[發(fā)明專利]振動分離器的運動

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980114363.5
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN102015128A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布雷恩·S·卡爾;邁克爾·A·齊默爾曼;本·霍爾頓
• 申請（專利權(quán)）人: M-I有限公司
• 主分類號: B07B1/42
• 分類號: B07B1/42;E21B21/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張成新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于從液體中分離固體的裝置和方法。具體的，本發(fā)明涉及使用振動分離器上的雙運動形態(tài)來從液體中分離固體的裝置和方法。更具體的，本發(fā)明涉及在振動分離器上產(chǎn)生第一橢圓運動和第二橢圓運動的裝置和方法。

背景技術(shù)

石油鉆井流體，通常被稱為“泥漿(mud)”，在工業(yè)中有多種用途。在其多種用途中，鉆井泥漿可以作為潤滑劑來冷卻旋轉(zhuǎn)著的鉆頭，并加快加工速率。典型地，泥漿在地面混合，并用高壓通過鉆柱從深孔中抽到鉆頭。一旦泥漿接觸鉆頭，它會通過對鉆孔進行潤滑和冷卻的各種噴頭和孔流出。在經(jīng)噴嘴流出后，“用過”的流體通過鉆柱和已鉆井孔之間形成的環(huán)狀空間來返回地面。

另外，鉆井泥漿產(chǎn)生了靜水壓力柱，或者靜水壓力頭，以避免從待鉆井中噴出。靜水壓力平衡了地層壓力，從而避免如果在地層的增壓沉積物突然增加時流體的噴出。兩個歸因于鉆井泥漿柱的靜水壓力的因素是：柱(即從井孔的底部到地面的垂直距離)本身的高度(或深度)，以及使用的流體的密度(或者其相反的，具體的重力)。根據(jù)待鉆的地層的類型和結(jié)構(gòu)，各種增重劑和潤滑劑混合成鉆井泥漿，以獲得合適的混合物。典型地，鉆井泥漿重量用“磅”作為磅每加侖的簡略表示。一般地，溶解在泥漿基體中的增重劑的量的增加會產(chǎn)生更重的鉆井泥漿。太輕的鉆井泥漿不能阻止地層的噴射，而太重的鉆井泥漿會過渡擠入地層。因此，需要花費許多時間和精力以確保泥漿的混合最優(yōu)化。由于泥漿的評價和混合過程既耗時又昂貴，鉆孔者和業(yè)務(wù)公司寧愿利用返回的鉆井泥漿，并回收以便繼續(xù)使用。

鉆井泥漿的另一個重要用途是從井孔底部的鉆頭處攜帶巖屑到地面。

由于鉆頭會磨或刮到鉆孔底部的巖石，會留下固體材料小碎片。從鉆頭噴嘴處流出的鉆井流體激起并攜帶巖石和地層的固體微粒到鉆柱與井孔之間的環(huán)狀空間內(nèi)的表面。因此，從環(huán)狀空間流出井孔的流體是鉆孔泥漿中的地層巖屑的泥漿。在泥漿回收并從鉆頭的噴嘴再次抽入之前，巖屑微粒必須去除。

目前使用的從鉆井流體中去除巖屑和其它固體微粒的裝置在工業(yè)中一般被稱為“泥漿振動篩”。泥漿振動篩，也稱為振動分離器，是振動篩狀平臺，它使載入的鉆井流體中沉積的固體返回，而使干凈的鉆井液體排出。典型地，泥漿振動篩一般是帶有孔過濾篩底部的成一定角度的平臺。返回的鉆井流體沉積在泥漿振動篩的進給端。當(dāng)鉆井流體沿振動臺長度方向經(jīng)過，流體從孔中落入下面的接收器，并留下固體微粒。泥漿振動篩臺的振動作用使傳送的固體微粒留下，直到它們離開振動篩臺的排出端。上述裝置用于說明本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的泥漿振動篩類型。在可選的泥漿振動篩中，振動篩的上邊緣可以相對下端更靠近地面。在這樣的泥漿振動篩中，傾斜的角度要求微粒的運動總體是向上的。同樣在其它的泥漿振動篩中，平臺也可以不成角度，因而振動篩的振動作用僅使微粒/流體分離。不管怎樣，平臺的傾斜和/或現(xiàn)有泥漿振動篩的各種設(shè)計不應(yīng)該被認為是本發(fā)明的限制。

優(yōu)選地，泥漿振動篩的振動程度和傾斜角度是可調(diào)節(jié)的，以適應(yīng)各種鉆井流體速率和鉆井流體的微粒百分含量。在流體流經(jīng)泥漿振動篩的有孔底部后，它可以立刻返回井孔以備使用，可以存儲以用于測量和評估，或者經(jīng)過其它的設(shè)備(例如干燥振動篩、離心分離機、或者更小尺寸的泥漿振動篩)，以進一步去除更小的巖屑。

目前，當(dāng)鉆孔操作者選擇一種分離形式，其中選擇振動分離器的致動器提供給篩組件的運動類型，他們通常在使鉆孔材料快速或全面的形式之間選擇。通過增加傳送速度，振動分離器的線性運動能夠增加振動器流體容量和提高處理量。然而，在某些分離操作中，固體的重量會限制線性運動分離提供的速度。另外，盡管增加的重力使傳送速度更快，但由于傳送速度的提高，會使產(chǎn)生的鉆井固體還存在于鉆井流體中的可能。

可選地，鉆井操作者可以選擇施加在鉆井材料上低振動力的振動形式，從而使巖屑更干并提高鉆井流體的回收率。然而，這樣的低振動力通常使鉆井材料的處理減慢，進而增加了鉆井材料的處理時間和成本。

因此，需要一種使巖屑更干且在增加處理時間的同時提高鉆井流體回收率的振動篩。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，在此公開的實施例所涉及的振動分離器具有與支架連接的第一致動器和與支架連接的第二致動器。另外，振動分離器具有可操作性地與第一和第二致動器中的至少一個連接的運動控制開關(guān)，并設(shè)置為調(diào)節(jié)由第一和第二致動器產(chǎn)生的在第一橢圓運動與第二橢圓運動之間的運動。