用于對鉆屑進行干燥的系統及方法技術方案

本發明專利技術描述了用于從鉆屑中分離流體的系統及方法。確切地說，本發明專利技術涉及包含真空系統及/或分區的改裝的振蕩器，以及操作此類振蕩器來實現流體高度分離的方法。所述系統和方法在多種篩孔尺寸、真空流以及真空設計中都是有效的。所述系統尤其有助于從鉆井液中分離氣體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術描述了用于從鉆屑中分離流體的系統及方法。特別地，本專利技術涉及包含真空系統及/或分區的改裝的振蕩器，以及操作此類振蕩器來實現流體高度分離的方法。該系統和方法在多種篩孔尺寸、真空流以及真空設計中都是有效的。該系統尤其有助于從鉆井液中分離氣體。
技術介紹
對于能源勘探行業而言，鉆井液的損失意味著一些技術及成本上的問題。這些問題通常包含鉆井液滲入到地層造成的滲流損失、在表面上的鉆井液的回收及/或被鉆井液污染的鉆探巖屑或鉆屑的處理。在本專利技術的上下文中，“鉆井液”既包含在表面上預備的以未變更狀態用于鉆探的流體，也包含從井中回收的所有流體，這些流體可包含來自井中的多種污染物，污染物包含水以及碳氫化合物(既有液體，也有氣體)。
技術介紹
中存在一種已知的情況，即，在挖掘或鉆探過程中，鉆井液的損失量可達到在鉆探項目的整個過程中損失的鉆井液接近300立方米。由于一些鉆井液的價值超過1600美元每立方米，因此,此類流體的大量損失對鉆探運營商來說意味著高成本。鉆井液通常可分為水基鉆井液或油基鉆井液，所屬領域的技術人員所熟知的，這些鉆井液可能包含許多昂貴并且專用的化學品。因此，在鉆探項目中希望鉆井液的損失量是最小的，于是人們思考和/或采用了多種技術來使井下和表面上的鉆井液損失最小化。此外，在一些地區，通過輸送油或水來配制鉆井液，對于一些運作而言，這種做法可能會造成一些成本上的問題，特別是在沙漠、近海處，甚至也包含一些不允許將水的配給用于此目的地區。如上文所述，一個具體的問題是，如何將可能在表面處粘附到鉆屑上的鉆井液與來自地層的所有碳氫化合物(統稱為“流體”)分離。已通過各種技術來達成從鉆屑中有效分離各種流體，所述技術包含但不限于，水力旋流器、泥漿清潔器、線性運動振蕩器、螺旋推進式離心機、立式籃式離心機(VBC)、真空器件，以及渦流分離器。如所屬領域的技術人員所熟知的，這些器件通常以每天1000-2000美元的價格出租，因此，對運營商構成顯著的成本。因此，流體的回收對補償這些費用是必要的，這就要求回收的流體的價值大于設備的租賃費用，從而使回收技術在經濟上更合理。在挖掘工程中，高成本鉆井液的損失量很大(例如，超過3立方米每天)，于是，對專用分離設備按日收取租賃費可實現有利的經濟效益。此夕卜，在運營商設計鉆井液/鉆屑的分離/回收系統時，很可能還會將環境影響及/或被鉆井液污染的鉆屑的處理成本考慮在內。另外，當鉆屑在振蕩器設備上處理時，用于從鉆屑中分離鉆井液的以往技術也使用液體噴淋系統來將“清洗”液輸送到鉆屑中。當鉆屑在振蕩器上處理時，此類清洗液以及關聯的流體供應系統被用來輸送多種清洗流體，并且根據所處理的鉆井液的類型，可包含多種類型的設計來輸送不同的清洗流體。例如，根據在振蕩器上處理的鉆井液和鉆屑，清洗液可包含油、水或乙二醇。通常，應用這些清洗流體來減少粘附到鉆屑上的流體的粘度及/或表面張力，和實現對更多的流體進行回收。然而，通常這些技術對許多鉆井液而言都不具有成本效益，因為稀釋流體的使用通常造成鉆井液的體積增加及/或化學穩定性的改變，這是不可接受的，并且因此造成鉆井液流變學性質的改變。因此，雖然有多種分離系統通常能夠有效及/或有效率地達成一定水平的流體/鉆屑分離，但是每種形式的分離技術通常只在一定范圍內的條件或參數下并且在特定的價位上才能有效率地操作。例如，利用篩網的標準振蕩器能夠相對有效率并且持續地從鉆屑中移除一定量的鉆井液，在振蕩器的通常操作中，操作者通常能夠使鉆井液/鉆屑分離達到流體相對于鉆屑重量的12-40%的水平(即，所回收鉆屑的總質量的12-40%為鉆井液)。·流體/鉆屑重量百分比的范圍通常由篩孔尺寸來控制，其中通過使用較大的篩孔(例如，·50-75目),操作者可實現較高程度的流體/鉆屑分離,通過使用較小的篩孔(例如,最高325目)來實現較低程度的流體/鉆屑分離。由于篩孔尺寸影響了通過篩網的固體量，所以須在使用大目篩網與小目篩網之間作出取舍。也就是說，雖然操作者能夠通過使用較大的篩孔(50-75目)來降低鉆屑上保留的漿料從振蕩器脫落，但是使用較大的篩孔的問題是實質上更大量的固體將會通過篩網，隨后會顯著地影響所回收流體的流變學性質和密度及/或需要使用額外的有可能效率不高的分離技術來將這些固體從所回收的鉆井液中移除。相反，如果使用小的篩孔，雖然有可能將對用于從所回收的鉆井液中移除固體的進一步下游分離技術的需要降為最低，但實質上會導致較大量的鉆井液未被回收，因為這些鉆井液更有可能避開篩網并因此導致更大的鉆井液損失，以及/或者需要后續的處理。相應地，在許多操作中，操作者將通過離心力式設備調節從振蕩器中所回收的流體，使其經受額外的處理，從而在回收或再生鉆井液之前減小流體密度并且移除盡可能多的微細固體。然而，此類調節需要更昂貴的設備，例如離心機、螺旋推進式離心機、水力旋流器等，它們會增加回收總成本。這些處理技術也被其處理的流體的質量直接影響，因此由使用粗篩網的振蕩器預處理的流體將不如從較微細篩網接收的流體，后者更為優化。此外，離心機和水力旋流器以及其他設備的性能也受到進料流體的粘度和密度的直接影響。因此，能夠將重且含固體顆粒的流體輸送到二級處理設備的鉆井液回收技術需要力度更強的技術，例如增加重力及/或真空來實現分離，而這通常會導致鉆屑的破碎。此外，此類二級處理設備通常不能以相同的振蕩器吞吐量值來處理鉆屑及鉆井液，結果造成可能需要額外的分離設備，或是可能需要額外的存儲槽來臨時存放所積累的鉆井液。因此，操作者會試圖將鉆井液損失的成本，與所回收的流體的質量，連同其他的考慮因素一起衡量。雖然操作者通常對鉆屑處理的質量以及可用的流體回收技術沒有多少選擇余地，但是許多操作者將操作分離設備，使得從分離設備所回收的鉆井液密度會比系統中的循環流體的密度重大約200-300kg/m3。當這種含有顯著量的微細固體的較重流體被留在鉆井液中時，將會立刻或在一段時間后破壞鉆井液或其他任何類型流體的性能。因此，依然需要這樣的系統，其能經濟地增大從振蕩器中所回收的流體的體積，且不會對所回收的鉆井液的流變學性質造成不利影響。具體而言，需要這樣的分離系統，其可使所回收的流體密度相對于原始流體密度在5-100kg/m3的范圍內，并且不影響塑性粘度、膠凝強度等流變學性質。此外，需要開發低成本的改裝技術，所述技術可強化流體回收并且低于當前所采用的機制和技術的成本。此外，還需要這樣的改裝技術，其可用于由不同制造商制造的各種振蕩器，并且可用來強化現有振蕩器的操作。此外，還需要開發能強化二級分離設備的操作的分離技術。真空技術的使用是改善鉆井液分離的一個解決方案。然而，真空技術本身具有多種問題，包含對鉆屑/流體分離不充分，如上所述，其需要額外且昂貴的下游處理，并且其不能從所回收的鉆井液中有效地移除細粒，從而增大了所回收的鉆井液的密度。此外，力度 強的真空系統也將使鉆屑破碎，從而使生成細粒的問題增大。此外，在工作場所中多種真空技術還可能出現塵埃和薄霧問題,例如使用過去的真空技術，需要用高壓沖洗來定期地清理堵塞的篩網。篩網的高壓沖洗產生的空氣中漂浮的塵埃以及薄霧對操作者造成了危害。因此，仍然需要能使對篩網的清洗的需求最小化的技術。此外，在真空篩網的下側需要改善的流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.05.12 US 61/334,117;2010.11.08 US 61/411,298;1.一種用于改善在振蕩器上將鉆井液從鉆屑中分離的系統，所述振蕩器具有振蕩器篩網和支撐系統，用于在振蕩器內支撐被鉆井液污染的鉆屑；所述裝置包含 第一流體收集系統，用于操作性定位在所述振蕩器篩網和支撐系統下方，以從所述振蕩器篩網和支撐系統的第一區段中收集鉆井液；以及 第二流體收集系統，用于操作性定位在所述振蕩器篩網和支撐系統下方，以從所述振蕩器篩網和支撐系統的第二區段中收集鉆井液。2.根據權利要求1所述的系統，其中從所述第一及第二漿料收集系統中的每一者中收集的所述鉆井液被彼此獨立地處理。3.根據權利要求1至2中任一權利要求所述的系統，其中所述第二流體收集系統包含篩網延伸物和篩網，用于改裝連接到所述振蕩器篩網和支撐系統，所述篩網延伸物和篩網延伸并超過所述振蕩器篩網和支撐系統的原始長度；以及改裝的鉆井液收集系統，所述改裝的鉆井液收集系統操作性連接到所述篩網延伸物，用于從所述篩網延伸物和篩網中收集流體。4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的系統，其中具有不同的篩孔尺寸的分離的篩網操作性定位在所述第一及第二流體收集系統中的每一者之上。5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的系統，其中所述第一及第二流體收集系統中的至少一者包含料斗。6.根據權利要求1所述的系統，還包含至少一個第三流體收集系統，用于操作性定位在所述振蕩器篩網和支撐系統下方，以從所述振蕩器篩網和支撐系統的第三區段中收集鉆井液，并且其中具有不同的篩孔尺寸的分離的篩網操作性定位在所述第一及第二流體收集系統以及至少一個所述第三漿料收集系統中的每一者之上。7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的系統，其中所述流體收集系統中的至少一個區段包含真空系統。8.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的系統，其中所述第一及第二流體收集系統被壁式分區分開。9.根據權利要求8所述的系統，其中所述壁式分區為可調節的，允許操作者調節所述第一及第二流體收集系統中的每一者的相對尺寸。10.根據權利要求1至9中任一權利要求所述的系統，還包含霧氣收集系統，所述霧氣收集系統操作性定位在所述振蕩器篩網和支撐系統之上，以收集在所述振蕩器的操作中釋放的鉆井液霧氣。11.根據權利要求10所述的系統，其中所述霧氣收集系統包含干燥劑。12.根據權利要求1所述的系統，還包含一級分離槽，所述一級分離槽操作性連接到所述第一流體收集系統，其中從所述第一流體收集系統收集的鉆井液被輸送到所述一級分離槽；以及二級分離槽，所述二級分離槽操作性連接到所述第二流體收集系統，其中從所述第二流體收集系統收集的鉆井液被輸送到所述二級分離槽。13.根據權利要求12所述的系統，其中所述振蕩器篩網和支撐系統的所述第一及第二區段中的每一者操作性地支撐篩孔尺寸不同的篩網，其中篩孔尺寸較小的篩網位于所述振蕩器篩網和支撐系統的上游區段內。14.根據權利要求12或13所述的系統，其中來自所述二級分離槽的鉆井液被輸送到二級分離系統以便移除固體。15.根據權利要求14所述的系統，其中來自所述二級分離系統的鉆井液被輸送到所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丹尼爾·蓋·波默洛，
申請(專利權)人：丹尼爾·蓋·波默洛，
類型：
國別省市：