用于干燥鉆探切削物的真空系統和方法的優化技術方案

本發明專利技術描述了用于從鉆探切削物中分離出漿料的系統和方法。具體而言，本發明專利技術涉及包括真空系統的振蕩器以及操作此類系統以實現高程度的漿料分離的方法。所述系統和方法在多種篩孔尺寸、真空氣流以及真空設計中都是有效的。

【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探切削物中分離出漿料的系統和方法。具體而言，本專利技術涉及并入真空系統的振蕩器以及操作此類系統以實現高度漿料分離的方法。所述系統和方法在多種篩孔尺寸、真空氣流以及真空設計中都是有效的。
技術介紹
鉆探漿料的損失給能源勘探行業提出了若干技術上的和成本上的挑戰。這些挑戰通常包括鉆探漿料滲入到形成物的滲流損失、表面上的鉆探漿料的回收及/或被鉆探漿料污染的鉆探巖屑或切削物的處理。在本專利技術的范圍內，“鉆探漿料”既包括在表面處預備的以未變更的狀態來使用的用于鉆探的漿料，也包括從井中所回收的所有漿料，這些漿料可包括來自井中的多種污染物，包括水以及碳氫化合物。業已知曉并且作為技術背景來給出，在挖掘或鉆探過程中，在鉆探項目的整個過程中鉆探漿料損失可達到接近300立方米的損失的鉆探漿料的水平。由于一些鉆探漿料具有超過1600美元每立方米的價值，此類漿料的損失對鉆探操作者來說意味著非常高的成本。鉆探漿料通常可被劃分為“基于水的”或“基于油的”鉆探漿料，這些鉆探漿料包括所屬領域的技術人員所熟知的許多昂貴并且特有的化學品。因此，期望在鉆探項目中鉆探漿料的浪費的量最小，于是采用多種技術來將在井下和表面處的鉆探漿料的損失最小化。此夕卜，在一些地區，為配制鉆探漿料而輸送油或水對于一些操作而言可具有若干成本上的挑戰，特別是在沙漠、近海處以及甚至在民眾不允許分配水來用于此用途的一些地區。如上文所述，一個具體的問題是將鉆探漿料以及任何碳氫化合物從可能在表面處粘附到鉆探切削物的形成物(統稱為“漿料”)中分離出來。已通過各種技術來達成從鉆探切削物有效分離各種漿料，所述技術包括但不限于，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，這些器件通常以每天1000-2000美元的價格出租，因此，對操作者構成顯著的成本。因此，漿料的回收對補償這些費用是必要的，這就要求回收的漿料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。在大量高成本的鉆探漿料被損失(例如，超過3立方米每天)的挖掘工程中，專用分離設備的日常租賃收費可提供有利的經濟效益。此外，操作者很可能在其鉆探漿料/鉆探切削物分離/回收系統的設計中將對環境的影響及/或被鉆探衆料污染的鉆探切削物的處理成本作為考慮因素。另外，用于從鉆探切削物中分離鉆探漿料的以往技術也使用液體噴淋系統來在鉆探切削物在振蕩器設備上經受處理時將“清洗”液輸送到鉆探切削物中。在切削物在振蕩器上經受處理時此類清洗液以及關聯的流體供應系統用來輸送多種清洗流體，并且根據所處理的鉆探漿料的類型，可包括多種類型的設計來輸送不同的清洗流體。例如，根據在振蕩器上所處理的鉆探漿料和鉆探切削物，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切削物上的漿料的粘度及/或表面張力并且允許對更多的漿料進行回收。然而，通常這些技術對許多鉆探漿料而言都不具有成本效益，因為稀釋流體的使用通常造成不可接受的鉆探漿料體積的增加及/或化學穩定性的改變，并且因此造成鉆探漿料流變學性質的改變。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漿料/切削物分離，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切削物中移除一定量的鉆探漿料，在振蕩器的通常操作中操作者通常能夠使鉆探漿料/切削物分離達到漿料相對于鉆探切削物為12-40重量％的水平(即，所回收切削物的總質量的12-40%為鉆探漿料)。漿料/切削物重量％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目至75目)，操作者可實現較高程度的漿料/切削物分離，通過使用較小的篩孔(例如，最高325目)來實現較低程度的漿料/切削物分離。由于篩網網眼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目篩網(50目至75目)來降低在從振蕩器脫落的切削物上保留的漿料，但是使用較大目篩網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漿料的流變學和密度及/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探漿料中移除。相反，使用小目篩網，雖然有可能將對于用于從所回收鉆探漿料移除固體的進一步下游分離技術的需要降為最低，但會實質上導致較大量的鉆探漿料未被回收，因為這些鉆探漿料更有可能經過篩網并因此導致更大的鉆探漿料損失，以及/或者需要后續的處理。相應地，在許多操作中，操作者會通過離心力類型的器件調節從振蕩器中所回收的漿料使其經受額外的處理，從而在回收或再生鉆探漿料之前減小漿料密度并且移除盡可能多的微細固體。然而，此類調節需要更為昂貴的設備，例如離心機、滾動離心機、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所處理的漿料的質量所直接影響，因此由使用粗篩網的振蕩器預處理的漿料將不如從較微細篩網接收的漿料，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漿料的粘度和密度的直接影響。因此，將重且充滿固體的漿料輸送到二級處理設備的鉆探漿料回收技術需要力度更強的技術(例如增加的重力及/或真空)來實現分離，而這通常會導致鉆探切削物的破碎。因此，操作者會試圖將鉆探漿料損失的成本，與所回收的漿料的質量，連同其他的考慮因素一起衡量。雖然操作者通常對切削物處理的質量以及可用的漿料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探漿料密度會比系統中的循環漿料的密度重大約200-300kg/m3。當這種含有顯著量的微細固體的較重漿料被留在鉆探漿料中時將會立刻或在一段時間后破壞鉆探漿料或其他任何類型漿料的性倉泛。因此，依然需要能經濟地增大從振蕩器中所回收的漿料的體積，且不會不利地影響所回收的鉆探漿料的流變學性質的系統。具體而言，需要這樣的分離系統，其可使所回收的漿料密度相對于原始漿料密度處于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，所述技術可強化漿料回收并且以當前所采用的機制和技術的成本中的一部分來完成。真空技術的使用是改善鉆探漿料分離的一個解決方案。然而，真空技術本身具有多種問題，包括不充分的切削物/漿料分離，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探漿料中有效地移除細粒，從而增大了所回收的鉆探漿料的密度。此外，力度強的真空系統也將使切削物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。篩網的高壓沖洗對操作者造成了空氣中傳播的塵埃以及薄霧的危害。因此，仍然需要能將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漿料分離系統，其允許被吸入穿過真空篩網的相對較大體積的空氣與被吸入穿過真空篩網的相對較小體積的鉆探漿料有效地并且有效率地分離。也就是說，需要改善的漿料/空氣分離系統。還需要在鉆探漿料中協助脂肪酸氧化的真空技術，從而減少對額外乳化劑的需要。在操作上，還本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.18 US 61/315,3571.一種用于改善在振蕩器上進行的對鉆探漿料從鉆探切削物中的分離的裝置，所述裝置包含: 具有上側和下側的振蕩器篩網，所述振蕩器篩網用于在振蕩器內支撐被鉆探漿料所污染的鉆探切削物； 空氣真空系統，所述空氣真空系統操作性連接到所述振蕩器篩網的一部分以用于將有效體積的空氣拉過所述振蕩器篩網的所述部分以強化穿過所述振蕩器篩網的所述部分的鉆探楽■料的流動以及對鉆探楽■料從鉆探切削物中的分尚;以及 鉆探漿料收集系統，所述鉆探漿料收集系統用于從所述篩網的下側和所述空氣真空系統收集所述所分離的鉆探漿料； 其中所述空氣真空系統將一定體積的空氣吸過所述篩網從而將對所述鉆探切削物的破壞最小化，并同時增大了從所述鉆探切削物中所移除的鉆探漿料的量并且保持離開所述振蕩器的鉆探切削物的有效的流動。2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述空氣真空系統包括: 真空歧管，所述真空歧管用于操作性連接到振蕩器以及所述振蕩器篩網的一部分； 操作性連接到所述真空歧管的真空軟管，以及操作性連接到所述真空軟管的真空泵。3.根據權利要求2所述的裝置，進一步包含操作性連接到所述真空泵的漿料/氣體分尚系統。4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述漿料/氣體分離系統是多級漿料分離系統。5.根據權利要求2至4中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空歧管具有操作性連接到真空軟管的漏斗形部分。6.根據權利要求2至5中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空歧管定位在鄰近所述振蕩器篩網的下游端。7.根據權利要求2至6中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空歧管朝上游端延伸最長達所述振蕩器篩網的總長度的75%。8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述真空系統朝所述振蕩器篩網的所述上游端延伸最長達所述振蕩器篩網的總長度的33%。9.根據權利要求2至6中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空系統朝所述振蕩器篩網的所述上游端延伸最長達所述振蕩器篩網的總長度的15%。10.根據權利要求2至9中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空泵可被調節以控制所述真空壓力。11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述真空泵施加脈沖真空壓力。12.根據權利要求2至6中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空歧管經調適以用于在振蕩器床的5%至15%的長度上配置到所述振蕩器篩網。13.根據權利要求2至12中任一權利要求所述的裝置，其中所述真空歧管包括定位系統以用于變更所述真空歧管相對于所述振蕩器篩網的位置。14.根據權利要求1至13中任一權利要求所述的裝置，其中所述振蕩器篩網包括振蕩框架,并且所述振蕩框架以及關聯的振蕩部件由合成材料制造。15.根據權利要求1至14中任一權利要求所述的裝置，其中所述振蕩器篩網為50目至325目或所述目數的組合。16.根據權利要求1至14中任一權利要求所述的裝置，其中所述振蕩器篩網為80目至150目或所述目數的組合。17.根據權利要求1至14中任一權利要求所述的裝置，其中真空系統以小于8400英尺/分的速度將空氣拉過所述篩網。18.根據權利要求17所述的裝置，其中所述速度足夠在從所述振蕩器離開的所述鉆探切削物中產生類似半干水泥的稠度。19.根據權利要求2至18中任一權利要求所述的裝置，其中所述歧管包括支撐墊圈的唇緣以及與所述墊圈和唇緣操作性接合的所述篩網。20.根據權利要求1至19中任一權利要求所述的裝置，其中保留在切削物上的所述鉆探漿料小于12重量％。21.根據權利要求1至19中任一權利要求所述的裝置，其中保留在切削物上的所述鉆探漿料小于10重量％。22.根據權 利要求1至19中任一權利要求所述的裝置，其中保...

【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：