專利名稱：用于從含固體的流體中分離固體的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置和方法， 而且更特別地涉及，但不排除， 一種用于從含有固體的流體鉆井泥漿 中分離固體的裝置和方法。
背景技術(shù)：
振動分離器廣泛應(yīng)用于多種工業(yè)以分離原料(比如從固體中分離 液體或從固體中分離固體)。典型地，這種分離器具有安裝在接收池或 接收罐中或其上方的籃子或其他篩的保持裝置或安裝裝置，以及具有 用于振動籃子從而振動所述篩的振動裝置。 一個或多個篩被安裝在籃
子中。將待處理原料從上方引入篩，即或者通過將所述待處理原料 直接流到篩上，或者通過先將所述待處理原料流入容器、罐、或"貯存 處"，然后再從這些地方繼續(xù)流到篩上。而且，在一些多篩裝置中，原 料通常水平地或向上地從一個篩流到另 一個篩上，以及在某些系統(tǒng)中 是從上篩流到下篩上，所述下篩可以具有相同等級的篩或更細等級的 篩。
在油井或氣井的建造中的井眼鉆進過程中，鉆頭被布置在鉆柱的 一端并被旋轉(zhuǎn)以鉆井眼。鉆井液(即通常所說的"鉆井泥漿")被泵送 通過鉆柱到鉆頭以便潤滑鉆頭。鉆井泥漿也用于將由鉆頭產(chǎn)生的鉆屑 和其他固體通過鉆柱和井眼之間形成的環(huán)形空間帶到地面。鉆井泥漿 包含昂貴的合成油基潤滑劑，因此通常要回收并重新使用用過的鉆井 泥漿，但這需要將固體從鉆井泥漿中除去。這可通過處理鉆井液來實 現(xiàn)。處理過程的第一部分是從含固體的鉆井泥漿中分離固體。這至少 可用振動分離器(比如在US 5，265，730、 WO 96/33792和WO 98/16328中公開的那種泥漿振動篩)來部分實現(xiàn)。
泥漿振動篩通常包括一種開放底的籃子，所述籃子具有一個開放的排放端和一個實心壁進料端。許多矩形篩被布置在籃子中，所述籃
子被位于籃子壁上的C-槽形軌保持，比如在GB-A-2，176，424中所公 開的?；@子被布置在用于接收被回收的鉆井泥漿的接收器上方的彈簧 上，料斗(skip)或溝渠(ditch)設(shè)在籃子的開放的排放端的下面。 馬達被固定在籃子上，所述馬達具有設(shè)有偏置配重塊的驅(qū)動轉(zhuǎn)子。在 使用中，馬達旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和偏置配重塊，引起籃子和固定在籃子上的篩 振動。含固體的泥漿被引入籃子的進料端，進而引到篩上。振動運動 導(dǎo)致固體沿著篩朝開放的排放端移動。鉆井泥漿穿過篩。被回收的鉆 井泥漿被接收在接收器中用于進一步處理，而且固體越過籃子的排放 端進入料斗或溝渠中。
篩通常是鉤條型和預(yù)張型這兩種類型中的一種。
鉤條型篩包括幾層層疊的矩形篩眼層，通常包括一層或兩層精細 篩眼和支撐篩眼，所述支撐篩眼具有更大的篩眼孔和更重規(guī)格的金屬 絲網(wǎng)。篩眼層由伸長鉤形式的條在每個側(cè)邊連接在一起。在使用中， 伸長鉤被進而鉤到張緊裝置上，所述張緊裝置沿泥漿振動篩的每一側(cè) 布置。泥漿振動篩還包括一套冠形支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件的走向沿 著振動器的籃子的長度方向，在振動器的上方，篩眼層被張緊。在 GB-A-1，526，663中公開了這種類型篩的實例?？梢栽O(shè)有支撐篩眼或由 其中具有孔眼的板代替支撐篩眼。
預(yù)張型篩包括幾層矩形篩眼層，通常包括一層或兩層精細篩眼和 支撐篩眼，所述支撐篩眼具有更大的篩眼孔和更重規(guī)格的金屬絲網(wǎng)。 篩眼層被在由矩形角鋼架構(gòu)成的剛性支撐上預(yù)張緊并附著在所述剛性 支撐上。然后將篩插入布置在泥漿振動篩的籃子中的C-槽形軌中。在 GB-A-1，578，948中公開了這種類型篩的實例。
在PCT出版物No. WO 01/76719中公開了 一種公知剛性支撐的另 一個實例，尤其公開了其中具有孔眼的類似平板部和折疊形成支撐結(jié) 構(gòu)的翼部，所述剛性支撐由單片材料制成。這種剛性支撐已經(jīng)被申請 人以商標"UNIBODY，，轉(zhuǎn)讓。
篩中的篩眼層經(jīng)常磨損，因此需要可易于更換。泥漿振動篩通常定制為5 ft (英尺)寬和10ft長。尺寸為5ft寬xl0ft長的篩不易操 作、更換和運輸。公知在單個泥漿振動篩中使用兩個、三個、四個或 多個篩。當前使用的篩的標準尺寸定制為4ftx3ft。
美國再頒專利No. 25,774中公開了圖1中的容器，所述容器具有 斜底并用于容納流體，篩組件的中間部分被浸入流體中，所述篩組件 具有排放管，固體原料被引入容器和篩組件之間，以使粗粒的固體落 入容器底部并被沿著斜底清除，已被篩分的流體和細顆粒流動通過篩
組件并從排放管流出。圖2顯示了一種用于濕細分固體原料的裝置， 所述裝置包括將進料引入其中的固定箱體；在固定箱體中用于攪拌進 料的葉輪；位于固定箱體下面的錐形部，用于收集沉降的粗粒組分； 橫跨固定箱體頂部角的篩，所述篩被磁振動器或機械振動器振動，細 粒組分穿過篩并被收集到洗滌槽中。
在USA459 207、 WOA0243832和WO A 03 028 907中公開了 過濾器的一般結(jié)構(gòu)的實例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝 置包括用于容納含固體的流體的容器；其中具有至少一個開口的箱 體；和放置在開口上方的篩組件；用于將振動傳給所述篩組件的振動 裝置，其中使用時，至少一部分篩組件被浸入容器中的含固體的流體 中，而且入口用于將含固體的流體引入容器中，其特征在于所述裝置 還包括靠近入口的偏轉(zhuǎn)器，所述偏轉(zhuǎn)器用于從篩組件將流動通過原料 輸入端的原料導(dǎo)走。
優(yōu)選地，所述偏轉(zhuǎn)器包括板。有利的是，所述板包括褶皺。所述 板可以通過例如彎曲、鑄造和模塑而被折疊。有利的是，所述偏轉(zhuǎn)器 布置在所述箱體上。優(yōu)選地，所述偏轉(zhuǎn)器與所述箱體集成為一體。有 利的是，箱體具有底面，篩組件橫跨所述箱體的所述底面中的開口布 置。優(yōu)選地，至少一部分所述偏轉(zhuǎn)器位于至少一部分篩組件的下面。
優(yōu)選地，箱體具有底面，篩組件橫跨箱體底面中的開口布置。有 利的是，箱體在頂部具有開口，優(yōu)選地，箱體具有至少一個側(cè)面，所述側(cè)面上具有開口，而且篩組件覆蓋所述開口。這可以是除了在箱體 底板中的篩組件之外的第三級篩組件。有利的是，箱體包括錐形側(cè)面、 在錐形側(cè)面上的開口和覆蓋所述開口的篩組件。
優(yōu)選地，箱體具有從其中延伸的管以便傳送已被篩分的流體。管 可以包括剛性或柔性軟管、管子或其他形式的管道。有利的是，容器 具有傾斜的底板。可選地，底板基本是水平的。優(yōu)選地，容器包括用 于從容器底板傳送固體的傳送機。優(yōu)選地，傳送到排放口。有利的是， 所述傳送機包括至少一個螺旋體。優(yōu)選地，所述傳送機包括與至少一 個螺旋體平行布置的另一個螺旋體。優(yōu)選地，第三螺旋體與其他兩個 螺旋體平行布置，從而形成固體可以滑落到其中的床，以使螺旋體的 葉片嚙合以便將基本所有的固體從容器底板傳送到排放出口 。有利的 是，傳送機具有排放開口和在螺旋式(螺旋推運器)裝置上的槳，用 于將包含流體的固體移動通過排放開口。有利的是，傳送機包括與至 少一個螺旋體串聯(lián)布置的另一個螺旋體。優(yōu)選地，另一個螺旋體與至 少一個螺旋體布置成一定角度。優(yōu)選地，相互成直角，而且有利的是， 使至少 一個螺旋體沿水平方向排布，而另 一個螺旋體從至少 一個螺旋 體的遠端向上成直角布置。
有利的是，裝置還包括一種用于篩分從傳送機排放的濕固體的進 一步篩分裝置。進一步篩分的固體可以是濕的，而且傳送機可以從容 器中的含固體的液體中帶出一些液體。進一步篩分裝置可以進一步干 燥濕固體，從而用作干燥篩，和/或減小固體中的剩余流體量，從所述 裝置傳送來的所述固體將被傾卸，作為副產(chǎn)品重新使用(比如作為集 料在建筑中使用)和/或用于進一步處理。優(yōu)選地，進一步篩分裝置包 括篩組件和振動設(shè)備。優(yōu)選地，振動設(shè)備是用于振動篩組件的電磁振 動裝置和壓電振動裝置中的至少一個。有利的是，進一步篩分裝置還 包括用于收集已被篩分流體的貯池。優(yōu)選地，進一步篩分裝置被設(shè)置 成使已被篩分流體流回容器從而被篩組件篩分。
有利的是，篩組件可從箱體上可拆卸地取下。優(yōu)選地，所述箱體 包括用于可拆卸地將篩組件固定在箱體中的可膨脹密封件。優(yōu)選地，容器為漸縮的。有利的是，裝置還包括一個容器蓋。優(yōu)選地，裝置還 包括一種用于抽空煙霧容器的真空系統(tǒng)。有利的是，裝置還包括用于
從容器中過濾煙霧的過濾裝置。優(yōu)選使用HVAC系統(tǒng)。
優(yōu)選地，至少部分容器被設(shè)在篩組件的下面。有利的是，所述裝 置還包括，優(yōu)選地，所述裝置還包括閥，用于控制含固體的流體流 入容器的流量。有利的是，箱體被設(shè)置在容器的彈性構(gòu)件上。
優(yōu)選地，振動裝置包括電磁振動裝置和壓電振動裝置中的至少一 個，用于振動所述篩組件，每一個所述振動裝置包括至少兩部分，一 部分連接到箱體上，另一部分連接到容器上。有利的是，電磁振動裝 置和壓電振動裝置中的至少一個用于振動篩組件，每一個所述振動裝 置包括至少兩部分， 一部分連接到箱體上，另一部分連接到容器上。 有利的是，有至少兩個電磁振動裝置或壓電振動裝置設(shè)置在用于振動 篩組件的裝置上，優(yōu)選地，箱體的每一側(cè)在容器和箱體之間作用以振 動容納篩組件的箱體。
本發(fā)明還提供一個用于從含固體的流體中分離固體的系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括如前述權(quán)利要求所述的多個裝置， 一個裝置靠近另 一個裝置， 公共進料管用于將待處理原料供入多個上流式振動分離器，所述每一 個上流式振動分離器包括用于可選擇地控制流經(jīng)其的原料的流量的 閥。
本發(fā)明還提供一種用于從含固體的流體中分離固體的方法，所述 方法包括將流體引入容器的步驟；偏轉(zhuǎn)流體離開振動篩組件，所述 振動篩組件布置在容器中的箱體中；以及允許流體向上流動通過篩組 件。
本發(fā)明還提供一種用于從含固體的流體中分離固體的方法，所述 方法包括使流體流動通過振動篩的步驟，所述振動篩位于非豎直平 面上，以使篩的一個面通常朝下，而其相對面通常朝上，流體從通常 具有朝下導(dǎo)向面的篩的一側(cè)通過，流到具有通常朝上的導(dǎo)向面的一側(cè)； 以及允許固體從篩上掉落下來，其特征為具有通過使用螺旋推運器從 流體中傳送固體的步驟。本發(fā)明還提供一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述
裝置包括振動篩，所述振動篩位于非豎直平面上，以使篩的一個面 通常朝下，而其相對面通常朝上；以及用于將流體導(dǎo)引到篩上的設(shè)備， 以使流體從通常具有朝下導(dǎo)向面的篩的 一 側(cè)流動通過，流到具有通常 朝上的導(dǎo)向面的一側(cè)，其特征在于，傳送機布置在篩的下面以便從篩 將固體帶走，傳送機設(shè)備包括螺旋推運器，優(yōu)選螺旋推運器向上傾斜。


現(xiàn)在將通過實例參照附圖以便更好地理解本發(fā)明，其中 圖l是說明現(xiàn)有技術(shù)的篩裝置的圖解；
圖2是說明用于從含固體的流體中分離固體的裝置中的各個泥漿 流動通道的圖解；
圖3是用于從含固體的流體中分離固體的裝置的端視圖的簡圖； 圖4是圖3的裝置的側(cè)視圖5說明一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置； 圖6說明另一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置； 圖7A是根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面圖的示意性側(cè)視圖； 圖7B是根據(jù)本發(fā)明的裝置的部分截面圖； 圖7C是圖7A中所示裝置的端視圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明裝置的橫截面的示意性側(cè)視圖； 圖9A是根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面圖的示意性側(cè)視圖； 圖9B是圖9A中所示裝置的端視圖； 圖9C是圖9A中所示裝置的剖面圖； 圖IOA是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性側(cè)截面圖； 圖IOB是圖10A中所示裝置的端視圖；以及 圖11是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性俯視圖。
具體實施例方式
圖l說明了現(xiàn)有技術(shù)的裝置，其中，含固體的泥漿l向下流動通 過振動平板篩2以便過濾出固體。通過振動裝置的整個本體來振動所 述篩2,所述裝置使用帶有偏心配重的馬達。凈化的泥漿流出所述裝置，然后通常準備再次使用。沒有通過所述篩的固體被捕獲在所述篩
上，并且被通過所述篩的振動的方向和振幅朝著出口 4向上運送。在 工業(yè)中已經(jīng)使用波紋狀篩。在某些現(xiàn)有技術(shù)的篩中，泥漿或者豎直向
下通過篩，如使用平板篩的情況；或者具有向下的流動分量，如使用 某些三維篩的情況。已經(jīng)提出在增加篩的角度的情況下的一些布置而 且可以是部分豎直的布置。
圖l-4示出了本發(fā)明改進的主題。
圖2顯示了攜帶鉆屑的鉆井液或泥漿的新的流動方向。泥漿或者 豎直地5、水平地6或者具有向上的分量7地穿過篩。鉆屑在重力作 用下掉落到所述裝置的下表面8，在該處鉆屑被傳送出所述裝置。下 表面8可以是網(wǎng)篩、表面粗糙的板或旋轉(zhuǎn)帶或鏈。所述裝置被如此設(shè) 計以使含鉆屑的泥漿不可能繞過篩。不像某些現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造，泥漿 被引入篩下面的隔室中，而不是從篩的上面引入。通過靠近篩分隔室 的泥漿池的高度提供迫使泥漿通過篩所需的壓力，盡管可供選擇地， 能通過其他設(shè)備(比如離心泵)提供這種壓力。
現(xiàn)在參照圖3和4，含鉆屑的流體或泥漿被引入池9，而且迫使流 體通過振動篩lO進入溝渠ll，所述溝渠允許基本不含鉆屑的泥漿經(jīng) 由管道系統(tǒng)或者溝渠12流到罐中，用于隨后的重新使用。凈化的泥 漿可以從振蕩器的側(cè)面或者底部流出振蕩器。鉆屑在重力作用下掉落 到下表面13處，所述下表面通過振動或者經(jīng)由移動帶將鉆屑從篩的下 面?zhèn)魉妥摺A斜表面14將鉆屑從池傳送出去。這種傳送模式可以選擇 用移動帶；然而，優(yōu)選類似于現(xiàn)有技術(shù)的斜表面，而且包含有助于從 鉆屑中去除泥漿的振動篩。離開設(shè)備的鉆屑15可以被送到螺旋沖壓 機、離心設(shè)備或現(xiàn)有技術(shù)的振蕩器，以便進一步回收與鉆屑緊密結(jié)合 在一起的泥漿。
圖5顯示了一種可選的布置。其中，主外殼20包含過濾器本體 21,所述過濾器本體的最下壁由篩22組成，所述篩22隨本體21振動 或者獨自振動。在任一種情況下，振動篩所需的能量基本小于整個裝 置振動所需的能量，與現(xiàn)有技術(shù)的裝置一樣。含鉆屑的泥漿從23處進入，篩22的液面之上的泥漿高度足以驅(qū)動泥漿通過篩進入本體21, 從該處泥漿可以在24處流出用于重新使用。被篩22留住的鉆屑通過 振動被驅(qū)逐并進而掉落到水平傳送帶25上，所述傳送帶25將鉆屑繼 續(xù)傳送到傾斜的傳送帶26上。所述傳送帶26將鉆屑從泥漿中傳送出 來并將其排放到斜道27中，從而鉆屑從所述斜道掉落到第二級振動篩 28上，布置所述第二級振動篩28以便在排放用于處理的鉆屑之前去 除用于重新使用的殘余泥漿。
圖6的實施例具有均一橫截面的過濾部30和在其下的錐形部31。 過濾部30包含振動篩32。安裝所述振動篩以便將過濾部分分隔成兩 部分下入口部33和上出口部34。入口部33經(jīng)由進料管35提供含 鉆屑的泥漿。泵送泥漿或者另外以足夠的壓力提供泥漿，以便推動泥 漿向上通過振動篩32并進入出口部34,從該出口部通過出口管36流 出用于重新使用。
篩32留住的鉆屑落入錐形部31，在該處沉降。螺旋推運器37安 裝在錐形部31的最低部分而且由外部馬達(未示出)驅(qū)動，以便將沉 降的原料推出所述裝置用于根據(jù)需要進行處置或進一步過濾或處理， 以便分離出任何殘留的液體泥漿。為了保證以這種方式去除最小量液 體，錐形部31可以設(shè)有傳感器，以便檢測在螺旋推運器37上方的沉 降材料的密度或液體含量，并且當靠近螺旋推運器的原料的液體含量 在預(yù)定比例之上時，阻止外部馬達操作，從而防止過多的液體泥漿損 失。
應(yīng)該理解的是，當在圖中鉆屑被描述成離散結(jié)塊或巖塊時，其將 是典型的較大的和較小的顆粒和塊的混合物。
圖7A-7C說明了根據(jù)本發(fā)明的裝置100，所述裝置具有用于包含 待處理原料101的外殼102。篩裝置110被可拆卸地固定到箱體104 上，所述箱體安裝到外殼102上。任何公知結(jié)構(gòu)和/或裝置可以被用于 可拆卸地將篩裝置110固定到箱體104上，以及如所示的，在一個方 面，7>知的可膨脹密封裝置106用于這一 目的。在GB-A-2，176，424中 公開了一種可膨脹密封裝置的實例，其中，所述密封件可以適用于將篩裝置110固定在箱體104的底面開口中。
連接到箱體104上的振動裝置108 (電磁振動器裝置或壓電振動 器裝置)振動箱體104，從而振動篩裝置110。任何合適的公知振動裝 置可以用于振動裝置108。任何合適的公知的一個或多個篩、 一個或 多個篩組件可以用于篩裝置110。箱體104被安裝在抗振支撐件122 上。任選地，裝置108被直接連接到篩裝置IIO上。
箭頭112表示將原料101 (包括但不局限于包括鉆井液或泥漿以 及已鉆固體和鉆屑的鉆井原料)引入外殼102中。箭頭114表示原料 IOI向上流動，而且至少部分原料流動通過篩裝置110。箭頭116表示 已被回收原料124 (例如流體和/或流體加固體)從箱體104通過排放 管118排放(如圖7C的示意性顯示)。在一個方面，所述管118是柔 性的或具有柔性部分，以便管118和箱體104可以被下放到外殼102 中，例如用于進入、維護或清洗。偏轉(zhuǎn)器117為輸入流體的流動導(dǎo)向。 被偏轉(zhuǎn)器117導(dǎo)向的較重的和/或成塊的固體將向下流動到傳送機系統(tǒng) 130上，并且將不會沖擊篩裝置110。
沒有通過篩裝置110的固體103滑落到外殼102內(nèi)并進入傳送機 130中。螺旋推運裝置132被馬達134旋轉(zhuǎn)，螺旋地將固體103向上 推運到排放開口 136處。箭頭138表示帶有排放固體的原料從裝置100 流動到存儲處、處理處或其他處理處。在一個方面，如所示的，螺旋 推運器是向上傾斜的。
根據(jù)本發(fā)明， 一個、兩個、三個、四個或多個螺旋推運裝置可以 與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用；例如裝置200，在所述裝置上，使用 了類似于圖2A所標識的元件的元件，該裝置具有三個螺旋推運裝置 132。任選地，裝置100被防護罩140封閉。在一個方面，箱體104 上方的空氣、煙霧、氣體和/或攜帶原料的氣體通過入口開口 142排空。 任選地，這通過HVAC系統(tǒng)144和/或帶有適當?shù)谋盟脱b置和/或真空 裝置的過濾系統(tǒng)146來實現(xiàn)。任選地，防護罩140本身或帶有隔音材 料148的防護罩140減小了來自裝置IOO的噪聲。
圖8說明了本發(fā)明的一個實施例，其類似于圖7A和7C (相同數(shù)字表示相同元件)中所示的裝置，所述裝置包括用于接收排放原料138 的進一步篩分裝置150。所述進一步篩分裝置150包括篩152，所述篩 152基本水平地布置在待分離原料101池的表面處或稍高處。進一步 篩分裝置150位于螺旋傳送機裝置130的排放開口 136的下面。固體 和一些流體從螺旋推運器132通過排放開口 136排放，進而排放到水 平篩152的上表面上。朝著排放端向下傾斜的篩裝置150和在重力影 響下或者如圖8中所示的篩裝置150的影響下從所述裝置移走的原料 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述篩裝置150包括用于振動篩152 (例如，與 篩裝置IOI相似)的振動裝置155 (例如，與振動裝置108相似)。已 被分離的固體154從篩152的排放端156流出，而且被回收的流體158 流到可以形成為容器102的一部分的儲池或容器159中，然后流體被 篩分通過篩裝置110并向前通過排放管118?？蛇x地，已被分離流體 被保留在篩152下面的單獨的容器或淺池中，而且所述已被分離流體 通過單獨的管流出，以便在井中再循環(huán)或進一步處理。
圖9A-9C說明了根據(jù)本發(fā)明的裝置，用相同數(shù)字指示與圖7A和 7C中所示的裝置100類似的部件。所述裝置包括至少一個另外的通常 沿豎直方位定位的傳送機160(與傳送機系統(tǒng)130相似)。與傳送機130 相似的傳送機130a可以如圖2A所示方向定位，或者如圖4A所示的 通常水平定位。傳送機系統(tǒng)130a將帶有已被分離固體的原料移動到傳 送機160上，并依次將原料向上移動到出口管166?？蛇x的槳168被 固定到系統(tǒng)160的螺旋推運裝置162上，以使所述槳靠近管166,便 于將材料移動到出口管166中。在一個方面，槳168是螺旋推運裝置 162上的直槳片部分(與螺旋推運裝置162的其余部分上的螺桿螺紋 相對)。任選地，在一個方面，在螺旋推運裝置(例如，見圖10A)的 頂部使用反向螺紋169，用于將原料向下移動到管166。這種螺紋169 可以與槳168 —起4吏用。
根據(jù)本發(fā)明，帶有已被分離固體的原料可以流動到存儲處或流到 進一步處理裝置，或者如圖9A所示，可以被引入帶有篩分裝置172 (與篩裝置110相似)的振動分離器裝置170上，所述篩裝置172由振動裝置178 (與振動裝置108相似)振動。由振動分離器裝置分離的 帶有固體的原料流到處理處、存儲處或進一步處理處在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。從振動分離器裝置170被回收的流體可以被導(dǎo)流到存儲處或?qū)Я?到容器；或者如圖9A的箭頭174所示，可以流回到外殼102中。
任選地，閥180選擇性地控制流體流動到外殼102中的流量。任 選地，除了 (或者代替)篩裝置110之外，箱體104的一個或多個壁 可以在其內(nèi)或其上具有篩，或者一個或多個篩可以安裝到箱體104上。 例如，如圖4C所示，兩個傾斜篩181、 182 (與篩裝置110相似)被 固定到箱體104上，而且原料101可流動通過篩181、 182并通過篩裝 置110。此外和/或任選地，通常豎直定位的另一個篩183可以-坡固定 到箱體104的豎直面184上。
在某些方面，與帶有傾斜傳送機的裝置相比，使用另外的傳送機 (比如傳送機160)可能增加外殼102內(nèi)的原料深度。這允許篩裝置相 對較深地設(shè)置在箱體中，可以導(dǎo)致側(cè)篩相對較高，以使在指定占地面 積區(qū)域中提供更多的篩分區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，為了清空如 圖9A所示的系統(tǒng)，對箱體104和管118都進行高度調(diào)整。
圖IOA說明了與圖9A的裝置100a相似的裝置100b (相同數(shù)字 表示相同元件)，所述裝置100b包括固體傳送系統(tǒng)190，比如在PCT 出版物No. WO 2005/124096中公開的固體傳動系統(tǒng)。由振動分離器裝 置170分離的固體被引入到固體傳送系統(tǒng)190中。在一個特別的方面， 引入到系統(tǒng)190中的固體是從原料中分離出來的已鉆鉆屑，所述原料 包括鉆井液或已鉆固體("已鉆鉆屑")，而且系統(tǒng)190是已鉆鉆屑傳送 系統(tǒng)。采用用于系統(tǒng)l卯的任何合適的公知鉆屑傳送系統(tǒng)在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，如圖11所示的系統(tǒng)196可以具有多個振動分離器 191、 192、 193(與根據(jù)本發(fā)明的任一個振動分離器一樣；在一個方面， 每一個振動分離器是用于處理鉆井原料的泥漿振動篩)。待處理的原料 在進料管道或溝槽195中流動，而且分離器或振動篩191-193的每一 個相應(yīng)地具有流量閥190a、 190b、 190c，控制流到分離器或振動篩191-193的每一個的流量。因而， 一個、兩個或三個分離器或振動篩 191-193可以根據(jù)預(yù)期進行操作。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)196中提供一 個、兩個、三個、四個、五個、六個或多個分離器或振動篩在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。
箱體X、 104中的篩A、 110由電磁振動器或壓電振動器振動。電 磁振動器裝置的實例在美國專利4,836,385; 6,543,620; 6,938,778和 6,953,122中公開；壓電振動器裝置的實例在美國專利6，543，620; 6,938,778和6,953,122中公開。在此完全包含所有所述專利的內(nèi)容。
因此，本發(fā)明提供了上流式振動分離器的某些但不必是所有的實 施例， 一在上流式振動分離器中，其中，待處理原料向上流動到箱體 中的初級篩組件，原料中的流體向上流動并通過所述初級篩組件，原 料中的固體接觸但不會流動通過所述初級篩組件，原料從容器流動到 初級篩組件，振動裝置用于振動箱體和初級振動組件，至少部分容器 設(shè)在初級篩組件的下面， 一原料入口用于將原料導(dǎo)入容器，靠近原料 入口的偏轉(zhuǎn)器用于將通過原料入口的原料從初級篩組件導(dǎo)走。任何具 有或不具有偏轉(zhuǎn)器的這種分離器可以以任何可能的組合包括下述的一 個或多個在初級篩組件下面的用于除去固體的初級傳送機；在篩下 面以便將巖屑從篩帶走的定位傳送機設(shè)備；使已被分離的巖屑傳送通 過進一步分選階段以便除去其中殘留的鉆井液；在篩下面的用于將巖 屑從篩帶走的傳送機設(shè)備；和/或與傳送機設(shè)備結(jié)合在一起的用于從巖 屑中除去殘留泥漿的分選設(shè)備；其中，固體包含液體，上流式振動分 離器還包括用于接收由初級傳送機傳送的固體的分選裝置；用于從 固體中分離液體的分離裝置；其中所述分選裝置包括用于從液體中分
離固體的第二級篩組件，液體向下流動通過第二級篩組件；用于振動 第二級篩組件的振動裝置；其中原料是包括鉆井液和已鉆固體的鉆井 原料；用于接收和容納來自原料的煙霧的第二級容器；用于從第二級 容器中抽空煙霧的抽空裝置；用于從第二級容器中過濾煙霧的過濾裝 置；初級篩組件通常水平安裝而且至少一個第三級篩組件水平安裝， 用于處理原料；其中所述至少一個第三級篩組件是兩個分隔開的第三級篩組件，其每一個從初級篩組件向上延伸；用于控制原料流入容器 的流量的閥；用于接收由初級傳送機傳送的固體并且用于從初級傳送 機傳走固體的第二級傳送機，所述固體包括液體；其中第二級傳送機 具有出口，通過該出口，包含液體的固體流出用于進一步處理；第二 級傳送機包括用于將含液體的固體移動到出口的螺旋推運裝置；用于 將含液體的固體移動到出口的在螺旋推運裝置上的槳；用于從第二級 傳送機的出口接收包含液體的固體并且用于處理包含液體的固體的第 二級振動分離器裝置，第二級振動分離器裝置用于產(chǎn)生已被分離的固 體并且用于產(chǎn)生回流到容器中的液體；用于從第二級振動分離器裝置 接收固體并用于將固體從上流式振動分離器傳送走的固體傳送裝置； 和/或包括多個間隔開的螺旋推運裝置的初級傳送機，用于將固體從上 流式振動分離器傳送走。
一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝置包括振動 篩，所述振動篩位于非豎直平面，以使篩的一個面通常朝下，而其相 對面通常朝上；以及用于將流體引入到篩的裝置，以使流體從篩的具 有通常朝下導(dǎo)向面的一側(cè)到篩具有通常朝上導(dǎo)向面的一側(cè)而穿過篩， 改進之處包括靠近篩的偏轉(zhuǎn)器，用于從篩偏轉(zhuǎn)走巖屑。
一種用上流式振動分離器處理原料的方法，所述上流式振動分離 器包括在箱體中的初級篩組件下面的初級傳送機，所述初級傳送機用 于除去沒有通過初級篩組件的固體。在上流式振動分離器中，待處理 原料向上流動通過初級篩組件，原料中的流體向上流動并通過所述初 級篩組件，原料中的固體接觸但不流動通過所述初級篩組件，原料從 容器中流到初級篩組件，振動裝置用于振動箱體和初級篩組件，至少 部分容器設(shè)在初級篩組件的下面，靠近初級篩組件的偏轉(zhuǎn)器用于從初 級篩組件偏轉(zhuǎn)走所述原料，所述方法包括使原料流到初級篩組件上， 并利用初級篩組件從原料中過濾出固體，固體向下流動到容器中，用 偏轉(zhuǎn)器將原料從初級篩組件偏轉(zhuǎn)走。
因此，本發(fā)明提供振動分離器系統(tǒng)的某些但不必是所有實施例。 所述振動分離器系統(tǒng)包括多個上流式振動分離器， 一個靠近另一個，
18公共的進料通道用于將待處理原料供給多個上流式振動分離器，所述 多個上流式振動分離器的每一個包括閥，所述閥用于選擇性地控制原 料流到相應(yīng)的上流式振動分離器的流量，每一個上流式振動分離器與 根據(jù)本發(fā)明的任一個上流式振動分離器相同。
因此，本發(fā)明提供用上流式振動分離器處理原料的方法的某些但 不必是所有實施例，所述上流式振動分離器與根據(jù)本發(fā)明在此公開的 任一種帶有傳送機裝置的上流式振動分離器相同，所述方法包括使原 料流動到初級篩組件上，而且用初級篩組件從原料中過濾出固體，固 體向下流動到容器中，用非電動裝置振動篩或篩組件。
權(quán)利要求
1.一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝置包括容器(102)，用于容納含固體的流體；箱體(104)，其上具有至少一個開口；以及布置在所述開口上方的篩組件(110)；振動裝置，用于將振動傳給所述篩組件，其中使用時，至少一部分篩組件(110)浸入所述容器(102)中的含固體的流體中；用于將含固體的液體導(dǎo)入容器中的入口，其特征在于所述裝置還包括靠近入口的偏轉(zhuǎn)器(117)，所述偏轉(zhuǎn)器用于將流動通過原料入口的原料從所述篩組件導(dǎo)走。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述偏轉(zhuǎn)器(117)包括板。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述板包括褶皺。
4. 如權(quán)利要求l、 2或者3所述的裝置，其中所述偏轉(zhuǎn)器(117) 布置在所述箱體(104)上。
5. 如權(quán)利要求l、 2或者3所述的裝置，其中所述偏轉(zhuǎn)器(117) 與所述箱體(104)集成為一體。
6. 如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中所述箱體(104) 具有底面，所述篩組件(110)橫跨所述箱體的所述底面中的開口布置。
7. 如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中至少部分所述偏轉(zhuǎn) 器(117)位于至少部分所述篩組件(110)的下面。
8. 如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中箱體(104)在頂 部具有開口。
9. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的裝置，其中箱體(110)具有至少 一個側(cè)面(181、 182)，所述側(cè)面具有在其中的開口 ，而且篩組件(181、 182、 183)覆蓋所述開口 。
10. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中箱體(110)具有 從其上延伸的管(118)，以便傳送已被篩分的流體。
11. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中容器(102)具有 傾斜底板。
12. 如權(quán)利要求1-11的任一項所述的裝置，其中所述底板是基本水平的。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中所述容器(102 )包括 用于從容器(102)的底板傳送固體的傳送機(130、 160)。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述傳送機(130、 160)包 括至少一個螺旋體(132、 164)。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述傳送機(130、 160)包 括與所述至少一個螺旋體(132)平行布置的另一個螺旋體(132)。
16. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述傳送機(130、 160)包 括與所述至少一個螺旋體(132)串聯(lián)布置的另一個螺旋體(164)。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述另一個螺旋體(164)與 所述至少一個螺旋體(132)以一個角度布置。
18. 如權(quán)利要求14-17的任一項所述的裝置，所述裝置還包括用 于篩分從傳送機(130、 160)排放的濕固體的進一步篩分裝置(150、 170)。
19. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其中進一步篩分裝置包括篩組件 (172)和振動設(shè)備。
20. 如權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中所述進一步篩分裝置 (150、 170)還包括用于收集已被篩分流體的貯池(172)。
21. 如權(quán)利要求19或20所述的裝置，其中所述進一步篩分裝置 (150、 170)被布置以使已被篩分流體傳送回所述容器(102)中以便 被所述篩組件(110)篩分。
22. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中所述篩組件可拆 卸地從所述箱體(104),上取下來。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述箱體(104)包括可膨 脹密封件(106 )，所述可膨脹密封件用于可拆卸地將所述篩組件(110 ) 固定在所述箱體(104)中。
24. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中所述容器(102) 是漸縮的。
25. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，所述裝置還包括所述容器(102)的蓋(140)。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，所述裝置還包括用于抽空所述容 器(102)的真空系統(tǒng)(144)。
27. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，所述裝置還包括用于 從所述容器(102)中過濾煙霧的過濾裝置。
28. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中至少部分所述容 器(102)設(shè)在所述篩組件(110)的下面。
29. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，所述裝置還包括閥， 所述閥用于控制含固體的流體流入容器(102)中的流量。
30. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中所述箱體(104) 被布置在所述容器(102)的彈性構(gòu)件(122)上。
31. 如上述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其中所述振動裝置包 括電磁振動裝置和壓電振動裝置中的至少一個，用于振動所述篩組件 (110)。
32. 如上述權(quán)利要求1-30的任一項所述的裝置，其中電磁振動裝 置和壓電振動裝置中的至少一個用于振動所述篩組件(A、 110)，所 述每一個振動裝置包括至少兩部分， 一部分連接到所述篩組件(A、 110)上，而且另一部分連接到所述箱體(X、 102)上。
33. 如上述權(quán)利要求31或32所述的裝置，其中所述一部分包括 電/P茲體而且所述另 一部分包括電》茲體。
34. 如權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述振動裝置包括電磁振動 裝置和壓電振動裝置中的至少一個，用于振動所述篩組件(110),所 述每一個振動裝置包括至少兩部分， 一部分連接到所述箱體(102)上， 而且另一部分連接到所述容器(102)上。
35. —種用于從含固體的流體中分離固體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 多個如前述權(quán)利要求所述的裝置，所述多個裝置一個靠近另一個，公 共進料管用于將待處理原料供給多個上流式振動分離器，每一個所述 多個上流式振動分離器包括閥，所述閥選擇性地控制原料流到上流式 振動分離器的流量。
36. —種用于從含固體的流體中分離固體的方法，所述方法包括 將流體引入容器的步驟；從布置在容器中的箱體中的振動篩組件偏轉(zhuǎn) 走所述流體，以及允許流體向上流動通過所述篩組件。
37. —種用于從含固體的流體中分離固體的方法，所述方法包括 使流體流動通過振動篩的步驟，所述振動篩位于非豎直平面，以使所 述篩的一個面通常朝下導(dǎo)向而其相對面通常朝上導(dǎo)向，流體從所述篩 的具有通常朝下的導(dǎo)向面的一側(cè)通過具有通常朝上導(dǎo)向面的一側(cè)，而 且允許固體從所述篩掉落，其特征在于具有使用螺旋推運器從流體中 傳送固體的步驟。
38. —種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝置包括 振動裝置(108 )和篩(110 )，所述篩位于非豎直平面，以使所述篩(110 ) 的一個面通常朝下導(dǎo)向而且其相對面通常朝上導(dǎo)向，所述裝置還包括 用于將流體導(dǎo)引到所述篩上的設(shè)備，以使流體從所述篩的具有通常朝 下的導(dǎo)向面的一側(cè)通過具有通常朝上導(dǎo)向面的一側(cè)穿過所述篩，其特 征在于傳送機(130)布置在所述篩的下面以便將所述固體從所述篩帶 走，所述傳送機(130 )包括螺旋推運器(132 )。
39. 如權(quán)利要求38所述的裝置，其中螺旋推運器(132)向上傾斜。
全文摘要
一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝置包括容器(C、102)，用于容納含固體的流體；和箱體(X、104)，其上具有至少一個開口；布置在所述開口上方的篩組件(A、110)；振動裝置，用于將振動傳給所述篩組件，其中使用時，至少部分篩組件(A、110)浸入所述含容器(C、102)中的含固體的流體中；入口，用于將含固體的液體導(dǎo)入容器中，其特征在于所述裝置還包括靠近入口的偏轉(zhuǎn)器(117)，所述偏轉(zhuǎn)器用于將流動通過原料入口的原料從所述篩組件導(dǎo)走。一種用于從含固體的流體中分離固體的裝置，所述裝置包括振動裝置(108)和篩(110)，所述篩位于非豎直平面，以使所述篩(110)的一個面通常朝下導(dǎo)向而且其相對面通常朝上導(dǎo)向，所述裝置還包括用于將流體導(dǎo)引到所述篩上的設(shè)備，以使流體從所述篩的具有通常朝下的導(dǎo)向面的一側(cè)通過具有通常朝上導(dǎo)向面的一側(cè)穿過所述篩，其特征在于傳送機(130)布置在所述篩的下面以便將所述固體從所述篩帶走，所述傳送機(130)包括螺旋推運器(132)。
文檔編號B01D21/00GK101309734SQ200680042833
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者G·A·伯內(nèi)特 申請人:國民油井華高有限合伙公司