som måles av tetthetsføleapparatet og for kalkulering av en ønsket viskositetsverdi basert på nevnte målte tetthet, hvor datamaskinapparatet er der for sammenlikning av den ønskede viskositetsverdi med viskositetsverdien som avfølt av viskositetsføleren, og hvor datamaskinapparatet er der for styring av drivapparatene for vedlikehold av avfølt viskositetsverdi på eller nær den ønskede viskositetsverdi; hvor styresystemet innbefatter datamaskinapparat, og fremviserapparat for fremvisning av driftsresultater for datamaskinapparatet; hvori sentrifugen er en lavhastighetssentrifuge; hvori sentrifugen kan drives for å skille baryttparti kler fra borefluidmaterialet og nevnte baryttpartikler kan returneres til beholderen og/eller hvori sentrifugen er en høyhastighetssentrifuge.

Det som fremlegges i dette dokument tilveiebringer derfor i visse, men ikke nødvendigvis alle utførelser, et system for styring av borefluids viskositet, hvor systemet innbefatter en beholder med borefluidmaterial, hvor borefluidmaterialet inneholder faststof, en viskositetsføler for avføling av viskositeten til borefluidmaterialet i beholderen og for frembringelse av viskositetssignaler som viser nevnte viskositet, en sentrifuge for fjerning av faststoff fra borefluidmaterialet, hvor sentrifugen har et roterbart skall og en roterbar mateskrue, pumpeapparat for pumping av borefluidmaterial fra beholderen til sentrifugen, skalldrivapparat for drift av det roterbare skall, materdrivapparat for drift av mateskruen, pumped rivapparat for drift av pumpeapparatet, og et styresystem for mottak av viskositetssignaler fra viskositetsføleren og for styring av sentrifugen og pumpeapparatet som gjensvar på nevnte viskositetssignaler slik at utvalgte faststoffer fra borefluidmaterial som prosesseres av sentrifugen kan gjenintroduseres tilbake i beholderen for styring av viskositeten til borefluidmaterial i beholderen, hvori styresystemet og pumpeapparatet kan drives kontinuerlig, hvori det hvert drivapparat er en frekvensstyringsenhet, hvori pumpeapparatet kan drives med en utvalgt pumpehastighet, hvor styresystemet innbefatter datamaskinapparat og fremviserapparat for fremvisning av driftsresultater for datamaskinapparatet.

Det som fremlegges i dette dokument tilveiebringer derfor i visse, men ikke nødvendigvis alle utføreiser, et system for styring av borefluids tetthet, hvor systemet innbefatter en beholder med borefluidmaterial, hvor borefluidmaterialet inneholder faststoff, en tetthetsføler for avføling av tettheten til borefluidmaterialet i beholderen og for frembringelse av tetthetssignaler som viser nevnte tetthet, en sentrifuge for fjerning av faststoff fra borefluidmaterialet, hvor sentrifugen har et roterbart skall og en roterbar mateskrue, pumpeapparat for pumping av borefluidmaterial fra beholderen til sentrifugen, skalldrivapparat for drift av det roterbare skall, materdrivapparat for drift av mateskruen, pumped rivapparat for drift av pumpeapparatet, og et styresystem for mottak av tetthetssignaler fra viskositetsføleren og for styring av sentrifugen og pumpeapparatet som gjensvar på nevnte tetthetssignaler slik at utvalgte faststoffer fra borefluidmaterial som prosesseres av sentrifugen kan gjenintroduseres

tilbake i beholderen for styring av tettheten til borefluidmaterialet i beholderen.

Det som fremlegges i dette dokument tilveiebringer derfor i visse, men ikke nødvendigvis alle utførelser, en fremgangsmåte for styring av borefluids viskositet, hvor fremgangsmåten innbefatter å mate borefluidmaterial til et system for prosessering, hvor systemet er som hvilket som helst som er fremlagt heri for viskositetsstyring, og å styre sentrifugen som gjensvar på viskositetssignaler for å styre viskositeten av borefluidmaterialet i beholderen.

Det som fremlegges i dette dokument tilveiebringer derfor i visse, men ikke nødvendigvis alle utførelser, en fremgangsmåte for styring av borefluids tetthet, hvor fremgangsmåten innbefatter å mate borefluidmaterial til et system for prosessering, hvor systemet er som hvilket som helst som er fremlagt heri for tetthetsstyring, og å styre sentrifugen som gjensvar på tetthetssignaler for å styre tettheten av borefluidmaterialet i beholderen.

Claims

P A T E N T K R A V

1. Fremgangsmåte for å styre viskositeten til et borefluid som inneholder faststoffer, hvor nevnte borefluid sirkulerer i et borefluidsystem, k a r a k t e r i s e r t v e d at fremgangsmåten omfatter trinnene å:

(a) mate borefluid inn i en beholder (16);

(b) føle med en viskositetsføler (30) viskositeten til borefluidet i nevnte beholder (16) og å frembringe et viskositetssignal som er representativt for viskositeten;

(c) pumpe en andel av nevnte borefluid til en sentrifuge (40);

(d) med nevnte sentrifuge (40) å skille ut i det minste noen av faststoffene fra nevnte andel av borefluid; og

(e) returnere borefluid og/eller faststoff utskilt i trinn (d) til nevnte borefluidsystem for å justere viskositeten i nevnte borefluid i nevnte beholder (16);

og de ytterligere trinnene å:

(1) avføle en tetthet til nevnte borefluid og tilveiebringe et derav representativt tetthetssignal;

(2) motta nevnte tetthetssignal med et datamaskinapparat (70) og å bruke nevnte datamaskinapparat til å bestemme en ønsket viskositetsverdi basert på nevnte tetthetssignal;

(3) sammenlikne nevnte ønskede viskositetsverdi med viskositeten til borefluidet som er representert ved nevnte viskositetssignal, og som svar på sammenlikningen å utføre trinn (d); og

(4) styre viskositeten til nevnte borefluid i nevnte beholder (16) hovedsakelig kontinuerlig ved å justere en separasjonseffektivitet til nevnte sentrifuge (40) i henhold til sammenligningen mellom nevnte viskositetssignal og nevnte ønskede viskositetsverdi, for å opprettholde nevnte viskositetssignal ved eller nær nevnte ønskede viskositetsverdi.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 , hvor den videre omfatter trinnet å prosessere nevnte borefluid med faststoffseparasjonsutstyr før trinnene (a) til (e) utføres.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, hvor nevnte sentrifuge (40) er justert slik at faststoff som er ment å styre borefluidets viskositet, separeres fra nevnte andel av borefluid, mens faststoff som ikke er ment å styre nevnte viskositet forblir i suspensjon i nevnte andel av borefluid, idet fremgangsmåten videre omfatter trinnet å returnere i det minste noen av nevnte faststoffer som er separert fra nevnte borefluid, til nevnte beholder (16).

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, hvor nevnte faststoffer omfatter utborede faststoffer, og at fremgangsmåten videre omfatter trinnet å separere nevnte utborede faststoffer fra nevnte andel av borefluid med nevnte sentrifuge (40) slik at hvert utseparerte utborede faststoff har en største dimensjon av cirka tjue mikron eller mer og hvert utborede faststoff som forblir i suspensjon i nevnte andel av borefluid, har en største dimensjon av cirka tjue mikron eller mindre.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 , 2, 3 eller 4, hvor den videre omfatter trinnet å separere baryttfaststoff som er i suspensjon i nevnte andel av borefluid, med nevnte sentrifuge (40).

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, hvor hver av nevnte baryttpartikler har en største dimensjon av cirka ti mikron eller større.

7. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 6, hvor den videre omfatter trinnet å operere nevnte sentrifuge (40) ved en G-kraft på cirka 700 G eller mindre.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, hvor den videre omfatter trinnene å separere hovedsakelig alle faststoffer som er i suspensjon i nevnte andel av borefluid, og returnere i det minste noe av nevnte borefluid til nevnte beholder (16).

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, hvor trinnet å separere hovedsakelig alle faststoffer som er i suspensjon i nevnte andel av borefluid utføres etter trinnene i hvilke som helst av kravene 3 til 7.

10. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst foregående krav, idet fremgangsmåten videre omfatter trinnene å styre en pumperate ved hvilken borefluid pumpes til nevnte sentrifuge (40) i trinn (b) for å justere nevnte viskositet i nevnte borefluidmateriale i nevnte beholder (16).

11 . Apparat (10) for styring av viskositeten til et borefluid som holdes i en beholder (16) som utgjør en del av et borefluidsirkulasjonssystem, hvor apparatet omfatter:

en viskositetsføler (30) for avføling av viskositet av nevnte borefluid i nevnte beholder (16) og for utsendelse av et viskositetssignal som er representativt for viskositeten; en tetthetsføler (18, 19) for avføling av tetthet av nevnte borefluid i nevnte beholder (16) og for utsendelse av et tetthetssignal som er representativt for tettheten;

en sentrifuge (40) for fjerning av faststoff fra borefluidet;

et pumpeapparat (42) for pumping av borefluid til nevnte sentrifuge (40); og et styreapparat (70) for mottak av nevnte viskositetssignal fra nevnte viskositetsføler (30) og nevnte tetthet fra nevnte tetthetsføler (19), hvilket styreapparat er konfigurert for styring av nevnte sentrifuge (40) og nevnte pumpeapparat (42) for å gjennomføre fremgangsmåtetrinnene ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 10.

12. Apparat ifølge krav 11 , hvor nevnte sentrifuge (40) omfatter et roterbart skall (112), en roterbar mateskrue (118), skalldrivapparat for drift av nevnte roterbare skall, og materdrivapparat for drift av den roterbare mateskrue, hvor anordningen er slik at, i bruk, er nevnte skalldrivapparat og nevnte materdrivapparat styrbare ved hjelp av nevnte styreapparat (70).

13. Apparat ifølge krav 12, hvor nevnte skall- og/eller materdrivapparat omfatter en frekvensstyringsenhet (60).

14. Apparat ifølge hvilke som helst av kravene 11, 12 eller 13, hvor nevnte styreapparat (70) omfatter en programmerbar logisk styring (PLS), og hvor apparatet videre omfatter fremvisningsapparat (80) for fremvisning av resultater tilveiebrakt ved hjelp av nevnte PLS.

15. Styreapparat (70) for å gjennomføre fremgangsmåtetrinnene ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 10 når brukt i et apparat ifølge hvilke som helst av kravene 11 til 14.

16. Utrustning for styring av viskositet av et borefluid som holdes i en beholder (16) som utgjør en del av et borefluidsirkulasjonssystem, hvor utrustningen omfatter:

(a) en viskositetsføler (30);

(b) en tetthetsføler (18, 19); og

(c) et styreapparat (70) som omfatter en hukommelse som lagrer datamaskinutførbare instruksjoner for å gjennomføre fremgangsmåtetrinnene ifølge hvilke som helst av kravene 1 til 10 når brukt i et apparat ifølge hvilke som helst av kravene 11 til 14.