用于振動篩分機的雙篩組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對振動的篩系統的改進，所述振動的篩系統用于使固體和流體分離，并且尤其用于使鉆肩從鉆液分離。在各種實施例中，說明了用于改裝附裝到現有的單層板振動性振動篩(vibratory shaker)的雙篩系統。
【背景技術】
[0002]篩分機已經多年來用于包括采礦和石油工業在內的各種工業中以增強固體和液體的分離。在這些工業內，鉆井和礦物提煉過程經常產生固體和液體的漿料，所述固體和液體必須彼此分離。正如眾所周知的，篩分機典型地包括篩床，含有流體和固體的溶液經過所述篩床并且繼而經受包括重力和震動在內的各種分離力。每個篩分離設備都將利用不同類型和尺寸的篩以使不同的流體/固體能夠分離。另外，也已經實施了真空系統的使用以改進篩分系統內的分離，包括脈沖真空壓力的使用，如在本發明人的共同待審的和發布的專利申請中所述的。
[0003]根據工業、正被篩分的流體/固體溶液和篩分系統的商業目的，存在有不同的篩分機設計。在不同的機器中，每個機器中都已經包含有某些功能以用于在特定的工業中使用或供特定的固體/液體溶液使用。每種一般類型的固體/液體溶液的細微差別和每個機器的細微差別通常意味著一種類型的機器將在不同的工業內是不操作的或是無效的，如在許多情況下，在處理特定類型的物料或溶液時存在獨特的問題。例如，許多篩分機設計已經被設計成優化固體物料從漿料內的回收;然而，該形式趨向于忽略所回收的流體的品質。照此，通常已經在維持或改進正被回收的流體的品質的同時不考慮如何實現固體和液體的分離。
[0004]在井場處從鉆肩分離鉆液的特定情況下，近年來已經由本申請人在場地中有效地部署用于從鉆肩分離鉆液的真空系統。如在本發明人的共同待審的申請中所述并且通過參考包含于此(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)，針對振動篩系統使用的真空力當被正確地施加時可以高度有效地減少保持在鉆肩上的鉆液以用于增加所回收的鉆液的量，而同時也將對鉆肩的損壞減到最小，用于提高所回收的鉆液的品質，所述鉆肩可以與可以通過篩的細小固體物料一起導致鉆液污染。
[0005]此外，振動篩系統的效率對于將在井處的固體控制處理的成本減到最少而言是尤為重要的。例如，在大多數的鉆機處，多個振動篩系統被安裝成同時地處理來自鉆機的鉆肩。如作為常見的做法，典型地兩個或更多個振動篩(經常3個或更多個并且可能達到9個振動篩)被配置到與防噴器(BOP)相鄰的鉆機。隨著鉆液和鉆肩離開井口，鉆液和鉆肩經由通向每個振動篩的密封導槽的導管而傳送到振動篩。所傳送的鉆肩和鉆液通常在井口處被分成單獨的流動流，以便使相對一致的鉆肩/流體的量被輸送到每個振動篩。
[0006]如可以理解，可以在鉆場處利用的振動篩的總數將顯著地影響固體處理程序的總成本。即，就需要較少的振動篩來說，可以減少固體處理的成本。
[0007]另外，在典型的情形中，振動篩系統可以彼此串聯地配置，其中，上游振動篩可以利用粗篩并且下游振動篩可以利用較細的篩。如理解的，粗篩將使較細的固體和鉆液能夠通過篩，并且較細的篩將允許鉆液通過篩，而同時將較細的固體保持在篩的上表面上。
[0008]通常，必須在篩的孔隙尺寸和所需的處理速率之間維持平衡。例如，為了維持經過振動篩的有效流速，通常使用粗篩和細篩的組合，以便在特定的時間段內回收足夠量的流體。即，如果使用的篩太細，則對于處理鉆肩和鉆液的量所需的時間變得不足，并且/或者會由于篩孔堵塞和/或篩眼堵塞而阻止鉆肩和鉆液分離。然而，如果使用的篩太粗，則流體/固體分離變得低效，這是因為所回收的鉆液的品質通過固體污染物而降低。
[0009]在過去，各種篩和振動篩系統已經被設計成改進分離效率，包括三維的篩設計和振動篩系統。例如，美國專利N0.6,032,806說明了 “金字塔”型式的振動篩的篩(shakerscreen)，其中三維的篩用于增大篩的表面積。在其它系統中，振動篩系統已經被設計成包括分離的層板以用于在振動篩內在不同的豎直位置處分離固體。然而，這些過去的系統在許多方面仍然是低效的。例如，雙層板振動篩構建起來是更昂貴的，這是由于對于每一水平的層板而言需要分離的層板和附裝系統，例如，夾子、楔子或鉤子。另外，這些系統經常明顯高于傳統的單一水平的振動篩。
[0010]若干不同的附裝系統通常用于將篩系統固定到振動篩具體地固定在振動篩籃內。一種這樣的附裝系統是楔形系統。楔形系統典型地包括壓縮楔形物，所述壓縮楔形物位于振動篩籃的側上，每個楔形物都被驅動到導向物中，所述導向物位于布置篩的位置上方，以便將篩固定在籃筐中的適當位置中。壓縮楔形物典型地是約I英寸寬和12英寸至18英寸長，并且典型地每個篩使用兩個楔形物。
[0011]可替代的附裝系統是板夾持系統，其通常包括板或軌，所述板或軌位于振動篩籃的側上，所述板或軌使用空氣壓力或液壓壓力被擠壓在一起以在板/軌之間夾持篩的邊緣。板或軌典型地是約I英寸至IV2英寸寬。
[0012]第三種類型的附裝系統是鉤篩系統，所述鉤篩系統朝向振動篩籃的側拉動篩的邊緣以向篩施加張力。這通常通過使用杠桿來進行，所述杠桿可以借助鉤附裝到篩的側。力被施加到杠桿，拉動杠桿通過位于振動篩籃的側中的孔，由此向外地拉動篩以將張力施加到篩。典型地，施加到杠桿的力是彈簧力，然而在某些設計中彈簧用螺栓和螺絲裝置代替或用空氣或液壓活塞組件代替，所述螺栓和螺絲裝置被調節到預定的轉矩。就鉤篩附裝系統而言，篩可以被拉動越過平面或曲面，例如，凸面。金字塔型式的振動篩的篩經常使用鉤篩附裝件被附裝到振動篩。在美國專利N0.6，179，128中說明了鉤篩附裝系統的示例。
[0013]現有技術的振動篩的一個問題在于，較大顆粒和較小顆粒二者對篩的影響。即，較大顆粒由于顆粒的動量而具有用較大的力沖擊篩的趨勢。具有較窄且較少的結實線材的細篩會由于較大顆粒的沖擊而更加迅速地劣化。因而，具有較粗的上篩和較細的下篩的分層的篩系統具有以下優點，即，保護下篩以防較大的且潛在損壞性的顆粒的損壞，如這些顆粒將被承載在上篩上并且將不運送通過粗篩而不沖擊下方的細篩。
[0014]另一個問題在于，重要的是確保分層的篩系統將不被經過振動篩流動的鉆肩和鉆液所危及，導致篩/振動篩的性能受影響。尤其，重要的是如果通過下篩和上篩之間的空隙的鉆液/鉆肩的流動由于在振動篩中的物料的量而變得較高的話，所述下篩和上篩之間的空隙沒有變得堵塞。
[0015]結果，持續需要這樣的系統，S卩，所述系統提高振動篩系統的效力以能夠相繼地分離較粗的固體和較細的固體。另外，也需要這樣的系統，即，所述系統可以被改裝到現有的振動篩系統，包括現有的振動篩系統附裝系統，以便將單層板系統有效地變成雙層板篩分系統。

【發明內容】

[0016]根據本發明，提供一種用于改裝連接到振動性振動篩的雙篩系統。
[0017]在本發明的一個實施例中，雙篩系統包括與下篩組件操作連接的上篩組件，在上篩組件和下篩組件之間限定通道，每個篩組件都具有框架和附裝到框架的篩網，并且其中，上篩組件具有比下篩更粗的篩網，并且雙篩系統適于操作連接到振動性振動篩。
[0018]在另一個實施例中，上篩組件是可從下篩組件拆開的。上篩框架可以包括多個腿部構件以用于附裝到在下篩框架上的多個相對應的腿部構件，并且在上篩框架和下篩框架上的多個腿部構件可以咬合在一起。
[0019]在又一個實施例中，雙篩系統還包括位于上篩組件和下篩組件之間的單獨的連接器組件以用于將上篩框架連接到下篩組件框架，連接器組件限定通道。在一個實施例中，連接器組件包括由多個腿部支撐的框架，所述框架用于操作連接到上篩框架和下篩框架。連接器組件還可以包括:多個第一銷，所述多個第一銷從框架的頂部突出以用于插入在上篩框架的底部中的孔中；和多個第二銷，所述多個第二銷從腿部的底部突出以用于插入在底部篩框架的頂部中的孔中。
[0020]在又一個實施例中，連接器組件包括多個條，所述多個條與上篩組件框架和下篩組件框架平行地延伸。多個條可以具有:多個第一銷，所述多個第一銷從條的頂部突出以用于插入在上篩框架的底部中的孔中；和多個第二銷，所述多個第二銷從條的底部突出以用于插入在底部篩框架的頂部中的孔中。在又一個實施例中，為確保上篩組件和下篩組件不滑動，可以使用橡膠墊和/或高壓夾持系統。
[0021]在一個實施例中，上篩框架的側邊緣相對于下篩框架的側邊緣插入。在另一個實施例中，上篩框架包括唇部，所述唇部延伸越過雙篩系統的一個端部，用于指引流動越過雙篩組件的端部。
[0022]在又一個實施例中，上篩框架和/或下篩框架是楔形的。由楔形框架限定的通道可以具有基本恒定的高度。
[0023]在又一個實施例中，多個雙篩系統被定位在振動性振動篩中以限定從上游端部通過多個雙篩系統的通道到下游端部的連續流動路徑。多個雙篩系統可以以階梯的方式定位在振動性振動篩中，上篩組件的上游端部相對于下篩組件的上游端部插入，用于擴大在相鄰的下篩組件之間的流動路徑。
[0024]在一個實施例中，在上篩框架和/或下篩框架是楔形的情況下，它們可以以階梯的方式被定位在振動性振動篩中以限定通過通道的連續流動路徑。連續流動路徑可以是級聯的流動路徑。
[0025]在又一個實施例中，上篩網具有325目或更小的篩目尺寸并且下