用于钻井液振动筛的改进型振动筛筛滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于振动筛筛滤器(2)的改进型单元插入式过滤器(8)，该改进型单元插入式过滤器具有主框架(1)以安装在井液泥浆振动筛(7)中。单元插入式过滤器(8)包括设置在单元插入式过滤框(81)的支撑层(17，18)的顶部的一层或多层筛网布(20)和预张紧的锁定机构(10，12，13，15)，单元插入式过滤框(81)设置为保持在单元框(4)中，锁定机构包括锁定轮廓(85)，该锁定轮廓用于将单元插入式过滤框(81)锁定在所述单元框(4)中。锁定机构(85，10，12，13，15)包括移位机构(12，13，14)，该移位机构用于通过使锁定轮廓(85)移动而与所述单元框(4)的边缘轮廓(5)脱离接合进行解锁，以将单元插入过滤框(81)从单元框(4)中松开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钻井液振动筛的改进型振动筛筛滤器
本专利技术涉及一种用于钻井液振动筛（drillingfluidshaker）或者普通井液过滤机器（wellfluidfiltermachine）的改进型筛滤器（screenfilter）。更具体地，本专利技术涉及一种用于泥浆振动筛（shaleshaker）中的筛滤器，在石油工业中，所述泥浆振动筛用于在石油钻孔的钻探过程中的井液中移除不需要的颗粒。分离出的颗粒可能包括钻屑（cuttings）、岩石颗粒、金属颗粒、添加物和固态化学品。所述井液可以是水基钻井泥浆（WBM：水基泥浆（waterbasedmud））或者若是在钻探时过滤，则可以是油基井液（OBM：油基泥浆（oilbasedmud））。假如液体在除了钻探之外的其他环境（例如，液体为形成生产井而在钻探井（drilledwell）和衬砌井（linedwell）的完井过程而流出井外）下进行循环，所述液体则被称为完井液（completionfluid）。
技术介绍
已有专利描述具有单元框（cellframe）的振动筛筛滤器。这种振动筛筛滤器通常具有一个集成的、粗的支撑层和至少一个细筛网布，该细筛网布在所有单元框上的顶部延伸并且紧固到单元框上。细筛网布具有给定的切割点（cut-point），即允许通过的最大的颗粒尺寸。专利技术人为巴莱（Balley）的英国专利GB224591A中描述了一种修复振动筛过滤器中损坏的筛网布的方法，其中振动筛筛网基本上具有能覆盖整个振动筛的筛网布，并且当筛网布破损或磨损时可以逐个单元进行替换。将损坏的筛网布和该筛网布的覆盖整个框架的下方的支撑布全部去掉，并且安装具有同样的筛网布和装配在单元框中的框架的替换单元。依此方式，可以逐个单元地修理整个过滤框。在GB2245191A中，替换单元具有能够在主框架的单元框中扣合到位的框。这种方法的风险在于，当去掉单元框的筛网布和支撑布时，在剩余的筛网布和支撑布中失去了局部张力，导致了剩余的筛网布与支撑布以及下方单元框结构之间的分层的风险。英国专利申请GB2245191A描述了一种矩形的主框架，该主框架由塑料材料（例如，玻璃纤维增强聚酯树脂）模制而成。框架包括主框架，该主框架由交叉杆划分成相同形状的矩形单元。多个覆盖有筛网布的单元匣（cellcartridge）可松开地锁定在主框架中。存在多种类型的振动筛筛网可使用在振动筛中，以用于分离颗粒。原则上它们可划分为两个主类别。A：如GB2245191A所示的具有刚性主框架的框架过滤器，所述刚性主框架被划分为由支撑层和筛网布覆盖的单元框，其中所述主框架设置成插入于筛网振动筛（screenshaker）中。B：设置成作为筛网布的钩带状过滤器（hookstripfilters），所述筛网布具有刚性扭结的金属连接轮廓，该金属连接轮廓用于紧固到筛网振动筛中相应的固定轮廓中。钩带状过滤器的子类别包括外侧覆盖有筛网布的鼓状物和包括筛网布的带。英国专利申请GB2349102描述了一种过滤框架，该过滤框架具有刚性的从属单元框，该从属单元框具有单元插入式过滤器（cellplugfilter），该单元插入式过滤器设有将该单元插入式过滤器固定在单元框中的扣合锁（snaplock）。该单元插入式过滤器还设置为通过从过滤框的下面锤击等方式将该单元插入式过滤器从所述单元框上松开。依此方式，还可在需要时更换所述单元插入式过滤器。美国专利US6290068B1为用于振动分离器的过滤器筛网组件，该过滤器筛网组件包括形成为多行脊和谷的过滤器筛网材料，该过滤器筛网材料沿着平坦的过滤器筛网向外设置。可将这种成行的过滤器筛网材料从用于平坦的过滤器过筛网的面板中推进或拉出，并依此得以更换。美国专利US2004/0074821描述了一种具有单元框的筛网布框架，其中设置四个支撑柱以支撑各单元插入式过滤器。从属单元框的两个交叉层保持成行的所述支撑柱。每个支撑柱设置在包括四个支撑座的组内，并且每个支撑柱设置有用于容纳单元插入式过滤器的框架的凹槽，上述结构代替通常的用于单元插入式过滤器的矩形过滤器框架，该矩形过滤器框架具有一体的单元框网。单元插入式过滤器设有扣合框架，该扣合框架具有向外的钩部，并且该钩部设置为锁入单元框中的纵向容纳凹槽中。美国专利US2006/0219608展示了用于井液泥浆振动筛的可连接的筛网布框架之间的舌榫接头（tongue-and-groovejoint），该舌榫接头具有附属密封件。例如在美国专利中的筛网布框架展示了在整个筛网布框架上延伸的整个筛网布层。关于已知的振动筛筛滤器，重要的问题是在筛网布产生磨损和孔洞之前的生命周期较短。图9a展示了常用的筛网布的一部分并且在下文中对其详细解释。筛网框架导致了支撑布和顶部筛网布之间的交叉点处产生相对过度的内摩擦运动，支撑布的金属丝在所述交叉点处相互交叉并且形成尖顶，请见图9b、9c和9d。由于井液的重量和来自暴露在筛网布顶侧的地质构造的钻屑的冲击，筛网布被下压到下层的顶部，并且一般在所有的所述顶部点处产生磨损。在此呈现的支撑布中的孔大约为850×850微米，即0.85×0.85mm，并且金属丝的直径为330微米，即0.33mm。筛网布自身非常精细，并且对于过滤的液体，取决于切割点（cut-point）的期望精细度是理想的。此处，在筛网布中的孔为76×76微米，即0.076×0.076mm，并且金属丝的直径为30微米，即0.030mm。筛网振动筛中的筛网布的磨损和破损是当代工业中的主要问题，并且在钻井过程中，由于筛网布的磨损或破损会导致相对大量的未过滤的液体/颗粒从振动筛筛网布中泄露，因此会引发消极条件。因为错误的颗粒尺寸分布（PSD）的构成和特性将不是所期望的，对于相关的钻探间隔来说也不是所期望的，所以错误的颗粒尺寸分布（PSD）可消极地影响钻探过程，并且在穿过钻管下通到钻头（bit）的运输过程以及通过上升管（riser）并回到钻探装置的钻探泥浆处理系统的回输在井壁和钻管之间的钻探颗粒和钻屑的输送过程中也受消极影响。在挪威大陆架，工业上每生产2.7m3产品，每个用过的过滤筛网框架就有大约20%修理或修复的过滤区。而使用本专利技术的具有模块化单元框过滤器的改进的过滤器框架，成倍增加各过滤器框架的生命周期是可预期的。IADC/SPE103934为这个主题提供了更多的背景信息。
技术实现思路
本专利技术是用于振动筛筛滤器（2）的改进型单元插入式过滤器（8），所述振动筛筛滤器（2）具有主框架（1），该主框架（1）设置为插入井液泥浆振动筛（7）中以过滤井液（例如钻井泥浆），其中，所述单元插入式过滤器（8）包括：-一层或多层筛网布，该一层或多层筛网布设置在单元插入式过滤框（81）中的支撑层（18,17）的顶部，所述单元插入式过滤框（18,17）设置为保持在单元框（4）中。本专利技术的特征在于，所述单元插入式过滤器还包括预张紧的锁定机构（10,12,13,15），该预张紧的锁定机构（10,12,13,15）包括锁定轮廓（lockprofile）（85），该锁定轮廓（85）设置为用于将所述单元插入式过滤框（81）锁定在所述单元框（4）中。所述锁定机构（85,10,12,13,15）还包括移位机构（12,13,14），该移位机构（12,1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.27 NO 20093231;2009.10.27 US 61/255,3561.用于主框架(1)的单元框(4)的改进型单元插入式过滤器(8)，该主框架(1)用于振动筛筛滤器(2)，该主框架(1)设置为插入井液泥浆振动筛(7)中以过滤井液，其中，所述单元插入式过滤器(8)包括：一层或多层筛网布(20)，该一层或多层筛网布(20)设置在单元插入式过滤框(81)的支撑层(17)或者支撑布(18)的顶部，所述单元插入式过滤框(81)设置为保持在所述单元框(4)中，其特征在于，所述单元插入式过滤器(8)还包括：预张紧的锁定机构(10、12、13、15)，该预张紧的锁定机构(10、12、13、15)包括锁定轮廓(85)，该锁定轮廓(85)用于将所述单元插入式过滤框(81)锁定在所述单元框(4)中，所述锁定机构(10、12、13、15)还包括移位机构，该移位机构设置为通过连接臂结构(14)使所述锁定轮廓(85)移动而与所述单元框(4)的边缘轮廓(5)脱离接合进行解锁，以将所述单元插入式过滤框(81)从所述单元框(4)中松开，以及所述单元插入式过滤框(81)的所述锁定机构(10、12、13、15)以如下方式预装入到相对于所述单元框(4)的锁定位置上：所述锁定机构在被动地或部分偏差地情况下进行锁定，并且通过由连接臂结构(14)来控制侧壁(10)的所述锁定轮廓(85)，所述预装入必须能够阻止所述单元插入式过滤框(81)从所述主框架(1)中脱离。2.根据权利要求1所述的单元插入式过滤器，其中，所述支撑层(17)包括成组的平行延伸的金属丝(171)。3.根据权利要求2所述的单元插入式过滤器，其中，所述支撑层(17)的所述成组的平行延伸的金属丝(171)设置在所述单元插入式过滤器(8)中，并且相对于所述主框架(1)所述成组的平行延伸的金属丝(171)平行于所述主框架(1)的振动的主方向。4.根据权利要求1所述的单元插入式过滤器，其中，所述锁定机构(12，13)的所述移位机构包括螺纹机构(12，13)，该螺纹机构(12,13)设置为将所述锁定轮廓(85)和所述边缘轮廓(5)移动为相互接合或解除互相接合。5.根据权利要求4所述的单元插入式过滤器，其中，所述螺纹机构(12)的螺纹部(12)以如下方式从所述单元插入式过滤框(81)的上游侧设置：假如所述螺纹部失效，应能够从所述单元插入式过滤框(81)中松开或者从螺纹机构(12、13)自身当中松开，所述螺纹部(12)终止于单元插入式过滤框(81)的上游侧，并且不应当终止于过滤的液体中。6.根据权利要求2或3所述的单元插入式过滤器，其中，所述支撑层(17)的所述金属丝(171)的上表面朝向所述上层的筛网布(20)，并且所述金属丝(171)齐平于所述单元插入式过滤框(81)的上部。7.根据权利要求1所述的单元插入式过滤器，其中，所述筛网布(20)连接于所述单元插入式过滤框(81)的上部附近。8.根据权利要求1所述的单元插入式过滤器，其中，所述筛网布(20)跨越所述单元插入式过滤框(81)的上部，并且沿着所述单元插入式过滤框(81)的外侧向下延伸且终止于所述单元插入式过滤框(81)与环绕的所述单元框(4)之间。9.根据权利要求1-5和7-8中任意一项所述的单元插入式过滤器，其中，所述井液为钻井泥浆。10.用于插入井液泥浆振动筛(7)中的振动筛筛滤器(2)，该振动筛筛滤器(2)包括：主框架(1)，该主框架(1)具有多个单元框(4)，其中，一个或多个所述多个单元框(4)设置有权利要求1所述的单元插入式过滤器(8)，和环境传感器(90)，该环境传感器(90)设置为感应至少一个所述单元插入式过滤器(8)的至少一个材料条件。11.根据权利要求10所述的振动筛筛滤器，其中，所述环境传感器(90)设置为感应所述筛网布(20)是否完整或破损，或者所述筛网布(20)是否整个地或部分地磨损。12.根据权利要求10或11所述的振动筛筛滤器，其中，所述环境传感器(90)包括电磁传感器(91)。13.根据权利要求12所述的振动筛筛滤器，其中，所述电磁传感器(91)设置为感应所述单元插入式过滤器(8)的筛网布(20)的电磁特性。14.根据权利要求12所述的振动筛筛滤器，其中，所述电磁传感器(91)设置为感应所述单元插入式过滤器(8)的筛网布(20)的电磁特性，通过电极(92)，用于测量直流电阻。15.根据权利要求12所述的振动筛筛滤器，其中，所述电磁传感器(91)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·达西，
申请(专利权)人：奥普提络公司，
类型：发明
国别省市：