RU2640857C2 - СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ОТ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (варианты) И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА - Google Patents
СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ОТ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (варианты) И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640857C2 RU2640857C2 RU2015148607A RU2015148607A RU2640857C2 RU 2640857 C2 RU2640857 C2 RU 2640857C2 RU 2015148607 A RU2015148607 A RU 2015148607A RU 2015148607 A RU2015148607 A RU 2015148607A RU 2640857 C2 RU2640857 C2 RU 2640857C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- flow
- chamber
- cross
- solid phase
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004262 dental pulp cavity Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- -1 synthetic Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/01—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with translationally moving filtering elements, e.g. pistons
- B01D33/03—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with translationally moving filtering elements, e.g. pistons with vibrating filter elements
- B01D33/0346—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with translationally moving filtering elements, e.g. pistons with vibrating filter elements with flat filtering elements
- B01D33/0376—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with translationally moving filtering elements, e.g. pistons with vibrating filter elements with flat filtering elements supported
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/70—Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
- B01D33/72—Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding
- B01D33/727—Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding provoking a tangential stream
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/065—Separating solids from drilling fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Paper (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Предложенная группа изобретений относится к способам отделения твердой фазы от текучей среды, может быть использована для отделения твердой фазы из бурового раствора. Способ отделения твердой фазы от текучей среды, в котором: присоединяют магистральную трубу к поперечно-поточному вибрационному ситу для приложения напора к пульпе, сообщают вибрации камере, обеспечивают протекание пульпы в тангенциальном направлении по поверхности фильтровальных сеток для того, чтобы жидкость из пульпы проходила через эти фильтровальные сетки и дроссельное отверстие. Способ осуществляют с помощью системы, содержащей поперечно-поточное вибрационное сито, имеющее камеру, которой сообщены вибрации во время работы сита; магистральную трубу, соединенную с поперечно-поточным вибрационным ситом для приложения напора к пульпе в направлении поперечно-поточного вибрационного сита; впускную трубу, соединенную с магистральной трубой для сопряжения между магистральной трубой и камерой; фильтровальную сетку, установленную в камере поперечно-поточного вибрационного сита, дроссельное отверстие, расположенное в камере. Текучая среда в пульпе сепарируется в то время, когда пульпа протекает в тангенциальном направлении сквозь фильтровальную сетку. Расход пульпы через камеру ограничен дроссельным отверстием, и твердая фаза пульпы выгружается из камеры через дроссельное отверстие. Технический результат – повышение производительности и эффективности отделения твердой фазы от текучей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США № 61/823,619, поданной 15 мая 2013 года (15/05/2013), раскрытие которой включено сюда посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Текучие среды, используемые в промышленных целях, могут накапливать твердые частицы и превращаться в пульпу. Эти текучие среды могут быть на нефтяной, синтетической и водной основе. Один из примеров текучей среды, циркулирующей в промышленной среде, представляет собой буровой раствор. Буровой раствор, часто именуемый «шламом», выполняет несколько функций в нефтедобывающей промышленности. Буровой шлам действует как смазка для смазывания роторных буровых долот и обеспечивает более быстрое бурение. Кроме того, буровой шлам уравновешивает давление, создаваемое в подповерхностной формации. В буровом растворе смешаны различные утяжеляющие и смазывающие вещества с целью получения смеси, оптимальной для данного типа и структуры формации, подлежащей бурению. Поскольку оценка шлама и процесс смешения могут быть трудоемкими и дорогостоящими, буровики и обслуживающие компании предпочитают утилизировать возвратный буровой шлам и рециркулировать его для повторного использования. Еще одна функция бурового шлама состоит в отводе разбуренной породы от бурового долота на поверхность. Для экономии времени и денег, компании предпочитают повторно использовать буровой шлам вместо того, чтобы заменять его. Тем не менее, твердая фаза должна быть удалена перед тем, как буровой шлам будет использован повторно.
Рециркуляция текучей среды требует быстрого и эффективного удаления твердой фазы. Одним из типов устройств, используемых для удаления твердой фазы, является устройство, которое в данной области техники обычно называют «вибрационным ситом». Вибрационное сито, также известное как вибрационный сепаратор, представляет собой похожий на сито вибрационный стол, на который нагружается пульпа и через который просачивается в значительной степени очищенная текучая среда. Обычно вибрационное сито представляет собой наклонный стол с перфорированным по всей площади дном в виде фильтровальной сетки. Возвратная пульпа накладывается сверху на вибрационное сито. В то время, когда пульпа опускается вниз под наклоном в направлении нижнего конца, текучий компонент падает вниз через отверстия сита в находящийся под ситом резервуар, оставляя частицы твердой фазы на сите. Благодаря сочетанию наклона с вибрационным действием стола вибрационного сита, задержанные частицы твердой фазы перемещаются вниз до тех пор, пока они не упадут с нижнего конца стола вибрационного сита.
Фильтровальные сетки, используемые с вибрационными ситами, обычно размещаются в целом горизонтальным образом на горизонтальном в целом основании или опоре внутри корзины в вибрационном сите. Корзина, в которой смонтированы фильтровальные сетки, может быть наклонена к разгрузочному концу вибрационного сита. Вибрационное сито сообщает быстрое возвратно-поступательное движение корзине и фильтровальным сеткам. Пульпа укладывается на задний конец корзины и стекает в направлении разгрузочного конца корзины. Крупные частицы, которые не могут пройти через фильтровальную сетку, остаются сверху на фильтровальной сетке и перемещаются в направлении разгрузочного конца корзины, где происходит их накопление. Текучие среды протекают сквозь фильтровальную сетку и накапливаются в резервуаре снизу от фильтровальной сетки. Тем не менее, производительность вибрационного сита по фильтрации снижается в результате обеспечения вибраций на таких частотах и с таким характером движения, которые оптимизируют транспортировку твердой фазы от фильтровальных сеток к разгрузочному концу.
Дополнительно, производительность обработки пульпы с помощью системы регулирования содержания твердой фазы традиционно повышают путем соединения нескольких вибрационных сит друг с другом. Однако увеличение количества вибрационных сит увеличивает площадь, занимаемую системой регулирования содержания твердой фазы. Увеличение площади, занимаемой системой регулирования содержания твердой фазы, может быть непрактичным в ряде сфер применения. Кроме того, соединение нескольких вибрационных сит увеличивает сложность и стоимость системы регулирования содержания твердой фазы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает перспективный вид иллюстративного варианта поперечно-поточного вибрационного сита.
Фиг. 2 показывает перспективный вид иллюстративного варианта поперечно-поточного вибрационного сита без концевой крышки или дроссельного отверстия концевой крышки.
Фиг. 3 показывает вид сбоку иллюстративного варианта поперечно-поточного вибрационного сита.
Фиг. 4А и 4В показывают поперечные сечения варианта поперечно-поточной камеры с внутренними разделительными сетками.
Фиг. 5 показывает вариант поперечно-поточного вибрационного сита с коллектором потока.
Фиг. 6А-6G показывают поперечные сечения вариантов поперечно-поточного вибрационного сита.
Фиг. 7А-7В показывают поперечные сечения вариантов поперечно-поточного вибрационного сита.
Фиг. 8 показывает схематичное изображение потока пульпы через иллюстративный вариант поперечно-поточного вибрационного сита.
Фиг. 9 показывает перспективный вид еще одного иллюстративного варианта поперечно-поточного вибрационного сита.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрытые здесь варианты относятся к системам и способам сепарации твердой фазы от текучих сред на основе нефти, синтетики и воды. Более конкретно, раскрытые здесь варианты относятся к системам и способам сепарации твердой фазы от текучей среды с использованием поперечно-поточного вибрационного сита. Используемый здесь термин «пульпа» относится к смеси текучей и твердой фаз. Термин «поперечно-поточный» относится к направлению потока, которое по меньшей мере частично может представлять собой направление поперек лицевой поверхности фильтровальных сеток. Термин «напор» относится к энергии давления на единицу массы пульпы.
Фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 иллюстрируют вариант поперечно-поточного вибрационного сита 10. В этом варианте пульпа может поступать в магистральную трубу 12 с определенным входным расходом из системы регулирования противодавления (не показана). Магистральная труба 12 может быть соединена с впускной трубой 14 через парапет 16. Пульпа, втекающая во впускную трубу 14 из магистральной трубы 12, может нагнетаться под действием напора, обеспечиваемого благодаря высоте 22 трубы 12. Пульпа может втекать из впускной трубы 14 в поперечно-поточную камеру 18. Фильтровальные сетки 20А, 20В, 20С и 20D могут быть расположены на нескольких сторонах поперечно-поточной камеры 18. Фильтровальные сетки 20А-20D могут иметь любой предварительно заданный размер ячеек, который может потребоваться, например такой предварительно заданный размер ячеек, который обеспечивает возможность сепарации твердой фазы пульпы от текучей фазы. Используемый здесь термин «размер ячеек» относится к размеру отверстий в фильтровальных сетках 20А-20D.
Магистральная труба 12 может представлять собой трубу с участком, проходящим вертикально до высоты 22. Увеличение высоты 22 магистральной трубы 12 может повышать напор пульпы и, как следствие, повышать давление пульпы, когда она поступает во впускную трубу 14. Повышенное давление пульпы может в результате обеспечить улучшенную сепарацию текучей среды от пульпы на фильтровальных сетках 20А-20D.
Поперечно-поточная камера 18 может иметь верх 24 и дно 36. Верх 24 поперечно-поточной камеры 18 может быть соединен с опорной рамой 26 двигателей. Пространство 28 между опорной рамой 26 двигателей и фильтровальной сеткой 20В может представлять собой пространство для текучей среды, сепарируемой на фильтровальной сетке 20В. Жидкость, сепарируемая от пульпы на фильтровальных сетках 20А-20D, может накапливаться в резервуаре, бункере или накопительном поддоне (не показаны) снизу от поперечно-поточного вибрационного сита 10.
Как показано на фиг. 1-3, к опорной раме 26 двигателей могут быть прикреплены вибрационные двигатели 30 с целью сообщения вибраций поперечно-поточной камере 18. Вибрации, сообщаемые вибрационными двигателями 30 поперечно-поточной камере 18, могут генерироваться таким образом, чтобы обеспечить возможность сепарации одной фазы пульпы от другой фазы пульпы, например сепарации жидкой фазы пульпы от твердой фазы пульпы. Вибрации могут быть предварительно выбраны в соответствии с решаемой задачей, например, вибрации могут быть выбраны таким образом, чтобы максимизировать скорость фильтрации вместо того, чтобы максимизировать скорость транспортировки твердой фазы. Для обеспечения максимальной скорости фильтрации, вибрации могут быть оптимизированы таким образом, чтобы обеспечить максимальный сдвиг вязкой пульпы. В качестве неограничительного примера, вибрационные двигатели 30 могут обеспечивать вибрации на частотах 20-40 Гц. Частоты, используемые для вибрации поперечно-поточной камеры 18, могут быть выше или ниже, в зависимости от вязкости пульпы или концентрации твердой фазы в пульпе. Впускная труба 14 может быть гибкой для обеспечения сопряжения между магистральной трубой 12 и поперечно-поточной камерой 18.
Когда пульпа протекает через поперечно-поточную камеру 18, текучая фаза пульпы может сепарироваться от твердой фазы пульпы на фильтровальных сетках 20А-20D. Конструкция поперечно-поточной камеры 18 и/или прикладываемые вибрации могут по существу исключить накопление твердой фазы на части фильтровальных сеток 20А-20D. Когда пульпа перемещается в продольном направлении поперечно-поточной камеры 18 и происходит сепарация жидкости, пульпа может становиться более концентрированной. Эта концентрированная пульпа может протекать до концевой крышки 32. Концевая крышка 32 образует стенку на конце поперечно-поточной камеры 18 напротив впускной трубы 14. Концевая крышка 32 может иметь дроссельное отверстие 34 концевой крышки, которое может ограничивать расход концентрированной пульпы из поперечно-поточной камеры 18. Ограничение расхода может стать причиной возникновения противодавления, действующего на пульпу. Сочетание гидравлического напора, обеспечиваемого магистральной трубой 12, и противодавления из дроссельного отверстия 34 концевой крышки может обеспечить протекание жидкости в пульпе через фильтровальные сетки 20А-20D. Концентрированная пульпа может протекать через дроссельное отверстие 34 концевой крышки в дополнительном каскаде системы регулирования содержания твердой фазы, который может содержать сушильный вибратор.
Дно 36 поперечно-поточной камеры 18 может быть соединено с опорной рамой 38 камеры, имеющей соединительные точки 40А, 40В и 40С. К соединительным точкам 40А, 40В и 40С могут быть присоединены упругие опоры 42А, 42В и 42С. Эти упругие опоры 42А, 42В и 42С могут соединять опорную раму 38 камеры с базовой рамой 44. Упругие опоры 42А, 42В и 42С могут осуществлять виброизоляцию поперечно-поточной камеры 18 от базовой рамы 44. Упругие опоры 42А, 42В и 42С могут представлять собой пружины. Упругие опоры 42А, 42В и 42С могут также представлять собой любые другие устройства, известные специалистам в данной области техники и имеющие возможность виброизоляции, такие как гидравлические амортизаторы и пневматические изоляторы.
В варианте, показанном на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, поперечно-поточная камера 18 имеет квадратное поперечное сечение, и фильтровальные сетки 20А-20D прикреплены к поперечно-поточной камере 18 с четырех сторон. В альтернативных вариантах, как показано на фиг. 6А-6С, поперечно-поточная камера 18 может иметь иное многоугольное поперечное сечение, например треугольное, пятиугольное или шестиугольное. Как показано на фиг. 6D и 6Е, поперечно-поточная камера 18 может также иметь круглое или эллиптическое поперечное сечение и может быть оснащена криволинейными сетками 20, которые могут быть расположены таким образом, чтобы максимизировать скорость сепарации текучей среды от пульпы. Согласно фиг. 6F, поперечно-поточная камера 18 может также иметь форму неправильного многоугольника для размещения в ней других конструктивных элементов, таких как дренажный канал 46 твердой фазы. Дополнительно, поперечно-поточная камера 18 может иметь различные ориентации относительно центральной оси поперечно-поточной камеры 18. Как показано на фиг. 6G, поперечное сечение поперечно-поточной камеры 18 может быть ориентировано таким образом, чтобы верх 24 поперечно-поточной камеры 18 мог представлять собой угол поперечного сечения. Поперечно-поточная камера 18 может иметь фильтровальные сетки 20, которые расположены по меньшей мере на одной из сторон многоугольного поперечного сечения. Как показано на фиг. 7А и 7В, фильтровальные сетки 20 могут быть расположены на трех сторонах поперечно-поточной камеры 18.
Согласно фиг. 4А и 4В, в альтернативных вариантах поперечно-поточная камера 18 может иметь одну или более внутренних разделительных сеток 48, расположенных внутри поперечно-поточной камеры 18. Внешнее пространство 50 может представлять собой область между внутренними разделительными сетками 48 и соответствующими фильтровальными сетками 20. В альтернативном варианте поперечно-поточная камера 18 может иметь не менее двух внутренних разделительных сеток 48, образующих внутреннее пространство 52 между внутренними разделительными сетками 48. Пульпа может протекать во внешнем пространстве 50 и во внутреннем пространстве 52 таким образом, чтобы она двигалась в тангенциальном направлении сквозь обе стороны внутренних разделительных сеток 48. Увеличение количества внутренних разделительных сеток 48 может увеличить количество текучей среды, сепарируемой от пульпы, без существенного увеличения площади, занимаемой вибрационным ситом 10. Внутренние разделительные сетки 48 могут иметь внутренний канал 54, обеспечивающий возможность протекания текучей среды из пульпы для дренажа.
В варианте, показанном на фиг. 1, поперечно-поточная камера 18 может быть по существу горизонтальной. В альтернативных вариантах поперечно-поточная камера 18 может также иметь наклон, так что проекция на вертикальную плоскость концевой крышки 32 может располагаться ниже проекции на вертикальную плоскость впускной трубы 14. Понижение поперечно-поточной камеры 18 в сочетании с потоком пульпы могут обеспечить возможность перемещения твердой фазы в направлении дроссельного отверстия 34 концевой крышки. Еще в одном варианте поперечно-поточная камера 18 может иметь наклон для поддержки сепарации текучей среды от пульпы. Величина этого наклона и/или понижения может быть выбрана произвольно. Таким образом, поперечно-поточная камера 18 может быть расположена с наклоном и/или понижением в диапазоне от в целом горизонтального до в целом вертикального положения.
Дроссельное отверстие 34 концевой крышки может быть нерегулируемым с тем, чтобы диаметр этого дроссельного отверстия 34 оставался постоянным в течение всего времени функционирования поперечно-поточного вибрационного сита 10. В другом варианте дроссельное отверстие 34 концевой крышки может быть регулируемым с тем, чтобы диаметр этого дроссельного отверстия 34 мог динамически увеличиваться или уменьшаться для компенсации изменений величины расхода текучей среды на входе в поперечно-поточное вибрационное сито 10. Регулируемое дроссельное отверстие 34 концевой крышки может регулироваться механически техническим персоналом поперечно-поточного вибрационного сита 10. Дополнительно, регулируемое дроссельное отверстие 34 концевой крышки может быть соединено с системой управления. В этом варианте диаметр проходного сечения 56 дроссельного отверстия может регулироваться с помощью аналогового или цифрового сигнала. Система управления может содержать микропроцессор или пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор. В одном из вариантов дроссельное отверстие 34 концевой крышки может ограничивать расход пульпы из поперечно-поточного вибрационного сита 10. Например, дроссельное отверстие 34 концевой крышки может ограничивать расход концентрированной пульпы на 80-90% по сравнению с расходом пульпы, поступающей в поперечно-поточную камеру 18. Например, если расход пульпы, поступающей в поперечно-поточную камеру 18, равен 1200 галлонов (примерно 5460 литров) в минуту, дроссельное отверстие 34 концевой крышки может обеспечить расход 120-240 галлонов (примерно 546-1092 литра) в минуту для пульпы, вытекающей из поперечно-поточной камеры 18.
Согласно фиг. 5 с поперечно-поточным вибрационным ситом 10 может быть соединен коллектор 60 потока. Коллектор 60 потока может иметь вход 62, выход 64 и отводной канал 66. Вход 62 коллектора 60 потока может быть соединен с трубопроводом 68, который может подавать пульпу от буровой вышки или системы регулирования противодавления. Выход 64 коллектора 60 потока может быть соединен с магистральной трубой 12 поперечно-поточного сита 10. Отводной канал 66 коллектора 60 потока может быть соединен с отводным дроссельным отверстием 70. После того, как пульпа поступила в коллектор 60 потока, часть пульпы может втекать в отводной канал 66 и вытекать через отводное дроссельное отверстие 70 до того, как остальная часть пульпы достигнет магистральной трубы 12. Отведенная пульпа может затем быть подвергнута обработке с помощью сушильного вибратора или других средств для сепарации текучей среды от отведенной пульпы. Отведенная пульпа может втекать в тот же самый сушильный вибратор, что и концентрированная пульпа, выходящая из дроссельного отверстия 34 концевой крышки. Еще в одном варианте отводное дроссельное отверстие 70 может обеспечивать возможность протекания пульпы по отводному каналу 66 с расходом 200 галлонов (примерно 910 литров) в минуту.
Фиг. 8 показывает процесс сепарации текучей среды от пульпы с использованием поперечно-поточного вибрационного сита 10. Пульпа может подаваться в магистральную трубу 12 из системы противодавления. В магистральной трубе 12 напор пульпы может повышаться. Пульпа может втекать во впускную трубу 14 и в поперечно-поточную камеру 18. В поперечно-поточной камере 18 пульпа может быть подвергнута вибрациям в определенном диапазоне частот. Текучая среда может сепарироваться от пульпы, когда последняя протекает в тангенциальном направлении сквозь лицевую сторону фильтровальных сеток 20А-20D и может накапливаться в резервуаре (не показан). Расход пульпы может ограничиваться, что может вызвать воздействие противодавления на пульпу.
Фиг. 9 показывает еще один вариант поперечно-поточного вибратора 100, в котором одинаковыми номерами обозначены одинаковые элементы. В варианте, показанном на фиг. 9, поперечно-поточная камера 18 имеет треугольное поперечное сечение. Треугольное сечение может занимать сравнительно мало места, что обеспечивает экономию пространства в стесненных условиях эксплуатации.
Верх 24 поперечно-поточной камеры 18 может быть соединен с опорной рамой 26 двигателей. Дно 36 поперечно-поточной камеры 18 может быть соединено с опорной рамой 38 двигателей, которая имеет соединительные точки 40А, 40В и 40С. К соединительным точкам 40А, 40В и 40С могут быть присоединены упругие опоры 42А, 42В и 42С. Упругие опоры 42А, 42В и 42С могут соединять опорную раму 38 камеры с базовой рамой 44. Упругие опоры 42А, 42В и 42С могут обеспечивать виброизоляцию поперечно-поточной камеры 18 от базовой рамы 44.
Как показано на фиг. 9, к опорной раме 26 двигателей могут быть прикреплены вибрационные двигатели 30 с целью сообщения вибраций поперечно-поточной камере 18. Вибрации, сообщаемые вибрационными двигателями 30 поперечно-поточной камере 18, могут генерироваться таким образом, чтобы обеспечить возможность сепарации первой фазы пульпы от второй фазы пульпы, например сепарацию жидкой фазы от твердой фазы. Твердая фаза может выгружаться из поперечно-поточного вибрационного сита 100 через разгрузочную трубу 102.
Раскрытые здесь варианты могут использоваться как часть системы регулирования содержания твердой фазы при осуществлении операций наземного или морского бурения. Текучая среда в пульпе может быть буровым раствором, используемым при бурении скважины.
Хотя настоящее изобретение было раскрыто в ограниченном количестве вариантов, специалистам в данной области техники, получающим преимущества от реализации настоящего изобретения, будет очевидно, что могут быть разработаны и другие варианты, не выходящие за рамки объема описанного здесь изобретения. Соответственно, объем настоящего изобретения должен быть ограничен лишь приложенной формулой изобретения.
Claims (41)
1. Способ отделения твердой фазы от текучей среды, в котором:
присоединяют магистральную трубу к поперечно-поточному вибрационному ситу для приложения напора к пульпе, при этом поперечно-поточное вибрационное сито содержит фильтровальные сетки, имеющие поверхности, размещенные в камере;
сообщают вибрации камере;
обеспечивают протекание пульпы в тангенциальном направлении по поверхности фильтровальных сеток для того, чтобы жидкость из пульпы проходила через эти фильтровальные сетки и дроссельное отверстие.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
комбинируют напор из магистральной трубы и противодавление из дроссельного отверстия для обеспечения просачивания жидкости из пульпы через фильтровальные сетки.
3. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
ограничивают расход пульпы через камеру с помощью дроссельного отверстия, расположенного в стенке поперечно-поточной камеры для создания противодавления.
4. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
максимизируют скорость фильтрации пульпы путем выбора вибраций камеры таким образом, чтобы максимизировать сдвиг пульпы.
5. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
выбирают вибрации камеры таким образом, чтобы максимизировать скорость транспортировки твердой фазы.
6. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
выполняют сопряжение впускной трубы между магистральной трубой и камерой.
7. Система для отделения твердой фазы от текучей среды, содержащая:
поперечно-поточное вибрационное сито, имеющее камеру, которой сообщены вибрации во время работы сита;
магистральную трубу, соединенную с поперечно-поточным вибрационным ситом для приложения напора к пульпе в направлении поперечно-поточного вибрационного сита;
впускную трубу, соединенную с магистральной трубой для сопряжения между магистральной трубой и камерой;
фильтровальную сетку, установленную в камере поперечно-поточного вибрационного сита, при этом текучая среда в пульпе сепарируется в то время, когда пульпа протекает в тангенциальном направлении сквозь фильтровальную сетку; и
дроссельное отверстие, расположенное в камере, при этом расход пульпы через камеру ограничен этим дроссельным отверстием, и твердая фаза пульпы выгружается из камеры через это дроссельное отверстие.
8. Система по п. 7, в которой камера имеет квадратное поперечное сечение, а фильтровальные сетки прикреплены к камере с четырех сторон.
9. Система по п. 7, в которой камера имеет многоугольное поперечное сечение, а фильтровальная сетка имеют соответствующую многоугольную форму.
10. Система по п. 7, в которой камера имеет круглое поперечное сечение, а фильтровальная сетка имеют криволинейную форму.
11. Система по п. 7, в которой камера имеет эллиптическое сечение, а фильтровальная сетка имеют криволинейную форму.
12. Система по п. 7, дополнительно содержащая:
дренажный канал твердой фазы, расположенный в неправильном многоугольном поперечном сечении камеры.
13. Система по п. 7, дополнительно содержащая:
внутреннюю разделительную сетку, которая расположена в камере и образует область между внутренней разделительной сеткой и фильтровальной сеткой, при этом текучая среда из пульпы выпущена во внутренний канал, сформированный во внутренней разделительной сетке.
14. Система по п. 7, дополнительно содержащая:
внутренние разделительные сетки, которые расположены в камере, образуют первую область между внутренними разделительными сетками и фильтровальной сеткой, причем внутренняя разделительная сетка образует вторую область между внутренними разделительными сетками, при этом пульпа протекает в первой области и второй области в тангенциальном направлении через внутренние разделительные сетки.
15. Система по п. 7, дополнительно содержащая:
коллектор потока, соединенный с поперечно-поточным вибрационным ситом и имеющий вход, выход и отводной канал, при этом вход принимает пульпу, которая протекает по отводному каналу, а выход соединен с магистральной трубой.
16. Система по п. 7, в которой впускная труба является гибкой для сопряжения между магистральной трубой и камерой.
17. Система по п. 7, в которой дроссельное отверстие имеет регулируемый диаметр для компенсации изменения впускного расхода в поперечно-поточное вибрационное сито.
18. Способ отделения твердой фазы от текучей среды, в котором:
устанавливают фильтровальную сетку, имеющую поверхность, в камере вибрационного сита, имеющего магистральную трубу для приема пульпы, при этом вибрационное сито имеет разгрузочный конец, и текучую среду из пульпы сепарируют в то время, когда пульпа протекает в тангенциальном направлении сквозь указанную поверхность фильтровальной сетки для получения концентрированной пульпы; и
ограничивают расход пульпы через камеру с помощью дроссельного отверстия на разгрузочном конце, и выгружают твердую фазу в концентрированной пульпе из камеры через дроссельное отверстие на разгрузочном конце.
19. Способ по п. 18, в котором дополнительно:
комбинируют напор, создаваемый магистральной трубой, и противодавление из дроссельного отверстия для обеспечения прохождения жидкости в пульпе через фильтровальные сетки.
20. Способ по п. 18, в котором дополнительно:
устанавливают внутренние разделительные сетки внутри камеры таким образом, чтобы они образовывали первый объем между этими внутренними разделительными сетками и соответствующей фильтровальной сеткой, причем внутренняя разделительная сетка образовывает второй объем между внутренними разделительными сетками, и при этом пульпа протекает в первом объеме и втором объеме в тангенциальном направлении сквозь внутренние разделительные сетки.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361823619P | 2013-05-15 | 2013-05-15 | |
| US61/823,619 | 2013-05-15 | ||
| PCT/US2014/038023 WO2014186481A2 (en) | 2013-05-15 | 2014-05-15 | Cross-flow shaker and method for using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015148607A RU2015148607A (ru) | 2017-06-20 |
| RU2640857C2 true RU2640857C2 (ru) | 2018-01-12 |
Family
ID=51899001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015148607A RU2640857C2 (ru) | 2013-05-15 | 2014-05-15 | СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ОТ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (варианты) И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160114267A1 (ru) |
| CN (1) | CN105263640B (ru) |
| BR (1) | BR112015028762A2 (ru) |
| CA (1) | CA2912374C (ru) |
| GB (1) | GB201519939D0 (ru) |
| MX (1) | MX2015015724A (ru) |
| NO (1) | NO20151547A1 (ru) |
| RU (1) | RU2640857C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014186481A2 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107376462A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-24 | 钦州聚力新能源科技有限公司 | 石化行业用的震动式错流过滤器 |
| RU189555U1 (ru) * | 2018-12-05 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ) | Решетный стан |
| CN112206571A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-01-12 | 东营市永吉石油机械有限责任公司 | 一种钻井泥浆处理振动筛 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU60085A2 (ru) * | 1939-11-29 | 1940-11-30 | Н.Н. Крюковский | Форма выполнени барабанного сита по авторскому свидетельству № 58459 |
| SU944679A1 (ru) * | 1978-01-02 | 1982-07-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Гипроморнефть" | Барабанный грохот |
| SU1204273A1 (ru) * | 1984-01-30 | 1986-01-15 | Полтавское Отделение Украинского Научно-Исследовательского Геолого-Разведочного Института | Барабанное сито |
| RU2162377C2 (ru) * | 1994-11-25 | 2001-01-27 | Текнолоджикал Ресорсиз Пти Лимитед | Устройство для просеивания зернистого материала |
| RU2268781C2 (ru) * | 2003-11-17 | 2006-01-27 | ООО "Нефтегазмаш-Технологии" | Сито |
| US20080078699A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | M-I Llc | Shaker and degasser combination |
| EA011527B1 (ru) * | 2004-04-30 | 2009-04-28 | СиПиАй УАЙРКЛОС & СКРИНЗ, ИНК. | Трубчатое вибросито |
| RU2368433C2 (ru) * | 2007-11-06 | 2009-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Вибрационный винтовой грохот |
| WO2011161423A2 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Marshall Graham Bailey | Screening methods and apparatus |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911834A (en) * | 1988-10-27 | 1990-03-27 | Triton Engineering Services Company | Drilling mud separation system |
| US5593582A (en) * | 1993-04-19 | 1997-01-14 | Roff, Jr.; John W. | Two for one shale shaker |
| JP2003181252A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-07-02 | Nisshin Kako Kk | 粉体の水和溶解方法及びその装置 |
| US7278540B2 (en) * | 2004-04-29 | 2007-10-09 | Varco I/P, Inc. | Adjustable basket vibratory separator |
| US20060113220A1 (en) * | 2002-11-06 | 2006-06-01 | Eric Scott | Upflow or downflow separator or shaker with piezoelectric or electromagnetic vibrator |
| CN101421052A (zh) * | 2004-04-30 | 2009-04-29 | Cpi筛布&筛子公司 | 管式筛分离心机 |
| RU2281170C2 (ru) * | 2004-10-14 | 2006-08-10 | Открытое акционерное общество "Тверьсельмаш" | Машина для очистки зерна |
| KR100850762B1 (ko) * | 2006-12-21 | 2008-08-06 | (주)금광 이 엔 지 | 진동스크린의 변형구조를 이용한 이물질 분리방법 및 그장치 |
| CN202655232U (zh) * | 2012-07-20 | 2013-01-09 | 浙江泰来环保科技有限公司 | 用于立式旋转热解气化炉的物料输送装置的振动给料筛 |
-
2014
- 2014-05-15 MX MX2015015724A patent/MX2015015724A/es unknown
- 2014-05-15 BR BR112015028762A patent/BR112015028762A2/pt active Search and Examination
- 2014-05-15 CN CN201480031039.8A patent/CN105263640B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-15 RU RU2015148607A patent/RU2640857C2/ru active
- 2014-05-15 WO PCT/US2014/038023 patent/WO2014186481A2/en active Application Filing
- 2014-05-15 GB GBGB1519939.1A patent/GB201519939D0/en active Pending
- 2014-05-15 CA CA2912374A patent/CA2912374C/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-15 US US14/889,953 patent/US20160114267A1/en not_active Abandoned
-
2015
- 2015-11-12 NO NO20151547A patent/NO20151547A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU60085A2 (ru) * | 1939-11-29 | 1940-11-30 | Н.Н. Крюковский | Форма выполнени барабанного сита по авторскому свидетельству № 58459 |
| SU944679A1 (ru) * | 1978-01-02 | 1982-07-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Гипроморнефть" | Барабанный грохот |
| SU1204273A1 (ru) * | 1984-01-30 | 1986-01-15 | Полтавское Отделение Украинского Научно-Исследовательского Геолого-Разведочного Института | Барабанное сито |
| RU2162377C2 (ru) * | 1994-11-25 | 2001-01-27 | Текнолоджикал Ресорсиз Пти Лимитед | Устройство для просеивания зернистого материала |
| RU2268781C2 (ru) * | 2003-11-17 | 2006-01-27 | ООО "Нефтегазмаш-Технологии" | Сито |
| EA011527B1 (ru) * | 2004-04-30 | 2009-04-28 | СиПиАй УАЙРКЛОС & СКРИНЗ, ИНК. | Трубчатое вибросито |
| US20080078699A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | M-I Llc | Shaker and degasser combination |
| RU2368433C2 (ru) * | 2007-11-06 | 2009-09-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет | Вибрационный винтовой грохот |
| WO2011161423A2 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Marshall Graham Bailey | Screening methods and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2527724A (en) | 2015-12-30 |
| GB201519939D0 (en) | 2015-12-30 |
| CN105263640B (zh) | 2017-07-18 |
| NO20151547A1 (en) | 2015-11-12 |
| WO2014186481A3 (en) | 2015-04-02 |
| CA2912374A1 (en) | 2014-11-20 |
| RU2015148607A (ru) | 2017-06-20 |
| MX2015015724A (es) | 2016-07-21 |
| CA2912374C (en) | 2018-03-27 |
| WO2014186481A2 (en) | 2014-11-20 |
| CN105263640A (zh) | 2016-01-20 |
| BR112015028762A2 (pt) | 2017-07-25 |
| US20160114267A1 (en) | 2016-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4924954B2 (ja) | 振動分離機 | |
| US8869986B2 (en) | Screening methods and apparatus | |
| EP2805779B1 (en) | Shaker and degasser combination | |
| US20130213903A1 (en) | Screening methods and apparatus | |
| RU2670813C9 (ru) | Способ сепарирования суспензии (варианты) и система для осуществления способа | |
| US20070108106A1 (en) | Shakers with primary and auxiliary vibrators | |
| CN101309736A (zh) | 从含有固体的流体中分离固体的装置和方法 | |
| US10711545B2 (en) | Shale shaker with stair-stepped arrangements of screens and methods of using same, and methods of retrofitting shale shakers | |
| RU2640857C2 (ru) | СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ОТ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (варианты) И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА | |
| CN101505881A (zh) | 用于从含固体物质的钻井泥浆中分离固体物质的设备和方法 | |
| EA022054B1 (ru) | Вибрационный сепаратор и способ отделения твердых частиц от шлама с использованием указанного сепаратора | |
| EA020234B1 (ru) | Система распределения текучей среды | |
| WO2015122801A1 (ru) | Вибрационное сито высокочастотное для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама | |
| US10081994B2 (en) | Screened enclosure with vacuum ports for use in a vacuum-based drilling fluid recovery system | |
| US20170175464A1 (en) | Drilling fluid recovery chute | |
| RU2261147C2 (ru) | Способ и устройство для разделения суспензий по классам частиц | |
| CN211448576U (zh) | 一种钻井泥浆净化处理装置 | |
| EA026792B1 (ru) | Подающий канал для вибрационного сита для бурового раствора | |
| CN216497886U (zh) | 一种钻井废液岩屑用多级过滤装置 | |
| RU2540171C1 (ru) | Способ очистки бурового раствора и осушки шлама на сетках или на ситовых кассетах вибрационного сита | |
| RU2009694C1 (ru) | Устройство для классификации и обезвоживания суспензий | |
| CN218980697U (zh) | 钻井液用双层反流振动筛 | |
| RU2221622C1 (ru) | Вибрационное сито | |
| SU1431865A1 (ru) | Вибросито | |
| SU1033224A2 (ru) | Вибросепаратор |