[发明专利]用于振动筛分机的双筛组件

说明书

技术领域

本发明涉及对振动的筛系统的改进，所述振动的筛系统用于使固 体和流体分离，并且尤其用于使钻屑从钻液分离。在各种实施例中， 说明了用于改装附装到现有的单层板振动性振动筛(vibratory shaker)的双筛系统。

背景技术

筛分机已经多年来用于包括采矿和石油工业在内的各种工业中以 增强固体和液体的分离。在这些工业内，钻井和矿物提炼过程经常产 生固体和液体的浆料，所述固体和液体必须彼此分离。正如众所周知 的，筛分机典型地包括筛床，含有流体和固体的溶液经过所述筛床并 且继而经受包括重力和震动在内的各种分离力。每个筛分离设备都将 利用不同类型和尺寸的筛以使不同的流体/固体能够分离。另外，也已 经实施了真空系统的使用以改进筛分系统内的分离，包括脉冲真空压 力的使用，如在本发明人的共同待审的和发布的专利申请中所述的。

根据工业、正被筛分的流体/固体溶液和筛分系统的商业目的，存 在有不同的筛分机设计。在不同的机器中，每个机器中都已经包含有 某些功能以用于在特定的工业中使用或供特定的固体/液体溶液使用。 每种一般类型的固体/液体溶液的细微差别和每个机器的细微差别通 常意味着一种类型的机器将在不同的工业内是不操作的或是无效的， 如在许多情况下，在处理特定类型的物料或溶液时存在独特的问题。 例如，许多筛分机设计已经被设计成优化固体物料从浆料内的回收； 然而，该形式趋向于忽略所回收的流体的品质。照此，通常已经在维 持或改进正被回收的流体的品质的同时不考虑如何实现固体和液体的 分离。

在井场处从钻屑分离钻液的特定情况下，近年来已经由本申请人 在场地中有效地部署用于从钻屑分离钻液的真空系统。如在本发明人 的共同待审的申请中所述并且通过参考包含于此(2009年10月29日 提交的PCT/CA2009/001555、2010年3月31日提交的 PCT/CA2010/00501和2011年5月11日提交的PCT/CA2011/000542)， 针对振动筛系统使用的真空力当被正确地施加时可以高度有效地减少 保持在钻屑上的钻液以用于增加所回收的钻液的量，而同时也将对钻 屑的损坏减到最小，用于提高所回收的钻液的品质，所述钻屑可以与 可以通过筛的细小固体物料一起导致钻液污染。

此外，振动筛系统的效率对于将在井处的固体控制处理的成本减 到最少而言是尤为重要的。例如，在大多数的钻机处，多个振动筛系 统被安装成同时地处理来自钻机的钻屑。如作为常见的做法，典型地 两个或更多个振动筛(经常3个或更多个并且可能达到9个振动筛) 被配置到与防喷器(BOP)相邻的钻机。随着钻液和钻屑离开井口， 钻液和钻屑经由通向每个振动筛的密封导槽的导管而传送到振动筛。 所传送的钻屑和钻液通常在井口处被分成单独的流动流，以便使相对 一致的钻屑/流体的量被输送到每个振动筛。

如可以理解，可以在钻场处利用的振动筛的总数将显著地影响固 体处理程序的总成本。即，就需要较少的振动筛来说，可以减少固体 处理的成本。

另外，在典型的情形中，振动筛系统可以彼此串联地配置，其中， 上游振动筛可以利用粗筛并且下游振动筛可以利用较细的筛。如理解 的，粗筛将使较细的固体和钻液能够通过筛，并且较细的筛将允许钻 液通过筛，而同时将较细的固体保持在筛的上表面上。

通常，必须在筛的孔隙尺寸和所需的处理速率之间维持平衡。例 如，为了维持经过振动筛的有效流速，通常使用粗筛和细筛的组合， 以便在特定的时间段内回收足够量的流体。即，如果使用的筛太细， 则对于处理钻屑和钻液的量所需的时间变得不足，并且/或者会由于筛 孔堵塞和/或筛眼堵塞而阻止钻屑和钻液分离。然而，如果使用的筛太 粗，则流体/固体分离变得低效，这是因为所回收的钻液的品质通过固 体污染物而降低。

在过去，各种筛和振动筛系统已经被设计成改进分离效率，包括 三维的筛设计和振动筛系统。例如，美国专利No.6,032,806说明了“金 字塔”型式的振动筛的筛(shakerscreen)，其中三维的筛用于增大 筛的表面积。在其它系统中，振动筛系统已经被设计成包括分离的层 板以用于在振动筛内在不同的竖直位置处分离固体。然而，这些过去 的系统在许多方面仍然是低效的。例如，双层板振动筛构建起来是更 昂贵的，这是由于对于每一水平的层板而言需要分离的层板和附装系 统，例如，夹子、楔子或钩子。另外，这些系统经常明显高于传统的 单一水平的振动筛。