專利名稱：：用于從鉆井液中除去固體的分離器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于從鉆井液中除去固體的分離器，和一種用于從鉆井液中除去固體的方法以及一種使用包括斜管沉降器(tubesettler)的分離器從鉆井液中除去固體的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在向地層鉆井眼時，鉆井液用于從鉆進的井下位置向地面?zhèn)魉陀摄@井過程產(chǎn)生的固體顆粒物。通常鉆井液沿空心鉆柱向下泵送到鉆頭。由鉆頭產(chǎn)生的固體顆粒物(比如鉆屑)懸浮在液體中，并且隨著液體經(jīng)過環(huán)繞鉆柱的環(huán)形空間流到地面。在地面，或者液體和攜帶的顆粒物必須被傾倒，或者顆粒物必須從液體中分離出來以使液體能夠再循環(huán)。在后一種情況下，分離出的顆粒物必須被傾倒。為了環(huán)境或經(jīng)濟的原因，傾倒液體常常不可選。特別是在人類居住的地區(qū)，傾倒大量的充滿顆粒的液體對環(huán)境的損害是不可接受的。另外，特別是使用昂貴的鉆井液(比如曱酸鈣溶液)時，液體本身的成本使得傾倒花費太高而被禁止。當(dāng)穿過高比重的巖石(比如花崗巖)鉆進時，由于花崗巖顆粒更容易懸浮在高比重的液體(比如甲酸鈣溶液)中，因而使用甲酸鉤溶液。從鉆井液中分離顆?？梢酝ㄟ^使用大的沉降罐或竭湖來實現(xiàn)，但是如果鉆井現(xiàn)場的空間非常珍貴，則不能使用這些選擇。由于動力分離裝置(比如離心分離器)占用比較有限的空間因而可以使用，但是這種設(shè)備費用高而且磨損快(特別是當(dāng)處理磨粒時)，因此需要技術(shù)人員加強維護。需要在許多不同環(huán)境中鉆通許多不同類型的巖石來鉆井。本發(fā)明特別適用于鉆井過程產(chǎn)生載有高研磨性小顆粒的鉆井液和當(dāng)?shù)貤l件限制可用空間與可接受的環(huán)境影響水平的情況。例如當(dāng)鉆通火成巖(比如花崗巖)來鉆地?zé)峋畷r，由于花崗巖產(chǎn)生小的高研磨性顆粒而且常常要求地?zé)峋容^接近人類居住地，可能發(fā)生這種情況。斜管沉降器已知并且廣泛應(yīng)用于例如水工業(yè)中，用于凈化較大容積的水流量。本文中使用的術(shù)語"斜管沉降器"是指包括管束的設(shè)備，所述管束在正常使用過程中相對于垂直和水平方向傾斜，而且將被凈化的液體向上流經(jīng)該管束，使得每根管用作沉降容器而且所沉降的固體沿管向下流動而收集在管束下方的池中。可以通過例如排空池并挖出污泥來實現(xiàn)清理堆積在收集池中的污泥。通常，收集池是大的永久性結(jié)構(gòu)，不適用于僅臨時占用的場所和場所空間非常珍貴的應(yīng)用。在美國專利6，171，483中已經(jīng)提出了在海底的未凈化水注入系統(tǒng)中使用斜管沉降器來從海水中除去顆粒。分離出的顆粒堆積在海床上而被自然湍流驅(qū)散。因此，不會發(fā)生從斜管沉降器下方除去堆積的顆粒的問題。
發(fā)明內(nèi)容需要提供一種適用于從鉆井液中除去固體以允許有效除去固體并且可在人類居住地附近使用的分離器。本發(fā)明提供了一種用于從鉆井液中除去固體的分離器，所述分離器包括斜管沉降器，鉆井液可以流動通過所述斜管沉降器，顆粒收集容器布置在所述斜管沉降器下方，用于收集從斜管沉降器中的液體分離出的固體，其中，固體收集容器是與斜管沉降器分離的或能與斜管沉降器分離的可運輸容器。根據(jù)本發(fā)明的分離器的一個優(yōu)點是固體收集容器是與斜管沉降器分離的或可分離的而且是可運輸?shù)?。因此，允許容易遠(yuǎn)離現(xiàn)場輸送和存儲堆積的固體，避免需要大的現(xiàn)場固體處理設(shè)備。特別地，標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)料斗可用作可運輸容器。本發(fā)明還提供一種使用分離器從鉆井液中除去固體的方法，其中，包括固體的鉆井液被設(shè)成流動通過斜管沉降器以便允許固體沉降出來，從而獲得除去固體的鉆井液和堆積的固體。所述方法允許有效且連續(xù)地在現(xiàn)場從鉆井液中除去固體。除去固體之后，鉆井液可以被再循環(huán)到鉆井操作中。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是斜管沉降器不會遭受使用水力旋流器裝置的先前已知方法所常有的研磨磨損問題。本發(fā)明還涉及使用包括斜管沉降器的分離器從鉆井液中除去固體的應(yīng)用。斜管沉降器操作和維修簡單，而且當(dāng)在從鉆井液中除去固體的較低產(chǎn)量應(yīng)用中使用時占用空間小。僅有的移動部件是單缸泵和閥，其在偏遠(yuǎn)地區(qū)也容易安裝和維修。所有部件都比較小而且容易用常規(guī)載荷處理設(shè)備在常規(guī)輸送工具上輸送。所有設(shè)備可以簡單地安裝在車行道或人行道上，因此不需要花費很高和破壞性的現(xiàn)場地基。圖l是包括斜管沉降器的分離器的示意圖，所述斜管沉降器布置用于將分離出的固體沉淀在可易于運輸?shù)牧隙分?；圖2是依靠在圖1的斜管沉降器中的分離機構(gòu)的示意圖3是圖1的斜管沉降器內(nèi)部的一小部分的透視圖，顯示了八個疊置的波紋片，相鄰片被相互偏置以使得在每一對相鄰片之間限定了管；圖4是圖3所示的片的橫截面。圖5是組成圖1的分離器的部件的示意透視圖，顯示了處于操作位置的部件，其中斜管沉降器的下部浸于容納在固體收集容器中的鉆井液中；圖6是與圖5相應(yīng)的視圖，是斜管沉降器被樞轉(zhuǎn)到收回位置之后而且過大的鉆井液已經(jīng)被泵送出固體收集容器；圖7示意性表示了在相鄰固體收集容器之間轉(zhuǎn)換斜管沉降器所釆用的操作步驟；圖8是圖1的分離器的操作控制的示意圖。具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的分離器是一種適用于從液體中除去固體而且特別是從鉆井液中除去固體的分離器。該分離器包括鉆井液可流動通過的斜管沉降器。該分離器還包括可運輸?shù)墓腆w收集容器。斜管沉降器和固體收集容器是分離的或可分離的并且布置成使得固體收集容器位于斜管沉降器的下方，以使得它能接收由斜管沉降器分離出的固體。固體收集容器可以獨立于斜管沉降器被運輸。因而，標(biāo)準(zhǔn)的廢物處理料斗通過使用標(biāo)準(zhǔn)的車載料斗處理設(shè)備可以以高效率的方式既用作顆粒收集容器又用作顆粒運輸容器。優(yōu)選地，分離器還包括分離罐(knock-outtank)。在此提到的分離罐是初級分離容器，用于在液體進入斜管沉降器之前除去粗固體顆粒物并減少液體的固體負(fù)載。分離罐可以用于除去過大的固體以便減少斜管沉降器中的固體堆積并且減少斜管沉降器中的結(jié)垢。此外，可能需要除去可能堵塞斜管沉降器的粗固體顆粒物。優(yōu)選地，固體收集容器形成分離罐。當(dāng)固體收集容器形成分離罐時，不需要為分離器增加另外的分離容器，從而減少了分離器的占地面積。此外，所有固體都收集在同一容器中。優(yōu)選地，斜管沉降器可在與固體收集容器隔開的位置和操作位置之間相對于容器可移置，在操作位置中，斜管沉降器的下部位于固體收集容器內(nèi)，處于填充固體收集容器的液體的水平液面下方。斜管沉降器可被樞轉(zhuǎn)地支承以使其在操作位置和一收回位置之間樞轉(zhuǎn)。在收回位置中，斜管沉降器的下部位于固體收集容器的上邊緣的上方以使該下部能夠在固體收集容器的該邊緣之上經(jīng)過。斜管沉降器可樞轉(zhuǎn)地支承在框架上，該框架相對于固體收集容器是可移置的。優(yōu)選地，斜管沉降器包括傾斜管束，所述管束具有在其下端的鉆井液入口，在正常操作過程中，所述入口浸在鉆井液中；而且所述管束具有在其上端的出口，所述出口連接到液體泵上，所述泵可操作以使液體沿管向上泵送。在此提到的管是任何幾何橫截面形狀的伸長管通道，比如但不限于圓形、正方形和/或三角形的橫截面。優(yōu)選地，斜管沉降器包括一個由疊置的波紋片組件所限定的管陣列，相鄰片相互移置以使得在每對相鄰片之間限定管。選擇管的橫截面、特別是管的高度，以使得管束提供足夠的表面積用于將固體沉降出來，而且使得管在正常操作過程中不被固體堵塞。橫截面的通常尺寸使得橫截面所包圍的圓的直徑范圍為從0.01米到0.10米，優(yōu)選從0.02米到0.06米，特別是0.04米。該管束可以容納在殼體或任何其他合適的具體裝置中。這種具體裝置可以改善管束的處理并且提高斜管沉降器的堅固性。管束中的管相對于水平軸處于傾斜位置。在此提到的傾斜位置是水平軸與管的縱軸之間的夾角。優(yōu)選管的傾斜角度在30。到60°之間，比如45。。管的傾斜位置可以促進斜管沉降器的自清洗性能。優(yōu)選地，提供起動泵以便抽空管束的上端?？梢蕴峁┏槲刂归y(suctionbreakvalve)，如果該抽吸截止閥被致動，則使殼體的上部通向大氣。傳感器可以監(jiān)控殼體的上部中液體的顆粒含量以使控制單元能夠響應(yīng)傳感器的輸出而在檢測的含量超過預(yù)定水平的情況下減少通過斜管沉降器的液體流量。包括斜管沉降器的分離器特別適用于從鉆井液中除去固體，比如用于鉆地?zé)峋你@井液。如上文所提到的，斜管沉降器堅固，不需要很高操作技能而且易于裝配。此外，這種分離器不遭受使用水力旋流單元的先前已知方法所常有的研磨磨損問題。因此，本發(fā)明還適合于使用包括斜管沉降器的分離器從鉆井液中除去固體的應(yīng)用。本發(fā)明還提供一種用于從鉆井液中除去固體的方法，特別是使用根據(jù)本發(fā)明的分離器的方法。在該方法中，包括固體的鉆井液被設(shè)成流動通過斜管沉降器。在斜管沉降器的管的內(nèi)部，允許固體在重力作用下沉降出來并且沉淀在管的底側(cè)。從而獲得除去固體的鉆井液和堆積的固體。由于斜管沉降器中管的傾斜位置，管底側(cè)上的堆積的固體朝向管束的下端滑動。在此提到的鉆井液是在鉆井時用于從鉆頭除去熱量和巖屑的液體。一種合適的鉆井液實例是鹽水溶液(aqueousbrinesolution),鹽水溶液可以是任何含鹽水溶液，比如，例如海水或甲酸鈣溶液。在此提到的固體是任何固體物，通常是固體顆粒物，特別是鉆屑(比如，例如砂、礦物質(zhì)、花崗巖)。通常，固體可以具有的顆粒直徑范圍從lx10-7米到lxl0-2米，特別是從lx10-6米到5xl0-3米，更特別是從5x10-6米到75x10-6米，其中，后者的范圍是可適于由斜管沉降器處理的范圍。優(yōu)選地，鉆井液在流動通過斜管沉降器之前先流經(jīng)分離罐。在分離罐中，過大的固體被除去，尤其是粗固體顆粒物。應(yīng)該理解，所需的分離罐的分離與分離器的特別實施例有關(guān)。通常，當(dāng)使用鉆井液時，在分離罐中除去直徑超過75xl0-6米的固體顆粒。優(yōu)選地，堆積的固體被收集在固體收集容器中，通過在固體收集容器中收集固體，固體在該過程中可以被除去并且被運輸遠(yuǎn)離現(xiàn)場。優(yōu)選地，提供多個固體收集容器，而且斜管沉降器交替地應(yīng)用到固體收集容器中。固體收集容器可以是例如標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)料斗。這種料斗便宜、容易獲得并且允許將固體容易且便宜地運輸遠(yuǎn)離現(xiàn)場。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，鉆井液被設(shè)成流動通過斜管沉降器。鉆井液可以向上或向下流動通過斜管沉降器。優(yōu)選地，鉆井液向上流動。通常，管束的下端浸在包含固體的鉆井液中，而管束的上端連通鉆井液泵，所述泵可操作以將液體泵送出管束的上端從而使液體沿管向上流動。固體在管束中的管的底側(cè)上沉降出來。在此提到的沉降出來是指鉆井液中的固體朝管底側(cè)的豎直移動。固體沉降出來的速度尤其受鉆井液溫度影響。溫度影響鉆井液的粘度。優(yōu)選地，鉆井液的溫度范圍為從20。C到90。C。由于高溫對粘度具有正面影響，應(yīng)該意識到，任何希望的鉆井液冷卻將發(fā)生在分離器的下游。應(yīng)該意識到，管內(nèi)鉆井液的最大容許流動速度與固體顆粒的沉降速度和管的長度有關(guān)。此外，優(yōu)選的是管內(nèi)鉆井液的流動狀態(tài)為近似層流。優(yōu)選地，選擇斜管沉降器中的鉆井液的流動速度以使得鉆井液的雷諾數(shù)為2000或更低，優(yōu)選400或更低。優(yōu)選地，選擇斜管沉降器中的鉆井液的流動速度以使得鉆井液的弗魯?shù)聰?shù)為10-5或更高。通常，鉆井液包括的固體相對于鉆井液的體積百分?jǐn)?shù)范圍為從0.1%到5%，特別是從0.2%到1.5%,更特別是從0.5%到1%。上面描述的根據(jù)本發(fā)明的分離器和方法具有許多商業(yè)上有吸引力的特征，特別是在需要處理例如當(dāng)鉆花崗巖時產(chǎn)生的高研磨性小固體顆粒物的應(yīng)用中。所描述的根據(jù)本發(fā)明的分離器依靠立地框架(floor-standingframe)來支承在固體收集容器(例如料斗)上方的處于其操作位置的斜管沉降器。也可能采用替代結(jié)構(gòu)。例如，斜管沉降器可被支承在可被存放在地面上的框架上，但是當(dāng)其處于操作位置時被叉車舉升以安放在料斗的邊緣上。假設(shè)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸和結(jié)構(gòu)的料斗，這種方法將確保斜管沉降器伸入料斗中的可預(yù)測深度。所描述的根據(jù)本發(fā)明的分離器依靠抽吸將鉆井液向上抽入斜管沉降器。替代地，也可能通過將壓力施加到固體收集容器中的鉆井液上以推動鉆井液向上進入斜管沉降器。例如，可以環(huán)繞斜管沉降器設(shè)置柔性可膨脹裙部，其可用于在斜管沉降器和固體收集容器之間形成密封外殼，然后該外殼隨后可被加壓以填充斜管沉降器。所描述的根據(jù)本發(fā)明的分離器和方法需要將斜管沉降器移置到固體收集容器中以便實現(xiàn)將管束的底端浸在料斗中所包含的液體中。應(yīng)該意識到在一種替代布置中，可以將斜管沉降器固定到位并且從斜管沉降器下方向上舉升固體收集容器以實現(xiàn)所需浸入。然而，因為斜管沉降器遠(yuǎn)遠(yuǎn)輕于填充固體的固體收集容器，優(yōu)選的是使斜管沉降器可移置?？稍谛惫艹两灯鞯墓苁纳隙税ㄓ腿コ到y(tǒng)以便減少油污染的危險。例如，撇油器可以包括于根據(jù)本發(fā)明的分離器中。斜管沉降器的生產(chǎn)能力是管陣列的橫截面積的函數(shù)。這局限于斜管沉降器必須配合的固體收集容器的尺寸。然而，應(yīng)該意識到，可以提供在相鄰料斗中并行操作的兩個或更多個斜管沉降器以滿足較高的生產(chǎn)量需要。具有簡單結(jié)構(gòu)的斜管沉降器的清洗不成問題，原因特別是在于由于系統(tǒng)比較簡單，一個斜管沉降器單元可被暫時退出工作以便進行清洗并簡單地用另一個進行替換。附圖的詳細(xì)描述現(xiàn)在將參照附圖通過實例來描述本發(fā)明的一個實施例，其中參照圖1,包括固體的鉆井液通過入口l被輸送到固體收集容器2(例如料斗)。料斗填充有鉆井液，其液面水平用線3指示。斜管沉降器的底部浸在料斗中的鉆井液中。斜管沉降器具有傾斜的主要部分4，該主要部分填充有一疊波紋片5和上匯流箱部分(headerbox)6,主要部分和上部被封裝在公用殼體中。每個片5的沿用線7指示的方向上的一般尺寸可以是1.8米，但是也可以用更短或更長的管，比如在0.5米到5米之間。所述片被相互偏置以使得開放的管被限定在相鄰片之間的空間中。所述片可以相對于豎直方向傾斜，例如傾斜45。。上部6限定了開放的空間，其與出口8連通并且與限定在波紋片之間的管連通，主要部分4在底部是開放的，以使得鉆井液可以從料斗流入限定在波紋片之間的管中。出口8延伸到聯(lián)接器9上，該聯(lián)接器通過柔性管(未顯示)連接到抽吸泵(未顯示)上。抽吸截止閥10連接到出口7上而且可以通過牽拉鏈11而手動打開以便使出口通向大氣。在操作中，鉆井液被接收在固體收集容器(料斗)2中，在該處可以發(fā)生粗固體顆粒物的第一次沉降。因此，料斗2形成分離罐。包含剩余細(xì)粒固體的鉆井液通過抽吸沿限定在波紋片之間的管向上抽入并且進入上部6而到達(dá)由線12所指示的水平。通過入口1和出口8的流量基本相等以使得系統(tǒng)內(nèi)的水平基本保持如所示的一樣。在適當(dāng)控制鉆井液流動通過斜管沉降器的管的速度的情況下，固體顆粒物在波紋片的上側(cè)沉降出來。結(jié)果，除去固體的鉆井液被輸送到斜管沉降器的上部(如箭頭13所示)，而且固體沿波紋片向下滑落以便落入料斗(如箭頭14所示)。從而所沉降的固體的主體15堆積在料斗2中。圖2說明了在限定于波紋片之間的相鄰兩根管中的堆積固體的堆積和向下流動情況。管的底端填充有包含固體的鉆井液，其上端填充有除去固體的鉆井液，已經(jīng)從所述除去固體的鉆井液中除去了大部分固體顆粒物。從管流出的鉆井液中的固體含量是通過管的流量的函數(shù)。圖3說明了波紋片的偏置布置，所述波紋片產(chǎn)生非常緊湊的平行管陣列，該平行管陣列也被稱為波紋板攔截器(interceptor)。圖4給出了波紋片的布置的橫截面視圖。每根管用作獨立的沉降區(qū)。波紋片可以簡單地插入殼體，限定斜管沉降器的主要部分4?？梢允褂萌菀撰@得的價格便宜的塑料片。這種片可以由未經(jīng)訓(xùn)練的人員置換或拆卸下來用于清洗，因而維護不成問題。圖5顯示了斜管沉降器可以如何被支承在簡易的腳手架框架16上。如所示的，斜管沉降器的主要部分4的殼體支承軸17,該軸被樞轉(zhuǎn)地安裝在腳手架16上。軸17被定位成使得該組件基本上平衡并且不需要太大的力來使組件在軸17上移動。假設(shè)斜管沉降器最初充滿鉆井液(如圖l所示)，并且希望將斜管沉降器舉升離開料斗2中的鉆井液，首先，打開抽吸截止閥10以使得斜管沉降器中的所有鉆井液流回料斗2。斜管沉降器可以從圖5所示的操作位置旋轉(zhuǎn)到圖6所示的收回位置。當(dāng)處于圖6所示的位置時，或者料斗2可以被拉離斜管沉降器，或者斜管沉降器可以被從料斗拉回來。在兩種情況下，這都使得可將料斗舉升到車輛上以運輸料斗到顆粒處理場。不需要直接地機械或手動處理固體。圖7說明了一種方法，所述方法使停工時間最小化并且使車輛運動的利用率最大化。該方法需要斜管沉降器在相鄰料斗之間運動。斜管沉降器的運動可以很容易地實現(xiàn)，例如通過使用叉車來舉升并運輸斜管沉降器和腳手架16的組件，或者通過將腳手架框架16安裝在可鎖定輪(未顯示)上來實現(xiàn)，其中所述可鎖定輪可以被解鎖以便可將組件運到其需要的位置。如圖7所示，第一料斗18使用支承在框架16上的斜管沉降器4、6已經(jīng)事先填充固體。然后斜管沉降器4、6被移動到第二料斗19上方，固體分離繼續(xù)進行，固體堆積在料斗19中。然后，召來的車輛帶有另一個空料斗20，將該空料斗20放置在所示的料斗19的與料斗18相對的側(cè)。然后，該同一輛車可以將料斗18運走，將料斗帶到合適的固體處理場。當(dāng)料斗19充滿時，斜管沉降器4、6可以被移動到料斗20上方，另一輛車可被召來更換料斗18并將料斗19運走。該過程這樣進行，而在沉降過程中僅有很短時間的中斷。圖8說明了用于控制參照圖7的描述運行的圖l到6所示的斜管沉降器的運行情況的控制系統(tǒng)。在圖8中，斜管沉降器的主要部分和上部表示為單個方框4，6。傳感器HH和LL監(jiān)控料斗內(nèi)鉆井液的在上液面(不能超過，以避免鉆井液從料斗流失)和下液面(保持在其之上，以保持斜管沉降器底端的浸入)之間的液面水平。這些傳感器可安裝在斜管沉降器本身上以避免依賴于料斗安裝部件。料斗2可安放在設(shè)計用于保持任何意外損失的鉆井液的堤岸(bund)21中。泵22與隔離閥23串聯(lián)連接在出口8和鉆機(未顯示)之間，通過其泵送鉆井液以便將顆粒物送回到地面。返回的載有固體的鉆井液經(jīng)入口l輸送到料斗2中。濁度計24監(jiān)控流動通過出口8的鉆井液的固體含量。泵換向閥25提供繞泵22的旁路。起動泵26與出口8連接以使空氣能夠從斜管沉降器有效地泵送出去。閥27連接在組成鉆井液的源29和通向料斗的輔助入口之間。液面水平傳感器HH和LL和濁度計24為控制單元28提供輸入。控制單元為閥25和27提供輸出。在所描述的系統(tǒng)中，主泵22由起動泵26補充。根據(jù)泵22的性質(zhì)，可以不需要泵26，但是優(yōu)選使用較低容積能力、較高真空能力的起動泵26以確?？諝獗怀浞智宄?，從而使泵22能夠?qū)@井液循環(huán)通過斜管沉降器。如果斜管沉降器中的空氣量超過預(yù)定極限，則斜管沉降器的上部6的鉆井液液面水平可被監(jiān)控以打開泵26。假設(shè)啟動條件是空料斗2，在斜管沉降器處于其操作位置(圖5)的情況下，閥10、23、25和27關(guān)閉，泵22和26關(guān)閉，則首先需要填充料斗直到斜管沉降器的底部被浸入。這通過控制單元28打開閥27并輸送鉆井液直到達(dá)到由傳感器HH檢測的上限來實現(xiàn)。然后關(guān)閉閥27，使泵26接通以便將空氣從斜管沉降器泵送出去。這導(dǎo)致料斗中的鉆井液液面水平下降，但是傳感器LL根據(jù)需要導(dǎo)致閥27打開，使料斗中的鉆井液液面水平保持足夠高以便保持斜管沉降器部分地浸在料斗中。一旦鉆井液達(dá)到該高度就關(guān)閉泵26，以指示斜管沉降器充滿了鉆井液。然后可以進行從鉆井液中除去固體。打開閥23,使泵22接通，驅(qū)動鉆井液通過鉆機、鉆柱、井30回到料斗。在進行鉆進時，需要更多鉆井液以保持料斗中所需的鉆井液液面水平。這響應(yīng)于傳感器LL的輸出經(jīng)由閥27來供給。由測量計24監(jiān)控的斜管沉降器輸出8中的鉆井液的濁度使控制單元能夠調(diào)節(jié)閥25，以使得通過斜管沉降器的流量不會太大以致沖洗通過斜管沉降器的大量的固體。當(dāng)料斗2充滿到使斜管沉降器的底部被堆積的固體堵塞的程度時，泵22停止并且關(guān)閉閥23。然后將泵(未顯示)投入料斗2，用于將自由的鉆井液泵送到下一個將要使用的料斗中。然后，打開抽吸截止閥10，使斜管沉降器中的鉆井液沖回到料斗2。該鉆井液也被泵送到下一個料斗，然后，將斜管沉降器轉(zhuǎn)移到該下一個料斗。然后重復(fù)進4亍該循環(huán)。圖8涉及監(jiān)控斜管沉降器的流出物的濁度。應(yīng)該意識到，根據(jù)該流出物的質(zhì)量的控制程度，許多其它參數(shù)可以被監(jiān)控并用于控制系統(tǒng)狀態(tài)。例如，可監(jiān)控顆粒計數(shù)、顆粒大小、流動速度、溫度或容積流量。實驗通過與用于包含固體的鉆井液的斜管沉降器的設(shè)計相關(guān)的模擬試驗的下列數(shù)據(jù)來示例說明本發(fā)明，斜管沉降器能夠處理3000升/分鐘的量，同時除去直徑超過22微米的固體的至少98%。結(jié)果如表l所示。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于從鉆井液中除去固體的分離器，所述分離器包括斜管沉降器，鉆井液流動通過所述斜管沉降器，顆粒收集容器布置在所述斜管沉降器的下方，用于收集從斜管沉降器中的液體中分離出的固體，其中，固體收集容器是與斜管沉降器分離的或能與斜管沉降器分離的可運輸容器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其中所述分離器還包括分離罐。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離器，其中固體收集容器形成所述分離罐。4.根據(jù)權(quán)利要求l-3中的任一項所述的分離器，其中所述斜管沉降器能在與容器隔開的位置和操作位置之間相對于所述容器移置，在所述操作位置中，斜管沉降器的下部位于容器內(nèi)，低于可填充容器的液體的水平液面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離器，其中斜管沉降器被樞轉(zhuǎn)地支承以便在操作位置和一收回位置之間樞轉(zhuǎn)，在收回位置中，斜管沉降器的下部位于容器的上邊緣的上方以使該下部能夠在容器的所述上邊緣上方經(jīng)過。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分離器，其中斜管沉降器被樞轉(zhuǎn)地支承在框架上，所述框架相對于所述收集容器是可移置的。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的分離器，其中所述斜管沉降器包括傾斜管束，所述管束在其下端具有鉆井液入口，在正常操作過程中，所述入口浸在鉆井液中，所述管束在其上端具有連接到液體泵上的出口，泵可操作以使液體沿管向上泵送。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離器，包括起動泵，用于部分地抽空管束的上端。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的分離器，包括抽吸截止岡，如果所述抽吸截止閥被致動，就使殼體的上部通向大氣。10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項所述的分離器，包括傳感器和控制單元，所述傳感器布置用于監(jiān)控殼體的上部中液體的顆粒含量，所述控制單元響應(yīng)所述傳感器的輸出以便在檢測到的含量超過預(yù)定水平的情況下減少通過斜管沉降器的液體流量。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的分離器，其中斜管沉降器包括由疊置波紋片的組件形成的管陣列，所述疊置波紋片被相互偏置以使得在每對相鄰片之間限定管。12.—種使用分離器從鉆井液中除去固體的方法，其中，包括固體的鉆井液被設(shè)成流動通過斜管沉降器以允許固體沉降出來，從而獲得除去固體的鉆井液和堆積的固體。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中堆積的固體被收集在斜管沉降器下方的固體收集容器中。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中提供多個固體收集容器，而且斜管沉降器交替地應(yīng)用于所述多個固體收集容器。15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項所述的方法，其中鉆井液被設(shè)成在流動通過斜管沉降器之前先流經(jīng)分離罐。16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中的任一項所述的方法，其中鉆井液包括的固體相對于鉆井液的體積百分?jǐn)?shù)范圍為從0.1%到5%，優(yōu)選從0.2%到1.5%,更優(yōu)選從0.5%到1%。17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中的任一項所述的方法，其中鉆井液包括的固體所具有的顆粒直徑范圍從lxlo-7米到lxlo-2米，特別是從1x10-6米到5xlO-3米，更特別是從5xl0-6米到75xl0-6米。18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中的任一項所述的方法，其中選擇斜管沉降器中的鉆井液的流動速度以使得鉆井液的雷諾數(shù)為2000或更低，優(yōu)選400或更低。19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中的任一項所述的方法，其中選擇斜管沉降器中的鉆井液的流動速度以使得鉆井液的弗魯?shù)聰?shù)為10-5或更高。20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中的任一項所述的方法，其中所述分離器是根據(jù)權(quán)利要求1至11所述的分離器。21.—種使用包括斜管沉降器的分離器從鉆井液中除去固體的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于從鉆井液中除去固體的分離器，所述分離器包括斜管沉降器(4)，鉆井液可流動通過所述斜管沉降器，顆粒收集容器布置在所述斜管沉降器的下方，用于收集從斜管沉降器中的液體中分離出的固體，其中，固體收集容器是與斜管沉降器分離的或能與斜管沉降器分離的可運輸容器。本發(fā)明還提供一種使用分離器從鉆井液中除去固體的方法，其中，包括固體的鉆井液被設(shè)成流動通過斜管沉降器以允許固體沉降出來，從而獲得除去固體的鉆井液和堆積的固體。本發(fā)明還提供一種使用包括斜管沉降器的分離器從鉆井液中除去固體的應(yīng)用。文檔編號E21B21/06GK101421484SQ200780013011公開日2009年4月29日申請日期2007年4月11日優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日發(fā)明者A·R·卡曾斯,R·D·伊登,R·N·沃勒爾申請人:國際殼牌研究有限公司