Питающее устройство с сетчатым фильтром для вибросита



Питающее устройство с сетчатым фильтром для вибросита
Питающее устройство с сетчатым фильтром для вибросита

 


Владельцы патента RU 2524067:

Эм-Ай Эл. Эл. Си. (US)

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам распределения и подачи продуктов бурения на вибрационный сепаратор. Устройство содержит кожух, включающий в себя впуск, выполненный с возможностью приема продуктов бурения, первый выпуск, выполненный с возможностью направления первой части продуктов бурения на первую поверхность сепарирования, и второй выпуск, выполненный с возможностью направления второй части продуктов бурения на вторую поверхность сепарирования. Устройство дополнительно включает в себя сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из второй части продуктов бурения, направляемой через второй выпуск на вторую поверхность сепарирования. Увеличивается производительность вибросит. 3 н.и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение, в общем, относится к устройствам и системам для распределения и подачи продуктов бурения на вибрационный сепаратор. Кроме того, варианты осуществления, раскрытые в данном документе, относятся к устройствам и системам для доведения до максимума производительности фильтрующих поверхностей вибрационных сепараторов.

Нефтепромысловый промывочный раствор, часто называемый "буровым раствором", служит многим целям в промышленности. К одной из многих функций относится действие бурового раствора в качестве смазки и для охлаждения бурового долота вращательного бурения и достижения более высоких скоростей проходки. Обычно, буровой раствор перемешивается на поверхности и перекачивается в забойную зону скважины под высоким давлением к буровому долоту через канал бурильной колонны. Когда буровой раствор достигает бурового долота он выходит через различные сопла и окна и, при этом, смазывает и охлаждает буровое долото. После выхода через сопла, "отработанная" текучая среда возвращается на поверхность через кольцевое пространство, образованное между бурильной колонной и пробуренным стволом скважины.

Кроме того, буровой раствор создает гидростатическое давление для предотвращения "выброса" бурящейся скважины. Данное гидростатическое давление уравновешивает пластовое давление, тем самым предотвращая выброс текучих сред при вскрытии находящихся под давлением залежей в пласте. Двумя факторами, определяющими гидростатическое давление столба бурового раствора, является высота столба (т.е. вертикальное расстояние от поверхности до забоя ствола скважины) и плотность (или ее обратная величина, удельная плотность) используемой текучей среды. В зависимости от типа и строения пласта, подлежащего бурению, различные утяжелители и смазывающие вещества перемешиваются в буровом растворе для получения нужной смеси. Обычно, вес бурового раствора указывают в "фунтах", сокращенно для фунтов на галлон. В общем, увеличение содержания утяжелителя в основе бурового раствора должно создавать более тяжелый буровой раствор. Буровой раствор, являющийся слишком легким, может не предохранять пласт от выбросов, и слишком тяжелый буровой раствора может повреждать пласт. Поэтому, много времени и усилий тратится на создание оптимальной смеси бурового раствора. Поскольку оценка бурового раствора и приготовление смеси требует много времени и высоких затрат, бурильщики и сервисные компании предпочитают восстанавливать возвращающийся буровой раствор и продолжать повторно его использовать.

Другим важным предназначением бурового раствора является вынос выбуренной породы от бурового долота на забое ствола скважины на поверхность. При измельчении или разрушении буровым долотом горной породы на забое ствола скважины получаются мелкие частицы твердого материала. Буровой раствор, выходящий из сопел, на долоте смешивается с твердыми частицами породы пласта и уносит их на поверхность в кольцевом пространстве между бурильной колонной и стволом скважины. Поэтому текучая среда, выходящая из ствола скважины через кольцевое пространство, является суспензией выбуренной породы пласта в буровом растворе. Перед повторным использованием бурового раствора и повторной перекачкой через сопла бурового долота частицы выбуренной породы должны быть удалены.

Устройства, которые в настоящее время используют для удаления выбуренной породы и других твердых частиц из бурового раствора, обычно называют в промышленности "виброситами". Вибросито, также называемое вибрационным сепаратором, предсталяет собой вибрирующий стол в виде сита, на которое подается возвращающийся несущий твердые частицы буровой раствор и после прохода через который получается очищенный буровой раствор. Обычно, вибросито представляет собой наклонный стол с нижней частью, в общем, в виде перфорированного сетчатого фильтра. Возвращающийся буровой раствор подается на загрузочный конец вибросита. По мере перемещения бурового раствора по длине вибрирующего стола текучая среда проходит вниз через перфорации в емкость, расположенную снизу, а материал в виде твердых частиц остается. Вибрирующее действие стола вибросита перемещает оставшиеся твердые частицы до их падения с разгрузочного конца стола вибросита. Выше описанное устройство является примером одного типа вибросита, известного специалистам в данной области техники. В альтернативных виброситах верхний край вибросита может быть ближе к земле, чем нижний конец. В таких виброситах, угол наклона может требовать перемещения твердых частиц, в общем, в направлении вверх. В других виброситах стол может не иметь наклона, при этом, только вибрирующее действие вибросита может обеспечивать сепарирование частиц от текучей среды. В любом случае, наклон стола и/или вариации конструктивного исполнения существующих вибросит не должны считаться ограничивающими настоящее изобретение.

Предпочтительно, величина вибрации и угол наклона стола вибросита являются регулируемыми для приспособления к различным расходам бурового раствора и различному процентному содержанию твердых частиц в буровом растворе. После прохода текучей среды через перфорированное дно вибросита, ее можно либо возвращать для работы в ствол скважины немедленно, или складировать для проведения измерений и оценки, или пропускать через дополнительные блоки оборудования (например, вибрационную сушилку, центрифугу, или вибросито уменьшенного размера) для дополнительного удаления более мелких частиц выбуренной породы.

При переработке бурового раствора, остаточные отходы бурения (например, текучие среды высокой плотности и материал твердых частиц), может налипать или оседать на сетки вибросита и другие внутренние компоненты вибросита. С увеличением объема остаточных отходов бурения, производительность вибросита может уменьшаться вследствие, например, закупоривания сеток, закупоривания выпускных линий и/или "засорения" внутренних компонентов. Для поддержания производительности вибросита остаточные отходы бурения должны удаляться с компонентов вибросита.

Соответственно, существует необходимость увеличения производительности вибросит с помощью снижения объема остаточных отходов бурения, которые могут закупоривать компоненты вибросита или оседать на них. Кроме того, существует необходимость увеличения производительности вибросит подачей продуктов бурения на несколько дек вибросита, когда обеспечивается фильтрование каждой декой вибросита бурового раствора одновременно.

В одном аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном документе, относятся к устройству распределения текучей среды. Устройство распределения текучей среды имеет кожух, включающий в себя впуск, выполненный с возможностью приема продуктов бурения, первый выпуск, выполненный с возможностью направления первой части продуктов бурения на первую поверхность сепарирования, и второй выпуск, выполненный с возможностью направления второй части продуктов бурения на вторую поверхность сепарирования. Устройство распределения текучей среды дополнительно включает в себя сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из второй части продуктов бурения, направляемой через второй выпуск на вторую поверхность сепарирования.

В другом аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном документе, относятся к способу сепарирования твердой фазы из продуктов бурения. Способ включает в себя прием продуктов бурения через впуск кожуха, направление первой части продуктов бурения через первый выпуск кожуха и на первую поверхность сепарирования, сепарирование твердой фазы из второй части продуктов бурения с помощью сетчатого фильтра, установленного в кожухе, и направление второй части продуктов бурения через второй выпуск кожуха и на вторую поверхность сепарирования.

В другом аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном документе, относятся к системе распределения текучей среды. Система включает в себя вибросито, выполненное с возможностью сепарирования твердой фазы из бурового раствора, при этом, вибросито содержит первую деку и вторую деку, по меньшей мере, один двигатель, соединенный с виброситом, при этом, двигатель выполнен с возможностью создания вибрации на вибросите, и устройство распределения текучей среды, соединенное с загрузочным концом вибросита. Устройство распределения текучей среды включает в себя кожух, выполненный с возможностью приема бурового раствора и направления бурового раствора через первый выпуск на первую деку и второй выпуск на вторую деку, и сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из бурового раствора, направленного кожухом через второй выпуск.

Другие аспекты и преимущества изобретения должны стать ясны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Сущность изобретения показана на чертежах где:

на фиг.1 показан изометрический вид устройства распределения текучей среды согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 показан изометрический вид устройства распределения текучей среды согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3 показан изометрический вид системы распределения текучей среды согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

В одном аспекте варианты осуществления, раскрытые в данном документе, относятся к устройствам и системам для распределения продуктов бурения на вибрационном сепараторе. В частности, в вариантах осуществления настоящего изобретения созданы устройства распределения текучей среды, выполненные с возможностью соединения с вибрационным сепаратором и направления и распределения потока продуктов бурения, по меньшей мере, на одну поверхность сепарирования вибрационного сепаратора. В другом аспекте варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройствам и системам для получения максимальной производительности поверхностей просеивания вибрационных сепараторов, например, с подачей продуктов бурения на несколько дек вибросита в оборудовании, где каждая дека вибросита может фильтровать буровой раствор одновременно.

На фиг.1 и 2 показано устройство 100 распределения текучей среды. Устройств 100 распределения текучей среды, также известное как питающее устройство, включает в себя кожух 102, выполненный с возможностью соединения с загрузочным концом вибрационного сепаратора или вибросита (показан ниже на Фиг.3), сепаратора вязкой глины, или любой другой сепараторной системы, известной в технике, которую можно использовать для сепарирования и/или фильтрования буровых растворов, продуктов бурения, промывочных растворов и т.д. Кожух 102 включает в себя поверхность 104 днища, например ступенчатую поверхность днища, показанную на фиг.1 и 2, плоскую поверхность днища и/или любую другую поверхность днища, известную в технике.

Кожух 102 также включает в себя, по меньшей мере, один впуск 106, который может быть выполнен на стороне кожуха 102, как показано, или может быть выполнен сверху кожуха 102. При этом, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что впуск может располагаться сверху, сзади или сбоку, или в других необходимых местах. По меньшей мере, один впуск 106 выполнен с возможностью приема потока продуктов бурения (например, буровой раствор, вязкая глина). Таким образом, вне зависимости от установки впуска 106, кожух 102 выполнен с возможностью приема потока продуктов бурения.

Кожух 102 также включает в себя, по меньшей мере, один выпуск 108, который может быть выполнен на стороне кожуха 102, как показано, или может быть выполнен в днище кожуха 102. При этом, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что выпуск может располагаться сверху, сзади или сбоку или в других необходимых местах. Как показано на фиг.1 и 2, кожух 102 включает в себя, по меньшей мере, три выпуска 108A, 108B и 108C. Выпуски 108A, 108B и 108C выполнены с возможностью направления потока продуктов бурения, принятых кожухом 102, на одну или несколько поверхностей сепарирования (например, деку вибросита, узел просеивания и т.д.) одной или нескольких систем сепарирования. Например, в одном варианте осуществления выпуск 108A можно использовать для направления потока продуктов бурения, принятых кожухом 102, на одну поверхность сепарирования системы сепарирования, и выпуски 108B и 108C можно использовать для направления потока продуктов бурения, принятых кожухом 102, на другие поверхности сепарирования системы сепарирования.

Хотя устройство 100 распределения текучей среды фиг.1 и 2 включает в себя три выпуска 108A, 108B и 108C, устройство 100 распределения текучей среды может включать в себя только один или несколько, но не три выпуска, в зависимости от конфигурации системы сепарирования, используемой с устройством 100 распределения текучей среды. Соответственно, число выпусков, используемых с устройством распределения текучей среды, не должно считаться ограничением настоящего изобретения.

Показанное на фиг.1 и 2 устройство 100 распределения текучей среды может образовывать один или несколько путей потока, проходящих через него для направления продуктов бурения. Например, поскольку кожух 102 устройства 100 распределения текучей среды может включать в себя несколько выпусков 108A, 108B и 108C, кожух 102 может быть выполнен с возможностью создания пути потока между впуском 106 и одним или несколькими выпусками 108A, 108B и 108C.

При этом, и как показано, в частности, на фиг.2, кожух 102 может образовывать три пути 110A, 110B и 110C потока между впуском 106 и тремя выпусками 108A, 108B и 108C. Кожух 102 может образовывать путь 110A потока между впуском 106 и выпуском 108A для направления продуктов бурения в кожухе 102 в выпуск 108A. Кожух 102 может также образовывать путь 110В потока между впуском 106 и выпуском 108B для направления продуктов бурения в кожухе 102 в выпуск 108B. Дополнительно, кожух 102 может также образовывать путь потока 110C между впуском 106 и выпуском 108C для направления продуктов бурения в кожухе 102 в выпуск 108C.

Аналогично выпускам, описанным выше, хотя устройство 100 распределения текучей среды фиг.2 включает в себя три пути 110A, 110B и 110C потока, устройство 100 распределения текучей среды может включать в себя только один или несколько, но не три пути потока, в зависимости от конфигурации системы сепарирования, используемой с устройством 100 распределения текучей среды. Соответственно, число путей потока, используемых с устройством распределения текучей среды, не должно считаться ограничением настоящего изобретения.

Показанное устройство 100 распределения текучей среды дополнительно включает в себя один или несколько сетчатых фильтров 112. В частности, в данном варианте осуществления устройство 100 распределения текучей среды включает в себя два сетчатых фильтра 112A и 112B. Сетчатые фильтры 112 устанавливаются в кожухе 102 устройства 100 распределения текучей среды, например, с соединением и/или прикреплением сетчатых фильтров 112A и 112B к кожуху 102. Сетчатые фильтры 112 выполнены с возможностью сепарирования твердой фазы из продуктов бурения, принимаемых устройством 100 распределения текучей среды перед направлением через один или несколько выпусков 108. Например, как показано на фиг.2, сетчатый фильтр 112A может устанавливаться в кожух 102 на пути 110В потока, что обеспечивает фильтрование сетчатым фильтром 112A и сепарирование твердой фазы из продуктов бурения, направленных по пути 110В потока через сетчатый фильтр 112A и в выпуск 108B. Аналогично, сетчатый фильтр 112B может устанавливаться в кожухе 102 на пути 110С потока, что обеспечивает фильтрование сетчатым фильтром 112B и сепарирование твердой фазы из продуктов бурения, направленных по пути 110С потока через сетчатый фильтр 112B и в выпуск 108C. Также, как указано, сетчатый фильтр может не устанавливаться на пути 110А потока. При этом, продукты бурения, направленные по пути 110А потока могут не фильтроваться, по меньшей мере, в данном варианте осуществления перед выходом из выпуска 108A.

Аналогично выпускам и путям потока, описанным выше, хотя устройство 100 распределения текучей среды Фиг.2 включает в себя два сетчатых фильтра 112A и 112B, устройство 100 распределения текучей среды не требует включать в свой состав только один или несколько сетчатых фильтров в зависимости от конфигурации системы сепарирования, используемой с устройством 100 распределения текучей среды. Соответственно, число сетчатых фильтров, используемых с устройством распределения текучей среды, не должно считаться ограничением настоящего изобретения.

Дополнительно, сетчатые фильтры 112 могут быть выполнены из любого материала известного в технике, включающего в себя, без ограничения этим, сталь, композит, металлическую сетку и/или ткань. Например, сетчатые фильтры 112 могут быть выполнены из уретана, с щелями, выполненными в них для фильтрования и сепарировани твердых частиц из продуктов бурения. Сетчатые фильтры 112 могут также быть выполнены из и/или включать в себя металлическую сетку, уменьшающую размер щелей или перфораций, образованных в сетчатых фильтрах. В одном варианте осуществления металлическая сетка для сетчатых фильтров 112 может иметь размер ячеи 2,5 мм (0,1 дм). Данный размер ячеи для металлической сетки может увеличивать фильтрование, выполняемое сетчатыми фильтрами 112 и уменьшать количество твердых частиц и/или твердой фазы в буровом растворе, направляемом в выпуски 108B и 108C.

Кроме того, сетчатые фильтры 112 могут соединяться и скрепляться с кожухом 102 соединением любого типа, известного в технике, включающего в себя, без ограничения этим, узлы с предварительным натяжением и/или другие механические узлы. Например, в одном варианте осуществления кожух 102 может иметь одну или несколько направляющих или пазов, выполненных в нем, таких как направляющие, выполненные в бортах и днище внутри кожуха 102, в зависимости от числа сетчатых фильтров 112, которые необходимо использовать с устройством 100 распределения текучей среды. Сетчатые фильтры 112 могут размещаться и/или устанавливаться в направляющие кожуха 102, при этом, сетчатые фильтры 112 закрепляются в кожухе 102. Дополнительно, при соединении сетчатых фильтров 112 с кожухом 102, одно или несколько уплотнений могут быть выполнены между сетчатыми фильтрами 112 и кожухом 102. Уплотнения можно использовать для предотвращения прохода потока продуктов бурения мимо и вокруг сетчатых фильтров 112. При этом, уплотнение, выполненное между сетчатым фильтром 112A и кожухом 102, может предотвращать утечку продуктов бурения с обходом сетчатого фильтра 112A, исключающую проход через фильтр и фильтрацию сетчатым фильтром 112A. Аналогично, уплотнение, выполненное между сетчатым фильтром 112B и кожухом 102, может предотвращать утечку продуктов бурения с обходом сетчатого фильтра 112B, исключающую проход через фильтр и фильтрацию сетчатым фильтром 112B.

Показанные на фиг.1 и 2 один или несколько сетчатых фильтров 112 могут устанавливаться под углом в устройстве 100 распределения текучей среды. Например, как показано, сетчатый фильтр 112A может устанавливаться под углом относительно впуска 106 и пути 110В потока, образованного кожухом 102, и сетчатый фильтр 112B может устанавливаться под углом относительно впуска 106 и пути 110С потока, образованного кожухом 102. В одном варианте осуществления один или несколько сетчатых фильтров 112 могут устанавливаться под углом между около 30 градусов и около 60 градусов относительно впуска 106 и одного или нескольких путей 110B и 110C потока. В другом варианте осуществления один или несколько сетчатых фильтров 112 могут устанавливаться под углом около 45 градусов относительно впуска 106 и одного или нескольких путей 110B и 110C потока. Вместе с тем, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что данное изобретение этим не ограничено, поскольку один или несколько сетчатых фильтров устройства распределения текучей среды могут устанавливаться под другими углами, больше или меньше описанных выше, и/или может устанавливаться под нулевым углом относительно впуска и/или путей потока.

На фиг.3 показано вибросито 200. В данном варианте осуществления вибросито 200 включает в себя устройство 100 распределения текучей среды (показано на фиг.1 и 2), соединенное с вибрационным сепаратором 120. Вибрационный сепаратор 120 может включать в себя одну или несколько дек 122 и 124 просеивания (т.е. одну или несколько поверхностей сепарирования). Например, как показано на фиг.3, вибрационный сепаратор 120 включает в себя первую деку 122, например деку отсеивания крупных фракций, и также включает в себя одну или несколько других дек 124A и 124B, таких как первая основная дека и вторая основная дека. Кроме того, по меньшей мере, один двигатель 130 соединен и/или прикреплен на вибрационный сепаратор 120 для создания вибрации при сепарировании твердых частиц из продуктов бурения виброситом 120.

Металлический сетчатый фильтр (не показан) может быть оборудован на каждой из дек 122 и 124 просеивания вибросита 120 для отсеивания твердых частиц различных размеров из продуктов бурения согласно размеру ячеи соответствующей металлической сетки. Например, в вибросите 200, дека 122 просеивания может иметь металлическую сетку большего размера ячеи, чем у деки 124 просеивания, что обеспечивает отсеивание деками 124 более мелких твердых частицы в сравнении с декой 122 просеивания. В некоторых вариантах осуществления металлический сетчатый фильтр может являться частью компоновок сетчатых фильтров, установленных на деках 122 и 124 просеивания. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение не ограничено конкретной компоновкой сетчатых фильтров или устройством металлического сетчатого фильтра.

Дополнительно, в одном варианте осуществления при фильтровании и сепарировании твердой фазы из продуктов бурения продукты бурения, подаваемые на деку 122 просеивания могут не только фильтроваться декой 122 просеивания, но указанный материал может также проходить через вибрационный сепаратор 120 и вибросито 200 на одну из дек 124A и 124B просеивания. Например, продукты бурения могут фильтроваться и проходить сепарирование твердой фазы с помощью деки 122 просеивания, и затем могут проходить и перемещаться на деку 124A просеивания для фильтрования продуктов бурения и сепарирования твердой фазы из них с помощью деки 124A просеивания.

Как показано на фиг.3, хотя вибрационный сепаратор 120 и вибросито 200 включают в себя три деки 122, 124A и 124B просеивания, вибросито 200 этим не ограничено. Например, вибросито 200 может включать в себя больше или меньше трех дек 122, 124A и 124B просеивания, при этом, устройство и конфигурация дек просеивания может варьироваться соответственно. При этом, число, устройство и конфигурация дек просеивания, используемых с виброситом, не должны считаться ограничением настоящего изобретения.

На фиг.1-3 показано, что, когда используют вибросито 200 с устройством 100 распределения текучей среды, соединенным с вибрационным сепаратором 120, устройство 100 распределения текучей среды можно использовать для фильтрования и сепарирования твердой фазы, по меньшей мере, из части продуктов бурения, направляемой через устройство 100 распределения текучей среды и на деки 122, 124A и 124B просеивания. Например, как описано выше, устройство 100 распределения текучей среды может включать в себя три выпуска 108A, 108B и 108C. Выпуск 108A может быть выполнен с возможностью направления продуктов бурения на деку 122 просеивания, выпуск 108B может быть выполнен с возможностью направления продуктов бурения на деку 124A просеивания, и выпуск 108C может быть выполнен с возможностью направления продуктов бурения на деку 124B просеивания. При этом, при выходе из одного из выпусков 108B и 108C, продукты бурения могут проходить через один из сетчатых фильтров 112A и 112B соответственно.

Как рассмотрено выше, устройство 100 распределения текучей среды может быть выполнено с одним или несколькими путями 110A, 110B и 110C потока, проходящими через него, при этом, пути 110B и 110C потока направляют продукты бурения для прохода через сетчатые фильтры 112A и 112B. При подаче через пути 110B и 110C, сетчатые фильтры 112A и 112B могут использоваться для фильтрования и сепарирования твердой фазы из частей продуктов бурения, направляемых через выпуски 108B и 108C соответственно. Таким образом, продукты бурения, выходящие из выпусков 108B и 108C и на деки 124A и 124B просеивания могут уже быть отфильтрованным и прошедшими сепарирование твердой фазы, по меньшей мере, частично, сетчатыми фильтрами 112A и 112B, установленными в устройстве 100 распределения текучей среды. При этом, деки 124A и 124B просеивания можно использовать для повторного фильтрования и сепарирования твердой фазы из продуктов бурения, направленных на деки 124A и 124B просеивания. После прохода через деки 124A и 124B просеивания продукты бурения могут выходить из вибрационного сепаратора 120 и вибросита 200.

Продукты бурения, выходящие из выпуска 108A устройства 100 распределения текучей среды, могут являться еще не прошедшими через сетчатый фильтр, поскольку сетчатый фильтр может не создаваться на пути 110A потока, направляемого из выпуска 108A и на деку 122 просеивания. Дополнительно, твердая фаза и твердые частицы, отсепарированные сетчатыми фильтрами 112A и 112B в устройстве 100 распределения текучей среды, могут проталкиваться вперед по пути 110A потока и выходить из выпуска 108A. При этом, дека 122 просеивания может использоваться для фильтрования и сепарирования твердой фазы из продуктов бурения, направленных на деку 122 просеивания, при этом, дека 122 просеивания может затем направлять продукты бурения на одну из дек 124A и 124B просеивания. Деки 124A и 124B просеивания могут использоваться для повторного фильтрования и сепарирования твердой фазы из продуктов бурения, выходящих из выпуска 108A.

В варианте осуществления, в котором вибросито включает в себя устройство распределения текучей среды, соединенное с виброситом, имеющим несколько дек просеивания, вибросито предпочтительно выполнено с возможностью переработки и фильтрования продуктов бурения, принятых устройством распределения текучей среды, последовательно и/или параллельно. Например, вибросито может быть выполнено с возможностью переработки и фильтрования продуктов бурения, принятых устройством распределения текучей среды последовательно с фильтрованием продуктов бурения, по меньшей мере, двумя сетчатыми фильтрами, например, с фильтрованием сетчатыми фильтрами в устройстве распределения текучей среды, первой декой просеивания вибросита, и/или второй декой просеивания вибросита. Дополнительно, вибросито может быть выполнено с возможностью переработки и фильтрования продуктов бурения, принятых устройством распределения текучей среды, параллельно, например, с фильтрованием продуктов бурения, направленных на первую деку просеивания и вторую деку просеивания одновременно, что увеличивает производительность вибросита.

Увеличение производительности вибросита, например, с помощью параллельной и последовательной переработки и фильтрования продуктов бурения, делает максимальным использование поверхностей сепарирования на деках всех уровней вибросита с несколькими деками. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что другие вибросита можно комбинировать с устройством распределения текучей среды согласно вариантам осуществления, раскрытым в данном документе, включающие в себя вибросита с одной декой просеивания, двумя деками просеивания, тремя деками просеивания или больше. Дополнительно, устройство распределения текучей среды согласно вариантам осуществления, раскрытое в данном документе, может соединяться с другой сепарирующей системой, включая, например, сепараторы вязкой глины, для создания максимальной производительности поверхности просеивания.

Как упомянуто выше, вибрационный сепаратор и вибросито не ограничены устройством только с тремя деками просеивания. При этом, вибрационный сепаратор и вибросито могут включать в себя более трех дек просеивания и/или менее трех дек просеивания. Дополнительно, устройство дек просеивания, как показано на Фиг.3, может также варьироваться. Например, вместо расположения первой деки просеивания над двумя вторыми деками просеивания, и двумя вторыми деками просеивания, расположенными на одной высоте, каждая из дек просеивания может располагаться или устанавливаться одна над другой. Например, в одном варианте осуществления вибрационный сепаратор может включать в себя сепараторы с несколькими деками, такие как MD-3 Shale Shaker, серийно производится и поставляется M-I Swaco, L.L.C., Houston, Texas. Соответственно, число, устройство, и конфигурация дек просеивания, используемых с виброситом, не должно считаться ограничением настоящего изобретения.

Предпочтительно, варианты осуществления, раскрытые в данном документе, могут создавать более эффективные устройства распределения текучей среды, более эффективные вибросита и/или более эффективные системы просеивания. В частности, варианты осуществления, раскрытые в данном документе создают устройство для фильтрования и сепарования твердой фазы из продуктов бурения и направления продуктов бурения на одну или несколько поверхностей сепарирования. При этом, варианты осуществления настоящего изобретения могут обеспечивать более эффективное использование дек просеивания вибрационного сепаратора, например, обеспечивая прием вибрационным сепаратором подачи продуктов бурения последовательно и/или параллельно.

Хотя изобретение описано для относительно ограниченного числа вариантов осуществления, специалисту в данной области техники, использующему данное описание, должно быть ясно, что другие его варианты осуществления можно создавать, которые не отходят от объема изобретения, раскрытого в данном документе. Соответственно, объем изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

1. Устройство распределения текучей среды, содержащее:
кожух, содержащий:
впуск, выполненный с возможностью приема продуктов бурения;
первый выпуск, выполненный с возможностью направления первой части продуктов бурения на первую поверхность сепарирования; и
второй выпуск, выполненный с возможностью направления второй части продуктов бурения на вторую поверхность сепарирования; и
сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из второй части продуктов бурения, направляемой через второй выпуск на вторую поверхность сепарирования.

2. Устройство распределения текучей среды по п.1,
в котором кожух выполнен с возможностью образовывания первого пути потока для направления первой части продуктов бурения из впуска в первый выпуск, причем
кожух выполнен с возможностью образования второго пути потока для направления второй части продуктов бурения из впуска во второй выпуск, при этом
сетчатый фильтр установлен во втором пути потока кожуха так, что вторая часть продуктов бурения направляется через сетчатый фильтр.

3. Устройство распределения текучей среды по п.2, в котором кожух дополнительно содержит третий выпуск, выполненный с возможностью направления третьей части продуктов бурения на третью поверхность сепарирования, причем устройство распределения текучей среды дополнительно содержит второй сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из третьей части продуктов бурения, направляемой через третий выпуск на третью поверхность сепарирования.

4. Устройство распределения текучей среды по п.3,
в котором кожух выполнен с возможностью образования третьего пути потока для направления третьей части продуктов бурения из впуска в третий выпуск, при этом
второй сетчатый фильтр установлен в третьем пути потока кожуха так, что третья часть продуктов бурения направляется через второй сетчатый фильтр.

5. Устройство распределения текучей среды по п.2, в котором сетчатый фильтр установлен под углом между около 30 градусов и около 60 градусов относительно второго пути потока.

6. Устройство распределения текучей среды по п.5, в котором сетчатый фильтр установлен под углом около 45 градусов относительно второго пути потока.

7. Устройство распределения текучей среды по п.1, в котором сетчатый фильтр соединен с кожухом.

8. Устройство распределения текучей среды по п.1, в котором кожух содержит направляющие и выполнен с возможностью приема сетчатого фильтра в направляющие.

9. Устройство распределения текучей среды по п.1, в котором сетчатый фильтр содержит, по меньшей мере, одну позицию, выбранную из группы, состоящей из металла, композита, металлической сетки и ткани.

10. Устройство распределения текучей среды по п.1, в котором продукты бурения содержат буровой раствор, при этом устройство распределения текучей среды выполнено с возможностью соединения с вибрационным сепаратором.

11. Устройство распределения текучей среды по п.10, в котором вибрационный сепаратор содержит деку отсеивания крупных фракций и основную деку, при этом дека отсеивания крупных фракций содержит первую поверхность сепарирования и основная дека содержит вторую поверхность сепарирования.

12. Устройство распределения текучей среды по п.1, в котором продукты бурения содержат вязкую глину, при этом устройство распределения текучей среды выполнено с возможностью соединения с сепаратором вязкой глины.

13. Способ сепарирования твердой фазы из продуктов бурения, в котором осуществляют:
прием продуктов бурения через впуск кожуха;
направление первой части продуктов бурения через первый выпуск кожуха и на первую поверхность сепарирования;
сепарирование твердых частиц из второй части продуктов бурения с помощью сетчатого фильтра, установленного в кожухе; и
направление второй части продуктов бурения через второй выпуск кожуха и на вторую поверхность сепарирования.

14. Способ по п.13, в котором дополнительно
сепарируют твердые частицы из третьей части продуктов бурения с помощью второго сетчатого фильтра, установленного в кожухе; и
направляют третью часть продуктов бурения через третий выпуск кожуха и на третью поверхность сепарирования.

15. Способ по п.13, в котором дополнительно
соединяют кожух с загрузочным концом вибросита, при этом продукты бурения содержат буровой раствор.

16. Способ по п.15, в котором вибросито содержит деку отсеивания крупных фракций и основную деку, при этом дека отсеивания крупных фракций содержит первую поверхность сепарирования и основная дека содержит вторую поверхность сепарирования.

17. Способ по п.13, в котором сетчатый фильтр устанавливают под углом между около 30 градусов и около 60 градусов относительно впуска.

18. Система распределения текучей среды, содержащая:
вибросито, выполненное с возможностью сепарирования твердой фазы из бурового раствора, при этом вибросито содержит первую деку и вторую деку;
по меньшей мере, один двигатель, соединенный с виброситом, при этом двигатель выполнен с возможностью создания вибрации на вибросите; и
устройство распределения текучей среды, соединенное с загрузочным концом вибросита, при этом устройство распределения текучей среды содержит:
кожух, выполненный с возможностью приема бурового раствора и направления бурового раствора через первый выпуск на первую деку и второй выпуск на вторую деку; и
сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из бурового раствора, направленного кожухом через второй выпуск.

19. Система распределения текучей среды по п.18, в которой вибросито содержит третью деку, при этом кожух устройства распределения текучей среды дополнительно выполнен с возможностью направления бурового раствора через третий выпуск на третью деку, при этом устройство распределения текучей среды дополнительно содержит:
второй сетчатый фильтр, установленный в кожухе и выполненный с возможностью сепарирования твердой фазы из бурового раствора, направленного кожухом через третий выпуск.

20. Система распределения текучей среды по п.19, в которой первая дека вибросита содержит деку отсеивания крупных фракций, при этом вторая дека вибросита содержит первую основную деку, при этом третья дека вибросита содержит вторую основную деку.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для очистки бурового раствора от наполнителя (кордного волокна, улюка) во всасывающей линии буровых насосов при бурении скважин с помощью забойных двигателей.

Изобретение относится к буровому оборудованию и предназначено для удаления шлама, песка из бурового раствора. Устройство включает корпус с входным и выходными трубопроводами, фильтр с узлом активации в виде крыльчатки, связанный с приводом вращения.

Изобретение может использоваться в химической, строительной, пищевой, а особенно в нефтяной и газовой промышленности при приготовлении буровых, промывочных и тампонажных растворов.

Изобретение относится к нефте- и горнодобывающим отраслям промышленности и может быть использовано для обработки цементных, буровых, тампонажных растворов. Установка содержит последовательно соединенные повысительно-выпрямительные узлы с фильтром высших гармоник на входе, генератор импульсных напряжений, включающий конденсаторную батарею с параллельно включенным разрядником и рабочую камеру, содержащую два основных электрода, один из которых заземлен, а другой подключен к конденсаторной батарее, и один дополнительный электрод, присоединенный к выходу фильтра высших гармоник.

Группа изобретений относится к бурению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности к приготовлению тампонажных, буровых растворов и регулированию их плотности.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для регулирования плотности промывочных растворов в процессе их приготовления при ремонте скважин.

Изобретение относится к бурению и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин с давлением продуктивного пласта ниже гидростатического. .
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть применено при сооружении и эксплуатации земляных амбаров, сопутствующих буровым работам. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам газового каротажа в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, для отбора на анализ исследуемой газовой смеси при проведении газового каротажа.

Изобретение относится к области утилизации отходов, а именно к переработке буровых шламов. Буровой шлам смешивают с песком в массовом соотношении 1:(0,75-5), вводят соляную кислоту в количестве 0,02-2,246 моль на 1 кг шлама, обеспечивая pH смеси от 5 до 8, осуществляют перемешивание компонентов и сушку. В результате из отходов получают инертный строительный материал либо техногенный почвогрунт. Для подбора более точной рецептуры буровой шлам предварительно подвергают анализу на содержание в нем глинистых частиц и уровня pH. Изобретение обеспечивает утилизацию шлама простым и надежным способом. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для утилизации буровых шламов при бурении скважин. Способ включает закачку бурового раствора в скважину, сбор отработанного раствора, подготовку его и повторное использование. Раствор после выхода из скважины направляют в дезинтегратор, в котором измельчают вынесенный из скважины буровой шлам до величины глинистой фазы и/или меньшей величины. Перед повторным использованием бурового раствора проводят его химическую обработку. Уменьшаются затраты на утилизацию шлама. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для обработки бурового раствора. Устройство включает фильтр вибрационного сита, имеющий верхнюю сторону для размещения обломков породы, и нижнюю сторону, воздушную вакуумную систему, функционально соединенную с нижней стороной фильтра сита для всасывания рабочего объема воздуха через фильтр и отделения бурового раствора от обломков породы, систему сбора отделенного бурового раствора с нижней стороны фильтра. Вакуумная система включает один или более вакуумных коллекторов, функционально соединенных с менее чем с одной третью длины фильтра, вакуумный трубопровод, функционально соединенный с вакуумным коллектором и вакуумный насос, соединенный с вакуумным трубопроводом. Повышается эффективность извлечения бурового раствора. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при смешении и дозировании проппанта в жидкости гидроразрыва пласта. Резервуар для материала, применяемого на нефтяном месторождении, состоит из корпуса с верхним днищем, нижним днищем, боковой стенкой между верхним и нижним днищем, которая определяет углубление в корпусе, верхнее днище определяет отверстие, нижнее днище определяет первое сопло. Резервуар также содержит дозирующий затвор, соединенный с корпусом в нижнем днище. Дозирующий затвор состоит из основания со вторым соплом, находящимся на одной линии с первым соплом, и щелевого литника, соединенного с основанием. Второе сопло имеет в основном трапециевидную форму. Щелевой литник устроен так, чтобы он мог со скольжением закрывать второе сопло. Управление расходом материала в резервуаре осуществляют посредством регулировки открытой площадки дозировки второго сопла в соответствии с уравнениями математического моделирования. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов на сетках или ситовых кассетах на вибрационных ситах. При осуществлении способа вибрирующей раме сообщают линейные колебания двумя центробежными дебалансными электромеханическими вибраторами, в процессе бурения буровой раствор фильтруют сквозь сетки или ситовые кассеты, закрепленные на раме вибрирующей, профильтрованный буровой раствор отводят в емкость циркуляционной системы. При осуществлении вариантов способа линейные колебания раме сообщают на частоте синхронных колебаний дебалансных вибраторов, равной 50 Гц при частоте питающего электрического тока 50 Гц, на частоте синхронных колебаний вибраторов 60 Гц при частоте питающего тока 60 Гц, при этом амплитуду колебаний рамы задают в зависимости от заданного виброускорения и угловой частоты колебаний рамы, в третьем варианте изменяют виброускорение рамы вибрирующей в пределах от 4G до 10G, где G=9,81 м/с2, амплитуду колебаний рамы вибрирующей настраивают в пределах от 0,5 мм до 1,0 мм, частоту колебаний рамы настраивают в пределах от 40 Гц до 65 Гц путем изменения частоты электрического тока, который подают из сети электропитания. Повышается эффективность очистки бурового раствора и осушки шлама. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Устройство содержит станину, раму вибрирующую, вибратор линейных колебаний, образованный двумя дебалансными вибраторами или мотор-вибраторами, установленными на раме так, что угол между поверхностью ситовых кассет и осью симметрии вибратора равен 45º, устройство для регулировки угла наклона рамы, поддон для очищенного бурового раствора. Сито выполнено с возможностью его настройки в зависимости от свойств бурового раствора и интенсивности его подачи путем изменения угла наклона рамы и изменения амплитуды колебаний за счет изменения настройки дебалансов. Вибратор линейных колебаний выполнен в трех вариантах: с частотой синхронных колебаний дебалансных вибраторов или мотор-вибраторов, равной 50 Гц при частоте питающего тока 50 Гц, на частоте синхронных колебаний, равной 60 Гц при частоте тока 60 Гц и при колебаниях рамы вибрирующей с ситовыми кассетами в частотном диапазоне от 40 до 65 Гц при амплитуде колебаний, которую настраивают в пределах от 0,5 до 1,0 мм для получения виброускорения рамы вибрирующей в пределах от 4 до 10G, где G=9,81 м/с2. Повышается эффективность очистки бурового раствора и осушки шлама, в частности пропускная способность вибрационного сита. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Вибрационное сито высокочастотное с энергосберегающим виброприводом резонансного действия для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама содержит станину, раму вибрирующую с закрепленными на ней сменными ситовыми кассетами, вибратор линейных колебаний, установленный на плите, закрепленной на силовой трубе с фланцами на торцах трубы, присоединенными к боковинам рамы вибрирующей, четыре пружины, на которых рама вибрирующая установлена на станине, устройства закрепления ситовых кассет на раме вибрирующей, устройство для регулировки угла наклона рамы вибрирующей, шибер с механизмом управления, поддон с выпускными окнами для очищенного бурового раствора, который размещен в станине, приемную емкость для бурового раствора, которая на входе содержит приемный патрубок с фланцем для подвода бурового раствора к вибрационному ситу, а на выходе оснащена полкой с отверстиями для равномерного распределения бурового раствора по ширине ситовой кассеты, принимающей буровой раствор на обработку. Вибратор линейных колебаний установлен на раме вибрирующей так, что угол между поверхностью ситовых кассет и прямой направления силового действия вибратора равен 45°. Вибратор линейных колебаний выполнен в виде однотактного вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Вибратор выполнен на основе электромагнита тянущего типа с возможностью колебаний якорной части однотактного вибратора относительно его статора с размахом колебаний до 15 мм. Электромагнит подключен к сети электропитания через устройство управления однотактным вибратором, которое выполнено с возможностью формирования регулируемых по амплитуде импульсов постоянного тока с частотой 50 Гц. Амплитуда импульсов может регулироваться в заданных пределах, при которых фактическая амплитуда колебаний рамы вибрирующей соответствует расчетной амплитуде колебаний рамы вибрирующей, определяемой предварительно по формуле X=Z:W2, где X - амплитуда колебаний рамы вибрирующей в м, Z - заданное виброускорение рамы вибрирующей в м/с2,W - угловая частота колебаний рамы вибрирующей в рад/с, здесь W=2πf, где f - частота колебаний в Гц. Суммарная масса рамы вибрирующей с массами ситовых кассет, устройств закрепления ситовых кассет, а также с массой статорной части однотактного вибратора не менее чем в 7 раз превышает суммарную массу якорной части однотактного вибратора. Технический результат - повышение эффективности очистки бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области нефтяной промышленности, в частности к очистке и обезвреживанию буровых отходов. Способ включает прием бурового шлама с желобной линии буровой установки или после вибросит со шнекового транспортера, также бурового раствора и буровой сточной воды, подготовку к обезвреживанию бурового шлама, подготовку растворов реагентов для обезвоживания и обезвреживания бурового шлама, раствора и сточной воды, смешивание последних с реагентами, введение с одновременным перемешиванием нейтрализующего и капсулирующего состава, коагулянта и флокулянта в буровой шлам в последовательно соединенных реакторах для созревания перед обезвоживанием бурового шлама. Затем проводят обезвоживание бурового шлама на камерном пресс-фильтре или ленточных пресс-фильтрах и очистку фильтрата, бурового раствора и буровой сточной воды с последующим вторичным использованием обезвреженного шлама, бурового раствора и сточной воды. Повышается эффективность очистки и вторичного использования отходов при бурении нефтяных и газовых скважин. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к области обработки буровых растворов для буровых скважин. Устройство содержит, по меньшей мере, один фильтр вибрационного сита, имеющий верхнюю и нижнюю сторону, воздушную вакуумную систему, соединенную с по меньшей мере одним фильтром вибрационного сита или его секцией для всасывания через них рабочего объема воздуха, систему сбора бурового раствора. Воздушная вакуумная система способна втягивать объем воздуха, обеспечивающий сведение к минимуму разрушения обломков выбуренной породы и поддержание рабочего потока обломков породы без их прихватывания на по меньшей мере одном фильтре вибрационного сита или его секции. Повышается эффективность процесса отделения бурового раствора от обломков выбуренной породы. 2 н. и 48 з.п. ф-лы, 4 табл., 22 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике по очистке буровых растворов и осушке шлама на вибрационных ситах. Вибрационное сито высокочастотное с энергосберегающим виброприводом резонансного действия для интенсивной очистки бурового раствора и осушки шлама содержит станину, раму вибрирующую с закрепленными на ней сменными ситовыми кассетами, вибратор линейных колебаний, четыре пружины, на которых рама вибрирующая установлена на станине, устройства закрепления ситовых кассет на раме вибрирующей, устройство для регулировки угла наклона рамы вибрирующей, шибер с механизмом управления, поддон с выпускными окнами для очищенного бурового раствора, который размещен в станине, приемную емкость для бурового раствора, которая на входе содержит приемный патрубок с фланцем для подвода бурового раствора к вибрационному ситу, а на выходе оснащена полкой с отверстиями для равномерного распределения бурового раствора по ширине ситовой кассеты, принимающей буровой раствор на обработку. Вибратор установлен на раме вибрирующей так, что угол между поверхностью ситовых кассет и прямой направления силового действия вибратора равен 45°. Вибратор линейных колебаний выполнен в виде двух однотактных вибраторов резонансного действия с электромагнитным приводом, установленных на силовых плитах боковин рамы вибрирующей, каждый из однотактных вибраторов выполнен на основе электромагнита тянущего типа с возможностью колебаний якорной части однотактного вибратора относительно его статора с размахом колебаний до 15 мм. Электромагниты подключены к сети электропитания через устройство управления однотактными вибраторами, которое выполнено с возможностью формирования регулируемых по амплитуде импульсов постоянного тока с частотой 50 Гц. Амплитуда импульсов может регулироваться в пределах, при которых амплитуда колебаний рамы вибрирующей соответствует настраиваемой амплитуде колебаний рамы вибрирующей, определяемой предварительно по формуле: X=Z:W2, где X - амплитуда колебаний рамы вибрирующей в м, Z - заданное виброускорение рамы вибрирующей в м/с2, W - угловая частота колебаний рамы вибрирующей в рад/с, здесь W=2πf, где f - частота колебаний в Гц. Суммарная масса рамы вибрирующей с массами ситовых кассет, устройств закрепления ситовых кассет, а также с массами статорных частей обоих однотактных вибраторов не менее чем в 7 раз превышает суммарную массу якорных частей обоих однотактных вибраторов. Технический результат - повышение эффективности очистки буровых растворов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх