專利名稱：用于從攜帶固體的鉆井流體分離固體的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從攜帶固體 的鉆井流體分離固體的設(shè)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(shè)備和方法。本發(fā)明還涉及用于其的振動(dòng)篩和篩組件。
背景技術(shù)：
在油或氣井建設(shè)中鉆井筒時(shí)，鉆頭布置在鉆柱端部，所述鉆柱旋轉(zhuǎn)來(lái)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(dá)鉆頭，以潤(rùn)滑鉆頭。鉆井泥漿還用于將由鉆頭產(chǎn)生的切屑和其他固體通過形成在鉆柱和井筒之間的環(huán)形空間運(yùn)送到地面。嚴(yán)格控制鉆井泥漿的密度來(lái)阻止井筒坍塌，并且確保鉆井最佳地進(jìn)行。鉆井泥漿的密度影響鉆頭的鉆進(jìn)速度。通過調(diào)整鉆井泥漿的密度，在可能出現(xiàn)井筒坍塌的損害時(shí)改變鉆進(jìn)速度。鉆井泥漿也可運(yùn)送堵漏材料來(lái)堵塞井筒的有孔部分。也可根據(jù)正在穿過的地層情況的類型來(lái)調(diào)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(rùn)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(shí)現(xiàn)。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(dòng)分離器，例如US 5, 265, 730, WO 96/33792和WO 98/16328中公開的振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)。可使用其他處理設(shè)備，例如離心機(jī)和水力旋流器來(lái)進(jìn)一步清潔固體泥漿。固體被覆蓋于污物和殘?jiān)?。井筒中具?0到100m3的循環(huán)鉆井泥漿并非罕見。所得的固體，本文稱為“鉆井切屑”經(jīng)處理來(lái)基本上從所述固體去除全部殘?jiān)臀廴疚?。然后可將固體在垃圾填埋點(diǎn)處置或在固體材料來(lái)自的環(huán)境中通過傾倒在海里來(lái)處置?；蛘?，固體可用作建筑行業(yè)中的材料或具有其他工業(yè)用途。振動(dòng)篩通常包括開放底部的籃，所述籃具有一個(gè)開放排放端和一個(gè)具有實(shí)心壁的進(jìn)料端。多個(gè)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?；@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(shè)置在籃的開放排放端下方。馬達(dá)固定到籃，所述馬達(dá)具有設(shè)置有偏置配重塊的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。使用中，馬達(dá)使所述轉(zhuǎn)子和偏置配重塊旋轉(zhuǎn)，這引起所述籃和固定到其的篩振動(dòng)。攜帶固體的泥漿在籃的進(jìn)料端處引入到篩上。振動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)還引起固體沿篩朝向開放的排放端移動(dòng)?；厥盏你@井泥漿接收在容器內(nèi)，以進(jìn)一步處理，固體經(jīng)過籃排放端通入通道或吊斗。矩形篩可相對(duì)于水平面成某個(gè)角度布置，例如從振動(dòng)篩的進(jìn)料端到排放端傾斜七度。該角度可以是可調(diào)節(jié)的。篩通常固定在籃中，籃可調(diào)節(jié)，以相對(duì)于水平面調(diào)節(jié)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(dòng)機(jī)構(gòu)的作用引起固體攀爬傾斜的篩到達(dá)振動(dòng)篩的排放端，并且通入通道或吊斗。通常，引起圓形振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)將傾向于將固體從篩沿隨機(jī)方向拋向空中。引起橢圓形運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)將引起固體沿橢圓最長(zhǎng)弦方向移動(dòng)。具有引起非常窄的橢圓的振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)篩稱為線性振動(dòng)篩，并且引起固體沿篩快速移動(dòng)，但是篩往往由于固體在其與篩相遇時(shí)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(yù)張緊式。鉤邊式篩包括夾層結(jié)構(gòu)形式的幾層矩形網(wǎng)層，所述夾層結(jié)構(gòu)通常包括一層或兩層細(xì)級(jí)別網(wǎng)和具有更大網(wǎng)孔和更粗標(biāo)號(hào)的金屬絲的支撐網(wǎng)。所述網(wǎng)層在每一側(cè)邊緣通過細(xì)長(zhǎng)鉤形式的邊連接。使用中，細(xì)長(zhǎng)鉤鉤在沿振動(dòng)篩每一側(cè)布置的張緊裝置上。振動(dòng)篩還包括一組平頭支撐構(gòu)件，其沿振動(dòng)篩的籃長(zhǎng)度延伸，所述網(wǎng)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(wǎng)可設(shè)置有其中具有孔的面板，或由其中具有孔的面板代替。預(yù)張緊式篩包括幾層矩形網(wǎng)層，所述網(wǎng)層通常包括一層或兩層細(xì)級(jí)別網(wǎng)和具有更大網(wǎng)孔及更粗標(biāo)號(hào)金屬絲的支撐網(wǎng)。所述網(wǎng)層預(yù)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(dòng)篩的籃中的C型槽型導(dǎo)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(yù)張緊式篩的振動(dòng)篩的示例公開在GB-A-2, 176，424 中。 與振動(dòng)篩相關(guān)的一個(gè)問題是，用于其中的篩易于堵塞，特別是當(dāng)固體為粘性的時(shí)，例如粘土，或具有與篩網(wǎng)尺寸接近的尺寸時(shí)。后一堵塞類型被稱為難粒堵塞。已經(jīng)提出多個(gè)技術(shù)方案來(lái)解決該問題，例如GB-A-1，526，663中公開的，其中篩組件以?shī)A層結(jié)構(gòu)形式使用兩層篩材料，并且允許篩材料層獨(dú)立運(yùn)動(dòng)來(lái)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(xì)網(wǎng)篩來(lái)過濾非常小的顆粒是有利的，例如尺寸在50-200 μ或更大范圍內(nèi)的顆粒。但是，細(xì)網(wǎng)過濾裝置特別易于發(fā)生這樣的不期望的堵塞。還有利的是，具有簡(jiǎn)單可靠的分離器來(lái)防止停工進(jìn)行維護(hù)和修理。在一些情況下，優(yōu)選通過篩來(lái)保留例如尺寸在50-60 μ或更大范圍內(nèi)的顆粒。US-A-4, 446，022和US-A-4，306, 974公開了一種用于將固體從攜帶固體的鉆井泥漿分離的振動(dòng)篩，其具有用于盛裝攜帶固體的鉆井泥漿的高架罐，所述高架罐具有堰，攜帶固體的鉆井泥漿越過其流到第一篩上，固體經(jīng)過所述第一篩的前端，鉆井泥漿流動(dòng)通過第一篩到達(dá)盤上，并且轉(zhuǎn)移到收集池中。過多的鉆井泥漿流過設(shè)置在第一篩后部處的堰，到達(dá)第二篩上。固體經(jīng)過第二篩的前端，鉆井泥漿流動(dòng)通過第二篩到達(dá)盤上，并且轉(zhuǎn)移到收集池中。過多的鉆井泥漿流過設(shè)置在第二篩后部處的堰，到達(dá)第三篩上。固體經(jīng)過第三篩的前端，并且鉆井泥漿流動(dòng)通過第三篩，直接落入收集池中。WO 2004/110589和Axiom AX-1振動(dòng)篩手冊(cè)公開了一種用于將固體從攜帶固體的泥漿分離的振動(dòng)分離器，所述振動(dòng)分離器具有第一篩板，其用于將大固體從攜帶固體的鉆井流體粗篩出；和第一篩板及第二篩板，所述第一篩板和第二篩板通過流動(dòng)通道連接，以使第一篩板設(shè)置有具有細(xì)篩材料的篩，并且由分流器設(shè)備供給一半粗篩過的攜帶固體的鉆井泥漿，所述第二篩板設(shè)置有也具有細(xì)篩材料的篩，并且由分流器設(shè)備供給另一半粗篩過的攜帶固體的鉆井泥漿，從而以并聯(lián)模式進(jìn)行。來(lái)自第一和第二篩板的篩過的鉆井泥漿傳送到收集池中。振動(dòng)分離器也可設(shè)置用于以串聯(lián)模式運(yùn)行，其中，大固體由阻篩用篩粗篩出，全部攜帶固體的鉆井泥漿經(jīng)過設(shè)置有細(xì)篩材料的第一篩板，以篩除細(xì)固體，然后全部攜帶固體的鉆井泥漿經(jīng)過設(shè)置有更細(xì)篩材料的第二篩板，以篩除更細(xì)的固體，鉆井泥漿從其通過進(jìn)入收集池中。US 2010/0089802公開了一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離的振動(dòng)篩，所述鉆井流體具有夾帶于其中的堵漏材料(LCM)。所述振動(dòng)篩包括疊堆形式的四個(gè)篩板。最頂部篩板包括粗篩篩，用于去除大固體。第二篩板包括中粒網(wǎng)，用于去除LCM和中等尺寸的固體，LCM和中等尺寸的固體在第二篩板上方經(jīng)過，并且傳送用于進(jìn)一步處理或存儲(chǔ)。下漏流繼續(xù)前進(jìn)到具有細(xì)網(wǎng)和堰的第三篩板。來(lái)自堰的溢流落到具有細(xì)網(wǎng)篩的第四篩板。來(lái)自第三篩板的下漏流經(jīng)過收集池中的斜槽，來(lái)自第四篩板的下漏流直接落入收集池中。在一方面，斜槽、分流器和通道是可互換的，以便于串聯(lián)或并聯(lián)流從一個(gè)或多個(gè)所選的篩板流出或流入。 在油氣井鉆井過程中，井筒壁中可能存在裂紋。這樣的裂紋可能傳播，這可能在井筒壁中造成結(jié)構(gòu)問題和/或使鉆井流體通過其漏出到地層中。而且，如果大量的鉆井流體流失，井筒中鉆井流體的壓力可能下降，這可能造成井筒坍塌。因此，也可將井筒增強(qiáng)材料添加到循環(huán)的鉆井流體中。井筒增強(qiáng)材料包括鉆井切屑的尺寸相當(dāng)?shù)念w粒。當(dāng)鉆井流體在其中具有裂紋的井筒壁周圍循環(huán)時(shí)，尺寸相當(dāng)?shù)念w粒將其自身嵌入裂紋中，這降低裂紋傳播的可能性。回收這些尺寸的顆粒并且將其再利用于循環(huán)的鉆井泥漿中是有利的。振動(dòng)篩因而已經(jīng)改進(jìn)來(lái)適應(yīng)攜帶固體的鉆井流體中的固體的尺寸。這樣的振動(dòng)篩公開在USSN12/490, 492中?？墒褂眠@樣的振動(dòng)篩來(lái)提取一定尺寸范圍的固體，并且該一定尺寸范圍的固體作為新鉆井流體中的井筒增強(qiáng)材料再循環(huán)。期望保留一些小顆粒，例如通常存在于鉆井泥漿中的重晶石，并且因而細(xì)篩優(yōu)選不要太細(xì)，以至于將重晶石從鉆井泥漿篩除。過去，通常振動(dòng)篩中使用處于多個(gè)高度的多個(gè)篩來(lái)處理鉆井流體，例如，處于一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)高度的篩。在鉆井筒過程中，當(dāng)鉆井流體流到鉆頭和然后從鉆頭離開的循環(huán)由于鉆出井筒所穿過的地層的孔隙和/或由于地層的斷裂而停止時(shí)，發(fā)生鉆井流體的“漏失”。當(dāng)漏失發(fā)生時(shí)，鉆井流體泵送到斷裂的地層中，而不是返回到地面。通常，在某些特定深度處發(fā)生漏失，在所述特定深度處，地層“較弱”，并且裂紋從井筒水平地延伸遠(yuǎn)離。用于描述易于發(fā)生漏失反流的巖石的表述方式包括類似于多孔石灰石、疏松砂巖、“腐化”頁(yè)巖等術(shù)語(yǔ)。多種“堵漏材料”(“LCM”)被泵送到井筒中用于填充或封閉多孔地層或用于填充或封閉井筒裂紋，以重新建立用于鉆井流體循環(huán)的適當(dāng)路徑。通常，堵漏材料大體分為纖維、巖石頁(yè)片、顆粒和混合物。通常還期望在連續(xù)循環(huán)過程中在鉆井泥漿系統(tǒng)中回收和保留堵漏材料。將鉆井泥漿過篩來(lái)去除不期望的顆粒物質(zhì)還可導(dǎo)致堵漏材料的去除，并且因此需要將新的堵漏材料持續(xù)引入到泥漿過篩操作下游的鉆井泥漿中。堵漏材料的添加帶來(lái)分離問題，因?yàn)槠浜豌@井流體一樣，優(yōu)選被清潔并且再循環(huán)。離開井的是小尺寸的鉆井流體、大尺寸的堵漏材料和尺寸在其之間的不期望的材料，最大和最小的材料和/或大于堵漏材料的材料將被再循環(huán)。已知如US專利No. 4，116，288中所述的傳統(tǒng)的兩步篩分工藝。流出的鉆井流體、堵漏材料和不期望的材料的混合物首先經(jīng)受粗篩，以將堵漏材料從鉆井流體和不期望的材料分離，所述鉆井流體和不期望的材料落到其下面的第二更細(xì)篩，以將鉆井流體與不期望的材料分離。鉆井流體和堵漏材料然后重新匯集來(lái)再循環(huán)到井筒中。該系統(tǒng)易出現(xiàn)高度限制和細(xì)篩問題。堵漏材料可能由不期望材料包覆，不期望材料將不通過第一篩，在第一篩上移動(dòng)，并且從其頂側(cè)離開，并且再循環(huán)回到井筒中。存在多種已知的鉆井流體處理系統(tǒng)、振動(dòng)篩和用于回收堵漏材料的方法；包括但不限于美國(guó)專利 6，868，972 ;6，669，027 ;6，662，952 ;6，352，159 ;6，510，947 ;5，861，362 ；5，392，925 ;5，229，018 ;4，696，353 ;4，459，207 ;4，495，065 ;4，446，022 ;4，306，974 ；4,319,991 ;和4，116，288 (全部所述專利出于全部目的以引用的方式并入本文中)。在一些現(xiàn)有系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)已經(jīng)遇到篩出堵漏材料同時(shí)相同尺寸的不期望的材料也篩出的問題
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且將所述固體篩分的設(shè)備，所述設(shè)備包括籃，振動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一篩板及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板，和導(dǎo)向裝置，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流被分開，在所述第一篩板和所述第二篩板之間分流，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，全部或大部分?jǐn)y帶鉆井流體的固體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述設(shè)備還包括可動(dòng)分流器盤，用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。串聯(lián)模式中，離開第一篩板的固體可收集并且再利用，例如與堵漏材料一起使用，所述堵漏材料可被添加回收集池或泥漿池中的篩過的鉆井流體中。優(yōu)選地，所述可動(dòng)分流器盤可滑動(dòng)地布置在導(dǎo)軌中，例如軌道或C型槽中。有利地，導(dǎo)軌包括可膨脹元件，用于選擇地將所述可動(dòng)分流器盤固定在所述導(dǎo)軌中。優(yōu)選地，所述可動(dòng)分流器盤布置在所述第一篩板和所述第二篩板之間。有利地，流盤布置在所述第一篩板和所述第二篩板之間，并且所述可動(dòng)分流器盤形成流盤的一部分。所述分流器盤在閉合時(shí)用作流盤，但是當(dāng)打開時(shí)，允許攜帶固體的鉆井流體從其流動(dòng)通過。優(yōu)選地，所述第一篩板從所述籃的進(jìn)料端到排放端以上升角布置，所述第一篩板包括堰，以在池形成在所述第一篩板上并且達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，攜帶固體的鉆井流體可越過所述堰排出。有利地，所述設(shè)備還包括通道，用于將來(lái)自所述堰的攜帶固體的鉆井流體流導(dǎo)向到所述第二篩板。優(yōu)選地，所述通道布置在所述籃中。有利地，所述堰設(shè)置有凸緣，用于阻止固體從其越過?？煞乐箯钠湓竭^的固體類型為比鉆井泥漿更重的固體，但是也可輔助防止其他固體從其越過。有利地，所述設(shè)備還包括粗篩篩板。優(yōu)選地，所述粗篩篩板包括用于篩出大塊固體的篩材料。優(yōu)選地，還包括流盤，用于將粗篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到所述第一篩板的進(jìn)料端。優(yōu)選地，所述分流器盤在其下面具有管道，用于將篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到所述第二篩板上，以當(dāng)所述分流器盤縮回時(shí)，篩過的攜帶流體的鉆井流體流通過所述管道流到所述第二篩板(318c)上。有利地，所述分流器盤在其下面具有管道，用于將篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到收集池，以當(dāng)所述分流器盤縮回時(shí)，篩過的攜帶固體的鉆井流體流動(dòng)通過所述管道進(jìn)入所述收集池中。本發(fā)明還提供一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且將所述固體篩分的設(shè)備，所述設(shè)備包括籃，振動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一篩板及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板，和導(dǎo)向裝置，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述設(shè)備還包括可動(dòng)板或管道，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。優(yōu)選地，所述板是實(shí)心的、無(wú)孔的并且不通的。有利地，所述板在其中具有至少一個(gè)孔。所述板可從實(shí)心切換到孔，以在串聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間選擇，實(shí)心用于串聯(lián)模式，孔用于并聯(lián)模式，或?qū)嵭挠糜诓⒙?lián)模式，孔用于串聯(lián)模式。優(yōu)選地，所述管道包括在其中具有孔的板。所述板可形成所述管道的端部。優(yōu)選地，所述第一和第二篩板包括具有相同篩網(wǎng)尺寸的篩。有利地，所述第一和第二篩板包括具有不同篩網(wǎng)尺寸的篩。優(yōu)選地，用于以串聯(lián)模式運(yùn)轉(zhuǎn)。有利地，第二篩板上的篩中的篩網(wǎng)尺寸具有比第一篩板上的篩中的篩網(wǎng)尺寸更小的尺寸。 優(yōu)選地，所述籃安裝在有彈性裝置上，例如彈簧或橡膠襯套上。有利地，有彈性裝置安裝在底部上。優(yōu)選地，收集池布置在所述籃下方。有利地，流盤布置在所述第二篩板下方，以將篩過的鉆井流體導(dǎo)向到收集池中。本發(fā)明還提供一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且選擇地將所述固體篩分的方法，所述設(shè)備包括籃，振動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一篩板及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板，和導(dǎo)向裝置，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述方法還包括移動(dòng)可移動(dòng)分流器盤的步驟，以選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。本發(fā)明還提供一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且選擇地將所述固體篩分的方法，所述設(shè)備包括籃，振動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一篩板及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板，和導(dǎo)向裝置，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述方法還包括移動(dòng)可移動(dòng)板或管道的步驟，用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。因而，本發(fā)明提供具有用于將振動(dòng)篩流體流動(dòng)路徑從串聯(lián)轉(zhuǎn)換到并聯(lián)，以及從并聯(lián)轉(zhuǎn)換到串聯(lián)的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)篩。本發(fā)明在一些方面公開了用于處理鉆井流體來(lái)回收其組分的方法和系統(tǒng)，在一個(gè)特定方面到多個(gè)方面，提供一種振動(dòng)篩，其中，流體流動(dòng)路徑可選擇地從串聯(lián)改變到并聯(lián)，以及從并聯(lián)轉(zhuǎn)換到串聯(lián)。在一些特定方面中，這樣的方法和系統(tǒng)采用根據(jù)本發(fā)明的新穎的振動(dòng)篩，所述振動(dòng)篩具有篩設(shè)備，所述篩設(shè)備包括多個(gè)篩和轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述轉(zhuǎn)換設(shè)備用于將從一個(gè)篩到另一個(gè)篩以串聯(lián)模式流動(dòng)的材料的第一分離模式改變到其中流體以并聯(lián)模式流到多個(gè)篩的第二分離模式。本發(fā)明在一些方面公開了用于處理鉆井流體和固體材料的混合物的系統(tǒng)，以將所述混合物中的至少一種組分按照尺寸從所述混合物分離，所述系統(tǒng)包括可振動(dòng)籃，其用于接收其中具有固體的鉆井流體的輸入流；多個(gè)間隔開的篩組件，其包括第一篩組件和設(shè)置在所述第一篩組件下方的第二篩組件；所述篩組件安裝在所述可振動(dòng)籃中，并且可隨其一起振動(dòng)；轉(zhuǎn)換設(shè)備，其與所述篩組件結(jié)合，用于選擇地控制輸入流來(lái)選擇到所述篩組件的串聯(lián)流和并聯(lián)流中的一種；可流動(dòng)通過所述第一篩組件的鉆井流體；和可流動(dòng)通過所述第二篩組件并且可從其向下流動(dòng)的鉆井流體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的振動(dòng)分離器或振動(dòng)篩具有如本文所述的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)篩或在分開的高度的多個(gè)篩。在一個(gè)特定方面，兩個(gè)最下面的篩接收來(lái)自較高篩的來(lái)流。轉(zhuǎn)換設(shè)備允許該來(lái)流選擇地從并聯(lián)模式改變?yōu)榇?lián)模式，或者從并聯(lián)轉(zhuǎn)換到串聯(lián)。本發(fā)明在一些實(shí)施例中包括具有底部或框架的振動(dòng)分離器或振動(dòng)篩；在底部或框架上或其中的籃或篩安裝設(shè)備；在不同的間隔開的不同高度處的根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)篩；振動(dòng)設(shè)備；模式轉(zhuǎn)換設(shè)備；和收集罐或容器。這樣的振動(dòng)篩可處理其中具有固體，例如切屑、碎屑等的鉆井流體；和其中具有堵漏材料的鉆井流體。本發(fā)明在一些方面公開了在用于處理鉆井流體和固體材料混合物來(lái)將所述混合物的至少一種組分從所述混合物分離的系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述系統(tǒng)包括可振動(dòng)籃，其用于接收其中具有固體的鉆井流體的輸入流；多個(gè)間隔開的篩組件，其包括第一篩組件和設(shè)置在所述第一篩組件下方的第二篩組件；所述篩組件安裝在所述可振動(dòng)籃中，并且可隨其一起振動(dòng)；可通過所述第一篩組件和所述第二篩組件從其向下流動(dòng)的鉆井流體；轉(zhuǎn)換設(shè)備，其與所述篩組件結(jié)合，用于選擇地控制輸入流來(lái)選擇到所述篩組件的串聯(lián)流動(dòng)和并聯(lián)流動(dòng)中的一種，所述轉(zhuǎn)換設(shè)備包括主體，貫穿所述主體的第一流動(dòng)通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)，和貫穿所述主體的第二流體通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)。在一些特定方面，篩之間的插入件是位于所述篩之間的可動(dòng)門結(jié)構(gòu)，提供模式轉(zhuǎn)換特征。在其他方面，與篩相鄰的插入件、適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)通道和適當(dāng)設(shè)置的流回屏障件提供該模式轉(zhuǎn)換特征。本發(fā)明在一些方面公開了用于處理具有固體的鉆井流體流的方法，所述方法包括將具有固體的鉆井流體流引入到用于將至少一種組分與所述流分離的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)為本文公開的根據(jù)本發(fā)明的任一種；所述方法還包括使用轉(zhuǎn)換設(shè)備選擇到所述系統(tǒng)的篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)和到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)中的一種；使具有固體的鉆井流體流到所述篩組件；和使所述來(lái)流由每一個(gè)篩組件過篩。本發(fā)明在一些方面公開了用于處理鉆井流體來(lái)回收其組分的方法和系統(tǒng)，并且在一個(gè)特定方面，提供用于將堵漏材料(或堵漏材料和具有相同尺寸的固體)從用過的鉆井流體分離的方法和系統(tǒng)。在一些方面，回收和使用分離的堵漏材料。在一些特定方面，這樣的方法和系統(tǒng)采用根據(jù)本發(fā)明的新穎的振動(dòng)篩，篩設(shè)備位于初始的粗篩篩設(shè)備下方，用于將堵漏材料(和/或具有相同尺寸的材料)從用過的鉆井流體分離。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種振動(dòng)分離器或振動(dòng)篩具有根據(jù)本發(fā)明的如本文公開的處于分開的高度下的一個(gè)或多個(gè)篩。在一個(gè)特定方面，兩個(gè)最下面的篩可以并列或串聯(lián)模式接收來(lái)自較高篩的來(lái)流。本發(fā)明在一些實(shí)施例中包括具有底部或框架的振動(dòng)分離器或振動(dòng)篩；在所述底部或框架上或其中的籃或篩安裝設(shè)備；處于間隔開的三個(gè)或四個(gè)不同高度下的根據(jù)本發(fā)明的篩；振動(dòng)設(shè)備；和收集罐或容器。這樣的振動(dòng)篩可處理由固體，例如切屑、碎屑等污染的鉆井流體；和其中具有堵漏材料(和/或具有相似尺寸的材料)的鉆井流體。這樣的振動(dòng)篩，在一些方面，提供來(lái)自第二篩高度的分離的流出流，其主要為堵漏材料(和/或具有相似尺寸的材料)。



為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將以舉例方式參照附圖，附圖中圖I是攜帶固體的鉆井泥漿的處理系統(tǒng)的示意性視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖2B是圖2A中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖2C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖2D是圖2C中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖2E是本發(fā)明的分流器的立體視圖；圖2F是圖2A中所示的振動(dòng)篩的前視圖；圖2G是圖2A中所示的振動(dòng)篩中的圖6E中所示的分流器的剖視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩中使用的流動(dòng)隔板的立體視圖；圖3D是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩中使用的流動(dòng)隔板的立體視圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩中使用的插入件的立體視圖；圖4D是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩中使用的通道設(shè)備的立體視圖；圖4E是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩中使用的插入件的立體視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖5B是圖5A中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖5C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖是圖5C的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖5E是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的立體視圖；圖5F是圖5E中所示的插入件的俯視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖6C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的立體視圖；圖6D是圖6C中所示的插入件的俯視圖；圖6E是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的通道設(shè)備的立體視圖；圖6F是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的立體視圖；圖6G是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的立體視圖；圖7A是具有處于打開位置中的分流器的根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖7B是分流器處于閉合位置中的圖7A中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖7C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的俯視圖；圖7D是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的俯視圖7E是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的俯視圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示出一些管道和流動(dòng)通道；圖SB是圖8A中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示出一些其他管道和流動(dòng)通道；圖SC是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示 出一些管道和流動(dòng)通道；圖8D是圖SC中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示出一些其他管道和流動(dòng)通道；圖8E是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的插入件的立體視圖；圖8F是圖8E中所示的插入件的俯視圖；圖9A是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示出一些管道和流動(dòng)通道；圖9B是圖9A中所示的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖，顯示出一些其他管道和流動(dòng)通道；圖9C是根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖9D是圖9C的振動(dòng)篩的側(cè)剖視圖；圖9E是根據(jù)本發(fā)明的插入件的立體視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)S，其包括在井筒2上方豎直延伸的井架I。管狀工作鉆柱3延伸到井筒2中，并且從地面延伸到井筒中期望深度。流動(dòng)管線4a連接到管狀工作鉆柱3。流動(dòng)管線4b連接到形成在管狀工作鉆柱3的外表面和井筒2的內(nèi)表面之間的環(huán)形空間5。用于泥漿池6中的系統(tǒng)的鉆井流體(或泥漿)借助于泥漿泵7通過整個(gè)泥漿系統(tǒng)中循環(huán)。在通常的鉆井操作過程中，流體由泥漿泵7通過流動(dòng)管線4a泵送到管狀工作鉆柱3中，循環(huán)出管狀工作鉆柱3的底端3a(例如，但不限于從鉆頭9循環(huán)出)，從井筒2的環(huán)形空間5向上循環(huán)，并且通過流動(dòng)管線4b從環(huán)形空間5循環(huán)出。通過流動(dòng)管線4b流出井筒環(huán)形空間5的已用(或用過)的流體泥漿包括鉆井流體、鉆井切屑、堵漏材料(和/或類似尺寸的材料)和井筒2中遇到的其他碎屑。因此，離開鉆井的已用的鉆井切屑混合物被導(dǎo)向到分離裝置，例如根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)篩8。鉆井流體、添加材料(例如固體和/或堵漏材料等)、碎屑和鉆井切屑組合混合物被導(dǎo)向到振動(dòng)篩8。液體鉆井流體通過振動(dòng)篩的處于相同或不同高度的篩，例如篩8a、8b、8c、8d，其處于振動(dòng)篩8的四個(gè)不同高度，并且液體鉆井流體被導(dǎo)向到泥漿池6中(或者，兩個(gè)最下部的篩處于相同高度，每一個(gè)接收來(lái)自篩8b的一部分來(lái)流)。鉆井切屑和其他固體在振動(dòng)篩8的篩8a-8d上方經(jīng)過，并且被排出(箭頭8e、8f、8g、8h)。通過適當(dāng)選擇用于篩8b的篩網(wǎng)，分離堵漏材料(和具有類似尺寸的一些材料，如果存在)，并且從篩Sb頂部排出(參見箭頭8f)?；厥盏亩侣┎牧?和/或具有類似尺寸的材料)流到和/或泵送到泥漿池、儲(chǔ)池或其他處理設(shè)備8k。可任選地，振動(dòng)篩8類似于本文公開的根據(jù)本發(fā)明的任何其他振動(dòng)篩。一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)振動(dòng)篩可分離所選材料(例如但不限于，堵漏材料(LCM)，如井筒增強(qiáng)材料(WSM))，其流到和/或泵送到儲(chǔ)池或其他處理設(shè)備8k。圖2A到2D顯示了根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩310，其具有由振動(dòng)設(shè)備314振動(dòng)的籃312，和下部收集池316，所述下部收集池316接收經(jīng)過以不同高度安裝到籃312的三個(gè)篩318a、318b,318c的流體(或流體和一些固體)。
流體流動(dòng)通過篩318a(其可以是粗篩篩)，向下流到流回屏障件317a，通過開口328，然后流到篩318b上。在該流體在篩318b上積聚成池315a時(shí)，其升高到等于然后高于堰313的頂部313a的高度。然后流體流動(dòng)越過堰313的頂部313a，通過通道311到達(dá)下部篩318c。開口 328由堰313和流回屏障件317a的一端限定。流體流動(dòng)通過下部篩318c流到流回屏障件317c上，流回屏障件317c將流體導(dǎo)向到收集池316中。流動(dòng)通過篩318b的流體順著流回屏障件317b流動(dòng)，越過分流器320的一端，并且通過通道316a向下流到收集池316。分流器320選擇地在保持結(jié)構(gòu)320a中可動(dòng)，并且如圖2A中所示，阻擋由間隔開的構(gòu)件325、326形成的通道324的開口 322。如圖2B中所示，分流器320防止從篩318b底部流出的流體流到篩318c上。該流 體流動(dòng)通過開口 322進(jìn)入通道316a中。圖2A和2B示出并聯(lián)的流體流動(dòng)路徑。如圖2C和2D中所示，分流器320已經(jīng)移動(dòng)，以使已經(jīng)通過篩318b底部流出的流體可向下流到篩318c上。這是用于流體向下流到收集池316的“串聯(lián)”流動(dòng)路徑，從篩318a到篩318b到篩318c。在串聯(lián)模式中，篩318c通常為比篩318b的網(wǎng)更細(xì)的網(wǎng)，并且篩318a通常為粗篩篩。因而，離開篩318b的固體將分級(jí)，可能再利用。分流器320可被操縱并且移動(dòng)通過籃312的開放端進(jìn)入?yún)^(qū)域329 (圖2F)。如圖2E中所示，分流器320具有便于流體流動(dòng)的實(shí)心斜槽部分320a，和從所述斜槽部分320a伸出的兩個(gè)手柄320b。篩318b相對(duì)于水平方向的角度與堰313的高度結(jié)合確定篩318b上的池315a和灘面區(qū)域318f的下邊緣318e的深度(例如參見圖2C)。流動(dòng)通過篩318c的流體順著流回屏障件317c流入收集池316中。固體(濕潤(rùn)到一定程度)流動(dòng)離開篩的端部，如由箭頭W標(biāo)不O分流器320安裝在保持結(jié)構(gòu)320a的導(dǎo)軌321 (參見圖2G)之間，夾持設(shè)備320p、320s用于將分流器320保持在位?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)膴A持設(shè)備，包括但不限于，PNEUM0SEAL 設(shè)備，其包括空氣壓力軟管，所述空氣壓力軟管在膨脹時(shí)，將分流器320保持在C型導(dǎo)軌中。夾持設(shè)備310p和320s將篩保持在位。篩318A中的網(wǎng)優(yōu)選尺寸制成使1/8”和1/64”的固體粗篩出。一方面，篩318A具有使大于1/16”的固體去除(并且尤其是，最大直徑為1/16”或更小的固體和/或堵漏材料碎片等通過篩318A(例如，但不限于最大直徑為1/16”或略微更小的石墨球堵漏材料))的網(wǎng)。篩318B具有的網(wǎng)尺寸選擇用于去除具有特定最大尺寸或更大最大尺寸的材料，包括但不限于固體、碎屑、鉆井切屑、期望添加劑和/或堵漏材料，例如井筒增強(qiáng)材料。在一方面，該網(wǎng)尺寸選擇成與篩318A的網(wǎng)尺寸配合使得篩318B去除堵漏材料(和具有相似尺寸的固體或片)，并且在一個(gè)特定方面，網(wǎng)尺寸選擇成使得最大尺寸為1/16”或更大的堵漏材料不通過篩318B，并且從其頂部流動(dòng)。在一方面，這樣的堵漏材料為石墨球。來(lái)自篩318B的流出流，在特定方面，具有至少50%體積百分比的濕堵漏材料(或濕堵漏材料和具有類似尺寸的固體)；并且在一個(gè)特定方面，具有至少75%體積百分比的堵漏材料(在一個(gè)示例中，輸出為50%堵漏材料和50%類似尺寸的固體)。在一些方面，網(wǎng)尺寸選擇成使較大百分比的從篩頂部離開的流為堵漏材料，例如，以體積計(jì)，高達(dá)50%、75%或高達(dá)90%。圖3A和3B顯示了根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩340，具有由振動(dòng)設(shè)備344振動(dòng)的籃342。篩346、347、348安裝在所述籃中，流回屏障件345位于篩346下方，流回屏障件343位于篩347下方。 具有頂端341a的堰341 (與籃342的端部342a —起)限定用于從篩347上的流體池351流動(dòng)越過堰341的頂部341a的流體的流動(dòng)通道349。在通道349中向下流動(dòng)的流體流到最下面的篩348。流動(dòng)通過篩348的流體流入收集池356中。篩347具有流動(dòng)阻板352 (參見圖3C)，所述流動(dòng)隔板352在其下面與端部353連接，端部353在圖3A中所示的位置中阻擋開口 354，以使通道349中流動(dòng)的流體不能流入通道359中。而且，在開口 354被阻擋的情況下，向下流動(dòng)通過篩347的流體沿流回屏障件343流到開口 354，進(jìn)入通道359中，然后進(jìn)入收集池356中。因而，用于篩347和348的如圖3A中所示的流動(dòng)模式為并聯(lián)模式，其中流動(dòng)通過篩347的流體不流到篩348。流動(dòng)通過篩346并且從堰341溢出的流體流動(dòng)通過通道349到達(dá)篩348上。流體流動(dòng)通過篩348流入收集池356中。固體在篩346、347和348上方經(jīng)過以扔掉或進(jìn)一步處理。如圖3B中所示，篩347下面沒有流體，并且通道359通過流動(dòng)隔板357相對(duì)于流體流封閉。通過將通道359由流動(dòng)阻板357封閉，并且將端部353從開口 354去除，流動(dòng)通過篩347的流體流到篩348上，并且因而如圖3B中所示的流動(dòng)模式對(duì)于篩347和篩348是串聯(lián)的。如圖3C中所示，對(duì)于并聯(lián)流動(dòng)，流動(dòng)隔板352具有主體354，其具有穿過其的流動(dòng)通道355 ;實(shí)心部分356 ;和用于連接到篩347的端部閂鎖件357。如圖3D中所示，流動(dòng)隔板357具有主體358和閂鎖件361，所述主體358具有貫穿其的流動(dòng)通道359。圖3D示出用于串聯(lián)流動(dòng)的流動(dòng)路徑。圖4A和4B顯示了根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)篩370，其具有由振動(dòng)設(shè)備374振動(dòng)的籃372。篩376、377、378安裝在籃中，流回屏障件375位于篩376下方，流回屏障件373位于篩377下方。具有頂端371a的堰371 (與籃372的端部372a —起)限定用于從篩377上的流體池381越過堰371的頂部371a的流體的流動(dòng)通道379。通道379中向下流動(dòng)的流體(圖8A)流到最下面的篩378。流動(dòng)通過篩378的流體沿流回屏障件391流入收集池386中。篩377在端部377a處具有插入件390，其位于圖4A中所示的位置中。流動(dòng)通過篩377的流體流入通道設(shè)備391 (參見圖8D)的流體通道393中，然后流入收集池386中。PNEUM0SEAL 設(shè)備389p、389s便于將篩夾持在位，并且將篩保持在期望位置中。來(lái)自池381的流動(dòng)越過堰371的頂部371a的流體在通道379中向下流動(dòng)到篩378。流動(dòng)通過篩378的流體流入收集池386中。因而，從篩376流到并且通過篩377、378的流動(dòng)是并聯(lián)流動(dòng)模式。如圖4B中所示，插入件390和通道設(shè)備391已經(jīng)去除。流動(dòng)通過篩376的流體向下流到篩377。然后，流動(dòng)通過篩377的流體通過開口 374向下流到篩378。圖4E，插入件392阻擋通過開口 397的流動(dòng)。其中具有一些小的和/或漂浮的固體的一些流體也可流動(dòng)越過堰371，通過通道379，到達(dá)下部篩378上。
圖5A到顯示了振動(dòng)篩400，其具有收集池416p，和由振動(dòng)設(shè)備404振動(dòng)的籃402。篩411、412和413安裝在籃402中。流回屏障件401位于篩411下面，流回屏障件414位于篩412下面，流回屏障件415位于篩413下面。具有頂端405a的堰405與籃402的端部部分402a —起限定通道409，來(lái)自篩412上的流體池406的越過堰405的頂端405a的流體流動(dòng)通過所述通道409。流體順著通道409流動(dòng)并且流出通道409，以接觸并且流動(dòng)通過設(shè)置在篩412端部處的插入件417。流體流動(dòng)通過插入件417中的通路418 (參見圖5E到5F)到達(dá)通道419，并且向下流到篩413。因而，流體以并聯(lián)流動(dòng)模式從篩411流到篩412和413。流動(dòng)通過篩412的流體流到并且通過插入件417中的通路417a、417b，從那里流入通道419中，并且向下流到收集池416。圖5C和顯示了串聯(lián)流動(dòng)模式的振動(dòng)篩400。來(lái)流通過插入件417的流動(dòng)通路417a、417b，然后向下經(jīng)由通道419到達(dá)篩413上。PNEUM0SEAL 設(shè)備400p、400s將篩保持在位(沒有來(lái)流通過通路418)。圖6A和6B顯示了振動(dòng)篩430，圖6A中為并聯(lián)流動(dòng)模式，圖6B中為串聯(lián)流動(dòng)模式。振動(dòng)篩430具有由振動(dòng)設(shè)備434振動(dòng)的籃435。流回屏障件437位于篩431下方；流回屏障件435位于篩432下方；流回屏障件436位于篩433下方。流回屏障件435在端部435b中具有通道435a。Pneumoseal設(shè)備430p、430s將篩保持在位。流動(dòng)通過篩431的流體流到篩432，并且從篩432上的池429越過堰444，通過通道427，并且通過安裝座439b中的插入件439 (參見圖6C、6D)內(nèi)的開口 439a流到篩433。流動(dòng)通過篩432的流體流到通道設(shè)備442的通道441 (參見圖6E)，然后流到收集池446。流動(dòng)通過篩233的流體向下流到收集池446中。如圖6B中所示，插入件448(參見圖6F)阻擋流體通過通道427，并且插入件449 (參見圖6G)阻擋流體通過開口 449a，以使從篩431流動(dòng)的全部流體流到篩432。通過開口 435a，從篩432流動(dòng)的全部流體流到篩433。圖7A和7B顯示了振動(dòng)篩450，其具有由振動(dòng)設(shè)備454振動(dòng)的籃452。流回屏障件457位于篩461下面，并且流回屏障件488位于篩462下面。流動(dòng)通過篩463的流體流入收集池456中。PNEUM0SEAL 設(shè)備450p、450s將篩保持在位。來(lái)自篩462上的池459的流體溢出堰464的頂端464a，通過通道465，到達(dá)篩463上(如圖7A中所示)。流動(dòng)通過篩462的流體流動(dòng)通過插入件451 (參見圖7D)中的通道453，然后進(jìn)入收集池456中(沒有到篩463上)。插入件451安裝在安裝座467中，并且通道453與流動(dòng)通道471流體連通，允許流動(dòng)通過篩462的流體流入通道133中。因而，流動(dòng)通過篩461，并且然后從篩461向下流動(dòng)的流體流到篩462，并且(越過堰464)流到篩463，即以并聯(lián)流動(dòng)模式流動(dòng)。篩462端部處的插入件474 (參見圖7C)將篩462保持在使池459的高度可能使流體流越過堰464的位置，以可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)流動(dòng)。應(yīng)注意的是，將分流器(插入件)451向后拉(朝向前方，振動(dòng)篩的固體排出端)到打開位置，用于并聯(lián)模式操作，并且向前拉到封閉位置，用于串聯(lián)模式操作。還應(yīng)注意的是，在并聯(lián)操作中，攜帶固體的鉆井流體可仍流動(dòng)越過堰464,但是僅小固體和輕固體可能與流體一起越過堰464。
圖7B示出振動(dòng)篩450的串聯(lián)流動(dòng)模式。插入件472阻擋通到通道471的開口，以使流動(dòng)通過篩462的流體向下流到篩463上(不直接通過通道471流入收集池456中)。如果存在，來(lái)自篩462上的池的溢流可流動(dòng)越過堰464，向下流到篩463。可任選地，插入件472的挖切部分472a提供手柄(參見圖11E)。圖8A和8B顯示了振動(dòng)篩480，其具有由振動(dòng)設(shè)備484振動(dòng)的籃482。流動(dòng)通過最底部篩493的流體流入收集池496中。流回屏障件481位于頂部篩491下方，而流回屏障件483位于中間篩492下方。流回屏障件485位于篩493下方。Pneumoseal設(shè)備480p 、480s將篩保持在位。在如圖12A，12B中的并聯(lián)流動(dòng)模式中，流動(dòng)通過篩491的流體流到篩492，并且從篩492上的池489越過堰487的頂端487a，經(jīng)由流動(dòng)通道488向下流到篩493。應(yīng)注意的是，堰487設(shè)置有凸緣487a，所述凸緣487a懸掛在池489上方，所述凸緣487a輔助阻止固體越過其流動(dòng)，大部分被阻止的固體將最終下沉，并且順其自然從池489出來(lái)，沿著篩492到達(dá)由虛線箭頭標(biāo)示的固體排放端。安裝座497中的插入件498(參見圖12E、12F)具有開口 498a，流體穿過所述開口 498a從通道488流到篩493。同時(shí)，來(lái)自篩492的流體流動(dòng)通過開口 498b，到達(dá)通道485，并且到達(dá)收集池496。圖8C和8D顯示了串聯(lián)流動(dòng)模式的振動(dòng)篩480。如圖8C中所示,流體已經(jīng)流動(dòng)通過篩491，向下到達(dá)篩492。流動(dòng)通過篩492的流體流到插入件498中的開口 498a，然后向下流到篩493。插入件498 (參見圖12E、12F)可阻擋流體流動(dòng)通過通道485。插入件498具有用于流體流的開口 498a和用于流體流的開口 498b。圖9A和9B顯示了并聯(lián)流動(dòng)模式的振動(dòng)篩500。振動(dòng)篩500具有由振動(dòng)設(shè)備504振動(dòng)的籃505和篩501到503。流回屏障件511到513分別設(shè)置在篩501到503下方。安裝座540中的插入件530用于將操作模式從串聯(lián)改變到并聯(lián)，反之亦然。PNEUM0SEAL 設(shè)備500p、500s將篩保持在位。如圖9A中所示，來(lái)自篩501的流體流到篩502，并且流到篩503 (從篩502上的池509，越過堰534，通過通道505，通過插入件530中的開口 531，到達(dá)通道設(shè)備550的通道551，并且到達(dá)收集池506)。來(lái)自篩503的流體流到收集池506。圖9C和9D示出串聯(lián)流動(dòng)模式的振動(dòng)篩500。如圖9C中所示，插入件530 (翻轉(zhuǎn))阻擋來(lái)自通道515的流體流動(dòng)，以使篩502接收從篩501流出的流體。插入件530還阻擋流體流動(dòng)通過通道551，以使從篩502流出的全部流體流到篩503。如圖9E中所示，插入件530具有流體流動(dòng)通道530c。根據(jù)本發(fā)明的(包括但不限于圖2A到9E的那些)任何篩組件、任何分流器、任何篩組件對(duì)和/或任何插入件可與本文公開的根據(jù)本發(fā)明的任何振動(dòng)篩或系統(tǒng)一起使用。本發(fā)明因此至少在一些實(shí)施例中提供用于處理鉆井流體和固體材料混合物的系統(tǒng)，以將所述混合物的至少一種組分按照尺寸從混合物分離，所述系統(tǒng)包括振動(dòng)籃，其用于接收其中具有固體的鉆井流體的輸入流；多個(gè)間隔開的篩組件，其包括第一篩組件和設(shè)置在所述第一篩組件下方的第二篩組件；所述篩組件安裝在所述可振動(dòng)籃中，并且可隨其一起振動(dòng)；轉(zhuǎn)換設(shè)備，其與所述篩組件結(jié)合，用于選擇地控制輸入流來(lái)選擇到所述篩組件的串聯(lián)流動(dòng)和并聯(lián)流動(dòng)中的一種；鉆井流體，其可流動(dòng)通過所述第一篩組件；和鉆井流體，其可流動(dòng)通過所述第二篩組件，并且可從其向下流動(dòng)。這樣的系統(tǒng)可以具有下面的一個(gè)或以任何可能組合的一些在所述第一篩組件和第二篩組件之間的系統(tǒng)流動(dòng)通道；包括在所述第二篩組件上方的保持結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，具有貫穿其的分流器通道的分流器，流體可通過系統(tǒng)流動(dòng)通道從所述第一篩組件經(jīng)由所述分流器通道向下流動(dòng)到所述第二篩組件，獲得從所述第一篩組件到所述第二篩組件的輸入流串聯(lián)流，還包括與所述第一篩組件相鄰的形成隔板的堰，以便于在所述第一篩組件上保持鉆井流體和固體的池，并且所述分流器具有阻擋部分，所述分流器可移動(dòng)來(lái)阻擋通過所述系統(tǒng)通道的流動(dòng)，以使池升高，并且具有固體的鉆井流體繞過所述第一篩組件流到所述第二篩組件，獲得到兩個(gè)篩組件的輸入流的并聯(lián)流動(dòng)；所述保持結(jié)構(gòu)具有間隔開的軌道，并且具有端部開口，所述分流器設(shè)置在所述軌道之間，并且在所述端部開口處具有手柄設(shè)備，所述手柄設(shè)備可用于于相對(duì)于所述系統(tǒng)流動(dòng)通道移動(dòng)所述分流器；流回設(shè)備，其位于所述第一篩組件下方，以將通過所述第一篩組件的流動(dòng)導(dǎo)向到所述系統(tǒng)流動(dòng)通道；收集池，其位于所述第二篩組件下方，用于接收通過所述篩組件的來(lái)流；并聯(lián)流動(dòng)通道，其與所述篩組件相鄰，用于在所述系統(tǒng)的并聯(lián)流動(dòng)過程中將來(lái)自池的流動(dòng)繞過所述第一篩組件導(dǎo)向到所述第二篩組件；保持結(jié)構(gòu)，其位于所述第二篩組件上方，和夾持設(shè)備，其用于將所述分流器保持在所述保持設(shè)備中；其中，所述第一篩組件包括粗篩篩；其中，所述第二篩組件包括篩，所述篩具有尺寸適用于去除堵漏材料尺寸的固體的第二篩網(wǎng)；系統(tǒng)流動(dòng)通道，其位于所述第一篩組件和所述第二篩組件之間，流體可通過所 述系統(tǒng)流動(dòng)通道從所述第一篩組件流到所述第二篩組件，所述轉(zhuǎn)換設(shè)備具有主體，所述主體具有阻擋部分，用于阻擋到所述系統(tǒng)流動(dòng)通道的流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)到兩個(gè)篩組件的輸入流的并聯(lián)流，并且所述主體具有流動(dòng)管道，用于接收來(lái)自所述第一組件的來(lái)流，所述來(lái)流可流動(dòng)通過所述管道到達(dá)所述第二篩組件，以用于到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)；管道擋板，其用于阻擋通過所述管道的流動(dòng)；和/或所述轉(zhuǎn)換設(shè)備具有主體，貫穿所述主體的第一流動(dòng)通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)，和貫穿所述主體的第二流動(dòng)通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)。本發(fā)明因此在至少一些實(shí)施例中提供用于處理鉆井流體和固體材料混合物的系統(tǒng)，以將所述混合物的至少一種組分按尺寸從所述混合物分離，所述系統(tǒng)包括可振動(dòng)籃，其用于接收其中具有固體的鉆井流體的輸入流；多個(gè)間隔開的篩組件，其包括第一篩組件和設(shè)置在所述第一篩組件下方的第二篩組件；所述篩組件安裝在所述可振動(dòng)籃中，并且可隨其一起振動(dòng)；轉(zhuǎn)換設(shè)備，其與所述篩組件結(jié)合，用于選擇地控制輸入流來(lái)選擇到所述篩組件的串聯(lián)流動(dòng)和并聯(lián)流動(dòng)中的一種；可流動(dòng)通過所述第一篩組件的鉆井流體，和可流動(dòng)通過所述第二篩組件并且從其向下流動(dòng)的鉆井流體；系統(tǒng)流動(dòng)通道，其位于所述第一篩組件和所述第二篩組件之間；所述轉(zhuǎn)換設(shè)備具有主體，貫穿所述主體的第一流體通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)，貫穿所述主體的第二流體通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)；流回設(shè)備，其位于所述第一篩組件下方，用于將通過所述第一篩組件的流動(dòng)導(dǎo)向到所述系統(tǒng)流動(dòng)通道；收集池，其位于所述第二篩組件下方，用于接收通過所述篩組件的流；和并聯(lián)流動(dòng)通道，其與所述篩組件相鄰，用于在并聯(lián)流動(dòng)到所述篩組件過程中將來(lái)自池的來(lái)流繞過所述第一篩組件導(dǎo)向到所述第二篩組件。本發(fā)明因此在至少一些實(shí)施例中提供用于處理鉆井流體和固體材料混合物來(lái)將所述混合物的至少一種組分從所述混合物分離的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，所述系統(tǒng)包括可振動(dòng)籃，其用于接收其中具有固體的鉆井流體的輸入流；多個(gè)間隔開的篩組件，其包括第一篩組件和設(shè)置在所述第一篩組件下方的第二篩組件，所述篩組件安裝在所述可振動(dòng)籃中，并且可隨其一起振動(dòng)；可流動(dòng)通過所述第一篩組件和從其向下通過所述第二篩組件的鉆井流體；轉(zhuǎn)換設(shè)備，其與所述篩組件結(jié)合，用于選擇地控制輸入流來(lái)選擇到所述篩組件的串聯(lián)流動(dòng)和并聯(lián)流動(dòng)中的一種，所述轉(zhuǎn)換設(shè)備包括主體，貫穿所述主體的第一流體通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)，和貫穿所述主體的第二流體通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)。本發(fā)明因此在至少一些實(shí)施例中提供用于處理具有固體的鉆井流體流的方法，所述方法包括將具有固體的鉆井流體流引入到用于將至少一種組分與流分離的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)為本文公開的根據(jù)本發(fā) 明的任一種；所述方法還包括使用轉(zhuǎn)換設(shè)備選擇到所述系統(tǒng)的篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)和到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)中的一種；使具有固體的鉆井流體流到所述篩組件；和使所述流由每一個(gè)篩組件過篩。所述方法可以具有下述中的一種或以任何可能組合的一些其中，所述轉(zhuǎn)換設(shè)備具有主體，貫穿所述主體的第一通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)，和貫穿所述主體的第二通道，其用于實(shí)現(xiàn)到所述篩組件的系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)，所述方法還包括選擇用于系統(tǒng)并聯(lián)流動(dòng)的所述第一流動(dòng)通道，或選擇用于系統(tǒng)串聯(lián)流動(dòng)的所述第二流動(dòng)通道；其中，所述系統(tǒng)還具有流回設(shè)備，其位于所述第一篩組件下方，用于將通過所述第一篩組件的流動(dòng)導(dǎo)向到所述系統(tǒng)流動(dòng)通道，所述方法還包括將來(lái)自所述第一篩組件的來(lái)流導(dǎo)向到所述系統(tǒng)流動(dòng)通道；其中，所述系統(tǒng)還具有收集池，其位于所述第二篩組件下方，所述收集池接收通過所述篩組件的來(lái)流；其中，所述系統(tǒng)還具有位于所述第二篩組件上方的保持結(jié)構(gòu)，和用于將所述分流器保持在所述保持結(jié)構(gòu)中的夾持結(jié)構(gòu)，所述方法還包括使用所述夾持設(shè)備夾持所述分流器；和/或其中，所述第一篩組件包括粗篩篩，并且其中，所述第二篩組件包括具有第二篩網(wǎng)的篩，所述第二篩網(wǎng)具有適用于去除堵漏材料尺寸的固體的第二尺寸。本申請(qǐng)為2009年6月24日提交的名稱為“Shale Shaker flow Diverter”的申請(qǐng)12/490,492的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該申請(qǐng)12/490,492為2008年10月10日提交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào) No. 12/287，709 的名稱為 “Systems and Methods For the Recovery of LostCirculation and Similar Material”的部分繼續(xù)申請(qǐng)，所述申請(qǐng)以其全部公開內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且將所述固體進(jìn)行篩分的設(shè)備，所述設(shè)備包括籃(312)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)(314)、第一篩板(318b)及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板(318c)、和導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶鉆井流體的固體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述設(shè)備還包括可動(dòng)分流器盤，用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述可動(dòng)分流器盤(320)能滑動(dòng)地布置在導(dǎo)軌(320a)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)軌包括可膨脹元件(320p，320s)，用于選擇地將所述可動(dòng)分流器盤(320)固定在所述導(dǎo)軌(320a)中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述可動(dòng)分流器盤(320)布置在所述第一篩板(318b)和所述第二篩板(318c)之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，流盤(317b)布置在所述第一篩板(318b)和所述第二篩板(318c)之間，并且所述可動(dòng)分流器盤(320)形成流盤(317b)的一部分。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一篩板(318b)從所述籃(312)的進(jìn)料端到排放端以上升角布置，所述第一篩板包括堰(313)，以當(dāng)池形成在所述第一篩板(318b)上并且達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，攜帶固體的鉆井流體可越過所述堰(313)排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括通道(311)，用于將來(lái)自所述堰(313)的攜帶固體的鉆井流體流導(dǎo)向到所述第二篩板(318c)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中，所述堰設(shè)置有凸緣(487a)，其用于阻止固體從其越過。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括粗篩篩板(318a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的設(shè)備，還包括流盤(317a)，用于將粗篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到所述第一篩板(318b)的進(jìn)料端。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述分流器盤(320)在其下面具有用于將篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到所述第二篩板上的管道(326)，從而當(dāng)所述分流器盤縮回時(shí)，篩過的攜帶流體的鉆井流體流動(dòng)通過所述管道(326)流到所述第二篩板(318c)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求I到10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述分流器盤(320)在其下面具有用于將篩過的攜帶固體的鉆井流體導(dǎo)向到收集池(456)的管道(471)，從而當(dāng)所述分流器盤(320)縮回時(shí)，篩過的攜帶固體的鉆井流體流動(dòng)通過所述管道(326)進(jìn)入所述收集池(456)中。
13.一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且將所述固體進(jìn)行篩分的設(shè)備，所述設(shè)備包括籃(312)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)(314)、第一篩板(318b)及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板(318c)、和導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述設(shè)備還包括可動(dòng)板(390，439)或管道(391，441)，所述可動(dòng)板或管道用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的設(shè)備，其中，所述可動(dòng)板是實(shí)心的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的設(shè)備，其中，所述可動(dòng)板在其中具有至少一個(gè)孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求13、14或15中所述的設(shè)備，其中，所述管道(391，441)包括其中具有孔的板。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一和第二篩板(318b，318c)包括具有相同篩網(wǎng)尺寸的篩。
18.根據(jù)權(quán)利要求I到16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一和第二篩板(318b，318c)包括具有不同篩網(wǎng)尺寸的篩。
19.一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且選擇地將所述固體進(jìn)行篩分的方法，設(shè)備包括籃(312)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)(314)、第一篩板(318b)及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板(318c)、和導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述方法還包括移動(dòng)可動(dòng)分流器盤的步驟，以選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。
20.一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且選擇地將所述固體進(jìn)行篩分的方法，設(shè)備包括籃(312)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)(314)、第一篩板(318b)及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板(318c)、和導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶固體的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第一篩板上，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述方法還包括移動(dòng)可移動(dòng)板(390，439)或管道(391，441)的步驟，所述可移動(dòng)板或管道用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。
全文摘要
一種用于將固體從攜帶固體的鉆井流體分離并且選擇性地將所述固體進(jìn)行篩分的設(shè)備，所述設(shè)備包括籃(312)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)(314)，第一篩板(318b)及安裝在所述第一篩板下方的第二篩板(318c)，和導(dǎo)向裝置，其用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式，其中，攜帶固體的鉆井流體流在所述第一篩板和所述第二篩板之間分開，以及串聯(lián)操作模式，在串聯(lián)操作模式中，攜帶鉆井流體的固體導(dǎo)向到所述第一篩板，然后由其篩過的鉆井流體被導(dǎo)向到所述第二篩板上，其中，所述設(shè)備還包括可動(dòng)分流器盤(320)、可動(dòng)板(390，439)或管道(391，441)，用于選擇并聯(lián)或串聯(lián)操作模式。
文檔編號(hào)B07B13/16GK102625733SQ201080028027
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者G·A·伯內(nèi)特 申請(qǐng)人:國(guó)民油井華高有限合伙公司