[發明專利]用于從攜帶固體的鉆井流體分離固體的設備

有效

• 申請號: 201080028027.1
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102625733A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: G·A·伯內特
• 申請（專利權）人: 國民油井華高有限合伙公司
• 主分類號: B07B1/28
• 分類號: B07B1/28;B07B1/46;B07B13/16;B07B13/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王會卿

技術領域

本發明涉及用于從攜帶固體的鉆井流體分離固體的設備和方法，更具體地，但不是排他地，涉及用于從攜帶固體的鉆井泥漿分離固體的設備和方法。本發明還涉及用于其的振動篩和篩組件。

背景技術

在油或氣井建設中鉆井筒時，鉆頭布置在鉆柱端部，所述鉆柱旋轉來穿過地層鉆出井筒。被稱為“鉆井泥漿”的鉆井流體被泵送通過鉆柱到達鉆頭，以潤滑鉆頭。鉆井泥漿還用于將由鉆頭產生的切屑和其他固體通過形成在鉆柱和井筒之間的環形空間運送到地面。嚴格控制鉆井泥漿的密度來阻止井筒坍塌，并且確保鉆井最佳地進行。鉆井泥漿的密度影響鉆頭的鉆進速度。通過調整鉆井泥漿的密度，在可能出現井筒坍塌的損害時改變鉆進速度。鉆井泥漿也可運送堵漏材料來堵塞井筒的有孔部分。也可根據正在穿過的地層情況的類型來調整鉆井泥漿的酸度。鉆井泥漿中尤其是包含昂貴的合成的油基潤滑劑，并且因此通常將回收和再利用用過的鉆井泥漿，但是這需要特別是將固體從鉆井泥漿去除。這通過處理鉆井泥漿實現。所述處理的第一部分是將固體從攜帶固體的鉆井泥漿分離。這至少部分通過振動分離器，例如US?5,265,730，WO?96/33792和WO?98/16328中公開的振動篩實現。可使用其他處理設備，例如離心機和水力旋流器來進一步清潔固體泥漿。固體被覆蓋于污物和殘渣中。井筒中具有30到100m3的循環鉆井泥漿并非罕見。

所得的固體，本文稱為“鉆井切屑”經處理來基本上從所述固體去除全部殘渣和污染物。然后可將固體在垃圾填埋點處置或在固體材料來自的環境中通過傾倒在海里來處置。或者，固體可用作建筑行業中的材料或具有其他工業用途。

振動篩通常包括開放底部的籃，所述籃具有一個開放排放端和一個具有實心壁的進料端。多個矩形篩布置在所述籃的開放底部上方。所述篩可基本上為平面，或具有略微的拱頂。籃布置在用于接收回收鉆井泥漿的容器上方的彈簧上。吊斗或通道設置在籃的開放排放端下方。馬達固定到籃，所述馬達具有設置有偏置配重塊的驅動轉子。使用中，馬達使所述轉子和偏置配重塊旋轉，這引起所述籃和固定到其的篩振動。攜帶固體的泥漿在籃的進料端處引入到篩上。振動運動引起鉆井泥漿與固體分離，鉆井泥漿通過篩，固體留在篩上方。振動運動還引起固體沿篩朝向開放的排放端移動。回收的鉆井泥漿接收在容器內，以進一步處理，固體經過籃排放端通入通道或吊斗。

矩形篩可相對于水平面成某個角度布置，例如從振動篩的進料端到排放端傾斜七度。該角度可以是可調節的。篩通常固定在籃中，籃可調節，以相對于水平面調節篩的角度。攜帶固體的鉆井流體流可在傾斜的篩上形成池。振動機構的作用引起固體攀爬傾斜的篩到達振動篩的排放端，并且通入通道或吊斗。

通常，引起圓形振動的振動機構將傾向于將固體從篩沿隨機方向拋向空中。引起橢圓形運動的振動機構將引起固體沿橢圓最長弦方向移動。具有引起非常窄的橢圓的振動機構的振動篩稱為線性振動篩，并且引起固體沿篩快速移動，但是篩往往由于固體在其與篩相遇時突然減速而遭受快速劣化。

篩通常為一種或兩種類型：鉤邊式；和預張緊式。

鉤邊式篩包括夾層結構形式的幾層矩形網層，所述夾層結構通常包括一層或兩層細級別網和具有更大網孔和更粗標號的金屬絲的支撐網。所述網層在每一側邊緣通過細長鉤形式的邊連接。使用中，細長鉤鉤在沿振動篩每一側布置的張緊裝置上。振動篩還包括一組平頭支撐構件，其沿振動篩的籃長度延伸，所述網層通過其張緊。該類型的篩的示例公開在GB-A-1,526,663中。支撐網可設置有其中具有孔的面板，或由其中具有孔的面板代替。

預張緊式篩包括幾層矩形網層，所述網層通常包括一層或兩層細級別網和具有更大網孔及更粗標號金屬絲的支撐網。所述網層預張緊在包括矩形角鐵框架的剛性支架上，并且附著到其上。然后將篩插入布置在振動篩的籃中的C型槽型導軌中。該類型的篩的示例公開在GB-A-1,578,948中，適用于接納預張緊式篩的振動篩的示例公開在GB-A-2,176,424中。

與振動篩相關的一個問題是，用于其中的篩易于堵塞，特別是當固體為粘性的時，例如粘土，或具有與篩網尺寸接近的尺寸時。后一堵塞類型被稱為難粒堵塞。已經提出多個技術方案來解決該問題，例如GB-A-1,526,663中公開的，其中篩組件以夾層結構形式使用兩層篩材料，并且允許篩材料層獨立運動來移走塞入篩之一中的任何難粒。

在過濾裝置不被小顆粒堵塞的情況下，使用細網篩來過濾非常小的顆粒是有利的，例如尺寸在50-200μ或更大范圍內的顆粒。但是，細網過濾裝置特別易于發生這樣的不期望的堵塞。