磨细的重材料的输送的制作方法

专利名称：：磨细的重材料的输送的制作方法
技术领域：
：本发明涉及处理和输送磨细的重材料的方法。更具体而言，本发明涉及处理和输送磨细的重晶石的方法。再更具体而言，本发明涉及用化学添加剂处理磨细的重材料、用物理处理剂处理磨细的重材料以及气动输送磨细的重材料的方法。
背景技术：
：在整个石油天然气钻探过程中，井眼液有很多重要功能。其中一个功能就是在钻头与地壳摩擦时，冷却并润滑钻头。当钻头钻入地下时，产生"钻屑"，或小片的石头、粘土、页岩、砂砾等。井眼液能够用来将这些钻屑携带到地面。在钻进过程中，称为"套管"的大部分管段被插入到钻井中，以对齐钻孔并提供稳定性。本领域技术人员应当认识到，钻孔的未套管部分暴露在储油层的高压下，在可以安置套管之前必须保持稳定，否则，可能发生储油层"井涌"，或者极端情形下甚至会发生"井喷"，也就是灾难性的、不可控制的储油层流体涌入井眼。如果适宜地监控，井眼液能够提供足够的压力稳定性来阻止储油层流体的涌入。在实现这些功能时，区别各种不同的井眼液的有效性的关键性质是密度，或者单位体积的质量。为了将钻屑传送到地表面，井眼液必须具有足够的密度。通过增加由井眼液施加到地层井底的表面上的压力，密度还有助于提高钻孔的稳定性。钻孔中的液柱产生与孔的深度和流体的密度成正比的流体静压(亦称压头)。所以，通过仔细地监视井眼液的密度来保证保持足够量的流体静压，就可以稳定钻孔并阻止储油层流体发生不期望的涌入。长期以来，人们希望增加井眼液的密度，并且理所当然地存在各种方法。一种方法就是向井眼液中以盐水形式添加如氯化钠、氯化钙和溴化钙这样的溶解盐类。另一种方法就是向井眼液中添加惰性、高密度微粒以形成密度提高的悬浮液。这些惰性、高密度微粒通常被认为是"增重剂"，并且典型地包括重晶石、方解石或者赤铁矿的粉状矿物。天然重晶石(硫酸钡)作为钻井液中的增重剂已经使用了多年。钻井级重晶石通常由包含硫酸钡的矿石生产，这些矿石来自单一来源，或通过混合来自多个来源的物料产生。它也可能包含除了硫酸钡矿物以外的其它材料，由此在颜色方面可能有变化，从灰白色到灰色或者褐红色都有。美国石油学会(API)已经发布了磨细的重晶石必须符合的国际标准。这些标准收录在美国石油学会技术规范的13A，第2部分中。本领域已经公知，在钻井处理过程中，增重剂以及钻屑会产生沉降或者"下沉"，这可能导致大量与此密切相关的问题，比如漏失循环液、井失控、被卡和固井作业不佳。粒子从井眼液中沉淀出来，发生下沉现象。此沉淀导致在泥浆密度或"泥浆重量"方面产生重要的局部变化，两者都比名义上的或者要求的泥浆重量或高或低。当起下钻、测井或套管开动后，井眼液循环倒置时，一般会发生这种现象。典型地，在倒置循环中，轻泥浆之后是重泥浆。下沉受多种因素的影响，这些因素涉及操作实践或钻井液情况，例如低剪切情况、钻柱旋转、时间、单井设计、钻井液配方和性能，以及增重剂的质量。下沉现象倾向于在斜井中发生，且在加长的井中最为严重。众所周知，对于使用粒状增重剂的钻井液，在井眼的下侧发生差压卡钻或粒状增重剂的沉淀。粒度和密度决定了增重剂的质量，质量又与下沉程度相关联。因此理论上，遵循颗粒越轻和越小，下沉越少。然而，传统的观点认为，减小增重剂的粒度会导致流体粘度发生不适当的增加，尤其是其塑性粘度增加。塑性粘度通常被认为是对流体流动的内阻的测量尺度，这可能源于存在于给定流体中的固体的数量、类型或者尺寸。理论已经表明，塑性粘度的这种增加源于粒度的减小-由此增加了颗粒的总表面积-是由吸附在颗粒表面的如水或钻井液之类的流体的体积的相应增加而引起的。因此，低于l(Him的粒度是不宜的。由于增重剂的质量，通常结合各种添加剂，以产生足够的流变性，从而允许井眼液将其悬浮，无论在动态还是静态条件下都不沉淀或"下沉"。这些添加剂可以包括胶凝剂，比如用于水基流体的膨润土或用于油基流体的有机改性膨润土。添加足够数量的胶凝剂以增加流体的悬浮同时又不增加流体的粘度而导致可泵送性减弱，在上述两者之间存在平衡。也可添加如黄原胶这样的可溶性聚合物增粘剂来减缓增重剂的沉降速率。现有技术中存在各种方法来提供具有符合要求的密度，同时对其流体性能或"流变性"影响最小的井眼液。在美国专利No.6,180,573中公开了一种方法，该方法包括有目的地从磨细的重晶石(S卩，低于6pm的颗粒)中清除部分或全部最细小的微粒，然后进行监测，并且当粒度在使用中下降时通过添加粗粒物质来保持选定的粒度。值得关注的是，尽管不受一般工业欢迎，其它方法己经使用小颗粒作为增重剂。美国专利No.5,007,480中公开的一种方法使用至少有98%粒度低于10i^m的四氧化三锰(Mii3O4)与传统的增重剂如API规定等级的重晶石组合，得到的钻井液的密度高于通过单独利用重晶石或其它传统的增重剂而得到的钻井液的密度。在EP-A-119745中公开了另一种方法，该方法描述了一种用于防止井喷的密度极高的流体，由水、第一增重剂和可能有的第二增重剂和由平均直径在0.5和10(im之间的细粒制成的胶凝剂组成。根据现行的美国石油学会(API)标准，相对于被加入到钻井液中的全部增重剂的重量，可以补充不超过30重量％的有效直径小于6pm的颗粒(亦称"细粒")。因此，尽管在增重剂中含有细粒是可以接受的，但是传统上优选使这些颗粒的相对量最小化。传统的观点认为减少钻井液的粒度会导致粘度不希望的增加。然而，如美国专利公开No.2004/0127366中披露的那样(该申请已经转让给本申请的受让人，并且由此通过引用而结合在此)，确定，涂覆有抗絮凝剂的或分散剂的磨得很细颗粒(d50<2|im和d9。〈4^im)产生悬浮液或泥浆，它们在分散剂控制粒子间相互作用以使得流变性断面更小的同时减少下沉。对利用细微磨碎的颗粒的进一步研究得到了增加钻井液的密度的方法和降低粘度并且使下沉最小的方法，如美国专利公开号2005/0277551、2005/0277552和2005/0277553中所披露的那样，这些已经转让给了本申请的受让人，且由此通过引用而结合在此。目前，尽管在钻井液中使用细粒作为增重剂在本领域中已经众所周知，但在细粒的后生产处理和输送方面还是存在很多大问题。通常，在细粒存贮时，它们有自压实的自然趋势。当覆盖物的重量通过将物质的颗粒压迫得更密集而导致孔隙度降低时，发生压实，由此从孔隙空间中排出流体(例如，水)。然而，当多种物质细粒互相混合在一起时，当较大延性的细粒在较小延性的细粒周围变形时，也可能发生压实，从而减少孔隙度并导致压实。因为磨细的重晶石颗粒(d90<45-50微米)在储存期间有自压实的倾向，随后输送磨细的颗粒，如上所述，使得细粒的制造商、运输商和最终用户都面临问题。参见D.Geldart，D的文章，《气体流体化的类型(TypesofGasFluidization)》，"粉末技术(PowderTechnology)"，1973年第7期，第285-292页。典型地，重晶石细粒在大型容器内储存和运输，其中压实是常见现象。重晶石细粒在运输过程中经常被压密到容器中，这样当要卸载细粒时，必须人工将细粒从容器中掏出。人工移出细粒的过程是劳动密集的、费用高，并且效率低下。而且，因为容器可能开放地暴露于空气中，因此重晶石颗粒在它们移出时可能导致重晶石灰尘，它们可能从容器中逃逸。结果，相当一部分重晶石可能在输送期间被损失掉。因此，对于一种处理和输送磨细的重材料的有效方法存在需要。
发明内容一方面，在此公开的实施方案涉及一种输送用于钻井液的磨细的重材料的方法，包括将磨细的重材料提供给气动输送容器，并向气动输送容器内的磨细的重材料中供给气流。另外，该方法包括将磨细的重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。另一方面，在此公开的实施方案涉及一种用于钻井液的磨细的重材料的输送方法，包括改变磨细的重材料的粒度分布并将其密封在气动输送容器内。而且，该方法包括向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流，并将磨细的重材料从气动输送容器中输送到储存容器内。另一方面，在此公开的实施方案涉及一种输送用于钻井液的磨细的重材料的系统，包括第一气动容器，其设置成能供给尺寸为d9Q<10微米的经化学处理过的磨细的重材料流。该方法还包括第二气动容器，其与第一气动容器流体连通，并且设置成能接收来自第一气动容器的经化学处理过的磨细的重材料流。另一方面，在此公开的实施方案涉及一种输送磨细的重材料的方法，包括将磨细的重材料提供给气动输送容器，其中磨细的重材料包括改变的表面电荷。该方法还包括向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流，并将磨细的重材料从气动输送容器中输送到储存容器内。另一方面，在此公开的实施方案涉及一种输送用于钻井液的磨细重材料的设备，该设备包括气动输送容器，其设置成能提供包括尺寸为(19()<IO微米的经化学处理过的磨细的重材料流。气动输送容器还包括设置成能接收空气流的入口；和设置成能与储存容器流体连通的出口。另外，该设备还包括与气动输送容器的入口流体连通的空气供给装置。从下面说明书和后附权利要求书中，本发明的其它方面和优点是清晰的。图1是根据本发明的一个实施方案的用于输送磨细重材料的气动输送装置。图2是根据本发明的一个实施方案的用于输送磨细的重材料的气动输送装置的使用时的示意图。图3是根据本发明的实施方案的用于输送磨细的重材料的气动输送装置的使用后的示意图。图4是根据本发明的一个实施方案的用于输送磨细的重材料的气动输送装置的示意图。图5是根据本发明的实施方案的用于输送包括添加有化学添加剂的磨细的重材料的方法的流程图。图6是根据本发明的实施方案的用于输送包括化学和物理处理剂的磨细的重材料的方法的流程图。具体实施例方式总体而言，此处公开的实施方案涉及处理和输送尤其是用于钻井液的磨细的重材料的方法。更准确地说，此处公开的实施方案涉及尤其是用于钻井液的磨细重晶石的输送。典型地，磨细的重材料(即，细粒)在从制造厂运输到分配中心或井位的过程中，保存在大型容器内。下述的实施方案公开了在容器之间输送细粒的方法。通常，磨细的重材料包括如重晶石之类的重材料，其被研磨到特定的尺寸。在某些实施方案中，特定尺寸可能包括尺寸(19()<IO微米的颗粒。本领域的普通技术人员应当认识到，在本发明中，尽管某些增重剂中在&()<10微米的粒度范围可能是适宜的，但是其它尺寸范围也是有益的。可选择的粒度范围的实例包括(13()<6微米，(15()<2微米和^<4微米。在其它实施方案中，增重剂可以包括^0<45-50微米，山0<15-20微米和(11()<0.8-1.3微米，典型都和磨细的重晶石有关。在另外一些实施方案中，增重剂可以包括d9()<32-36微米，d5Q<11-14微米和d10<0.5-1.0微米，典型都和超细重晶石有关。在某些实施方案中，增重剂还可以包括(190<3.0微米，d50<1.0微米和(11()<0.3微米。然而，本领域普通技术人员应当认识到，可以根据某一钻井液和/或钻进作业的要求而改变磨细的增重剂的尺寸。首先一起参考图1和图2，图示了根据本发明的实施方案输送细粒的方法。在这一个实施方案中，示出了气动输送系统100，包括气动输送容器101，用于在输送之前保有供给的细粒102。气动输送容器101可以包括空气入口103和空气入口延长段104以向容器内供给空气。空气入口103可以连接到空气供给装置(例如，空气压縮机)(未图示)上，这样空气可以直接注入到气动输送容器101中。气动输送容器101还可以包括细粒出口105。本领域普通技术人员应当认识到为了输送不同的细粒，可以需要不同尺寸和形状的气动输送容器101。特别地，在一个实施方案中，可能适宜的是，可以使用一个高而相对较窄的气动输送容器101，使得空气可以直接注入到大部分细粒102上方。在替代的实施方案中，可能适宜的是，可以使用短而相对宽的气动输送容器101，使得细粒102和细粒出口105之间的距离相对较小。在所示的实施方案中，空气入口延长段104从空气入口103伸出进入到气动输送容器101中，使得细粒102非常接近空气入口延长段104。通过允许空气入口延长段104将空气注入到极接近细粒102的位置，空气可更好地穿透密实的细粒102，使得整个气动输送容器101发生更好的分散。如图所示，空气入口延长段104的直径比空气入口103更小。本领域普通技术人员应当认识到，通过提供更小的空气入口延长段104，空气可以集中在气动输送容器IOI的更小的区域上。在替代的实施方案中，可以将定向装置(未图示)连接到空气入口延长段104上，以引导空气到气动储存容器101的特定区域。虽然在小的气动输送容器101中不重要，但是在其中空气入口延长段104的直径显著小于气动输送容器101的直径的大型容器中，引导空气流的能力使得更大百分比的压实细粒102都能被输送。当空气流入到空气入口103内通过空气入口延长段104并且流入气动输送容器101内时，空气接触密实细粒102，得到加气的细粒106。加气的细粒106可能向上流动到气动输送容器101的侧面，并通过细粒出口105，流过出口点，并且进入到连接气动输送容器101和储存容器108的输送管107内。当气动输送容器101内的气压升高时，加气细粒106的输送速率也能同时增加，从而使得加气细粒106通过输送管107，并进入到储存容器108中。储存容器108可以是任何能够保持细粒的容器。然而，本领域普通技术人员应当认识到，可能适宜的是，将储存容器108设置成能阻止加气细粒106从系统中逃逸。在一个实施方案中，储存容器108可以包括密封的通风系统110，以在提供空气的逃逸装置的同时，捕获在储存容器108中的加气细粒，如此发生输送。现在参看图3，图示了根据本发明的实施方案输送细粒的方法。如相对于图1和2所述，当(图2中的)加气细粒106从输送容器101中移除到储存容器108中时，细粒可能沉积为收集的细粒109。因为收集的细粒109已经经过了气动输送，这样的细粒在输送期间和/或使用之前比初始细粒102以更不密实的形式保持。因此，从储存容器108中对收集的细粒109的移除，可以提供在储存容器108和使用收集的细粒109的场所之间输送收集的细粒109的更为有效的方法。在将细粒从输送容器101输送到储存容器108期间，一些加气细粒可能不会重新收集成收集的细粒109。例如，一些加气细粒可能沿着输送容器101的内径、在输送管107中，或者沿着气动输送系统的任何其它内部部件保留。然而，因为可以将系统配置成阻止加气细粒106从系统中逃逸，即使不是所有的加气细粒106从输送容器101输送到储存容器108中，细粒也保留在系统中，用于进一步收集。因此，第二气动输送循环可用来从输送容器101或者系统的任何其它部件，以及与第一气动输送相同或不同的储存容器108中进一步输送细粒。本领域普通技术人员应当认识到，可以使用任何数量的气动输送用来减少从先前输送中留下的残余细粒量，从而提高这种输送的效率。现在联合参照图1、2和3，虽然输送容器101己经被描述为细粒102在输送之前储存在其中的容器，但是应当注意到，根据气动输送系统100的方法可以用来在任何容器之间输送细粒102。例如，在一个实施方案中，输送容器101可以包括收集容器，用于收集从生产线移除的产物。在一个替代的实施方案中，在钻井位置和/或钻井液生产设施使用之前，输送容器101可能包括保持细粒102的容器。因此，本领域普通技术人员应当认识到，不管何时在两个容器之间输送细粒102，上述输送细粒102的方法都可以是有用的。现在参看图4，图示了根据本发明的实施方案输送细粒的装置。鉴于上述，本领域普通技术人员应当认识到，根据此处描述的实施方案的系统可以包括连接到已有系统上的追溯附属装置。例如，本发明的一个实施方案可以包括采用了多个已用来输送细粒的容器的系统。在这样的已有系统中，包括将空气注入到其中一个容器内的装置从而迫使细粒进入到第二容器内的气动输送装置也可以连接到现有容器中的一个。在这样的系统中，可以将包括空气入口401，空气出口402和细粒出口403的装置连接以输送容器(未图示)上。在此实施方案中，空气入口401可以连接于任何用于注入空气的装置(例如，空气压縮机)上。本领域普通技术人员应当认识到，优选空气注入装置(未图示)允许注入到空气入口401的空气的压力是可调节的。依靠细粒的密实度和细粒添加剂的种类，可以调节气流以提供最有效的加气水平。在某些实施方案中，可能适宜的是，将气压保持在大约10-20磅/平方英寸(psi)。本领域普通技术人员应当认识到，给细粒施加过高的压力可能使细粒进一步匆匆离开(pack-off)，因而阻碍了为细粒的气动输送所必需的加气。然而，取决于储存容器的体积和给定的输送操作的技术要求，任何能够以有效方式加气细粒的压力都在本发明的范围内。再参看图4，当空气在规定压力下进入空气入口401时，内部管道(未图示)引导空气进入到空气出口402中，并与容器中的细粒接触。如上所述，细粒可能被加气，并且同样地，能被驱使向上(如"A"所示滩过内部管道沐图示)，由此细粒可以通过细粒出口403离开容器。在一个实施方案中，细粒出口403可连接到第二容器上，然而，在替代实施方案中，细粒出口403可连接于例如钻井液生产中采用的生产设备上。本领域普通技术人员应当认识到，可以在不同方面的钻进作业中进行细粒的气动输送。在一个实施方案中，细粒可以在气动容器和储存容器之间进行气动输送。在其它实施方案中，细粒可以在多个气动容器之间气动输送，或者在运输容器和储存和/或气动输送容器之间输送。示例性的运输容器包括如本领域公知的船只和大型货运卡车。在本发明的其它方面，细粒可以在制造设施、钻井液生产设施和/或钻井点处输送。同样地，细粒的气动输送在陆地和海上钻井平台上都可以进行。在某些实施方案中，细粒可以在制造设施中进行化学处理，然后气动输送到储存容器。这些实施方案中的储存容器也可是气动容器。然后，这些气动容器可以通过船只这样的运输容器运输到海上钻井平台。运抵平台以后，细粒可以是气动输送到平台上的储存容器中，这样，细粒就可以被用于与钻井液混合。在其它实施方案中，运输容器可以包括大型货运卡车。在这一个实施方案中，大型货运卡车可以将细粒运送到陆基平台，这样细粒可以气动输送到平台上的存贮容器中，或者也可以直接就被用于与钻井液混合。本领域普通技术人员应当认识到，在将细粒加入到钻井液之前，可以进行任何数量附加的气动运输。根据本发明中的实施方案，辅助细粒输送的方法可以包括在输送之前，在细粒中加入化学添加剂。在各实施方案中，可以结合此处公开的实施方案使用灰尘抑制剂，例如聚丙二醇。在一个实施方案中，烯化氧产物，比如多元醇和/或聚醚，都可以在矿石磨细前，作为化学处理剂应用于矿石中。多元醇包括二醇、三醇等，包括例如乙二醇、丙二醇和/或二甘醇，和二丙二醇和三丙二醇。可以用于涂覆增重剂的聚醚包括例如烯化氧产物、聚丙二醇和聚乙二醇。在利用液态烯化氧产物的实施方案中，对重材料矿石的处理可以包括，使用添加剂喷涂和/或浸渍矿石。然而，在其它实施方案中，可以使用典型地和灰尘抑制剂联合使用的替代化学处理剂，例如，醇垸氧基化物和垸基酚烷氧基化物(它是由将烯化氧加入到醇或者垸基酚中形成的)。此外，其它烯化氧縮合物，例如酰胺、胺、季铵化合物、磷酸酯和磺酸的烯化氧縮合物也可使用。在另一个实施方案中，能减少处理颗粒之间的静电荷的涂料在本发明的实施方案中也有特殊的应用。这种抗静电化合物被认为能减少静电荷的积累，这是通过使涂布材料的表面轻微导电来实现的，所述的导电或者通过是导电的或通过从空气中吸湿来实现。这样化合物可以同时具有亲水性和疏水性部分，使得疏水性侧与表面相互作用，而亲水性侧与空气湿气相互作用以结合水分子。这种抗静电剂的实例包括长链脂肪族胺(优选为乙氧基化物)季铵盐、磷酸酯、聚乙二醇或者聚丙二醇，和多元醇的酯、聚醚或者导电聚合物。上述列举的化学处理剂仅仅说明性的，且同样地，本领域普通技术人员应当认识到，可以使用根据此处实施方案描述的替代化学处理剂。化学处理剂的具体类型可根据钻井作业的要求而变化。在某些实施方案中，使用低毒化学处理剂，比如单丙二醇，可提供对环境影响较小的处理方式。此外，选择这样的涂料还可能取决于增重剂将要添加到其中的流体，用作帮助井眼液中的这些增重剂在输送到钻井点后提高分散性。备选地，重材料矿石或者增重剂可以涂覆有例如润湿剂、乳化剂、溶剂、防结块剂和/或填料。典型的润湿剂包括脂肪酸、有机磷酸酯、改性咪唑啉类、酰氨基胺、垸基芳族硫酸盐和磺酸盐。例如可从得克萨斯州的休斯顿市M-ILLC商购的SUREWET⑧，就是润湿剂的一个实例，可以适合于涂覆此处论述的增重剂。SUREWET⑧是油基润湿剂和二次乳化剂，典型地用于湿润细粒和钻探固体，以阻止固体被水湿润。此外，SUREWET⑧能改善热稳定性、流变稳定性、过滤控制、乳化稳定性，并且当其应用于增重矿石时，能提高系统抵抗污染的能力。其它涂料可以包括，分子量至少为150的羧酸类、多元脂肪酸、垸基苯磺酸、链垸磺酸、线性a-烯烃磺酸或任何上述酸的碱土金属盐、以及磷脂、分子量至少为2,000道尔顿的聚合物，包括水溶性的聚合物，这些聚合物为下列单体的均聚物或共聚物丙烯酸、衣康酸、马来酸或者酐、丙烯酸盐羟丙酯乙烯基磺酸、丙烯酰胺2-丙烷磺酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸、丙烯酸酯磷酸酯、甲基乙烯基醚和乙酸乙烯酯，且其中也可以将酸单体中和成为盐，热塑性弹性体和疏水剂，疏水剂包括饱和或不饱和脂肪酸、脂肪酸的金属盐和它们的混合物。在本发明中的可选实施方案中，辅助细粒输送的方法可以包括在输送之前将物理处理剂添加到细粒中。这些物理处理可以包括使用例如碳酸钙(CaC03)。一种形式的可商购碳酸钙是德克萨斯州休斯顿市的M-1LLC分销的SAFE-CARB⑤。SAFE-0八116@是酸溶性的碳酸钙，是控制流体损耗和密度的桥键形成剂和增重剂。鉴于上述，可以将物理处理剂加入到细粒中，以提高对压实的抵抗力。通过改变微粒尺寸分布(sidedistribution),细粒更不容易压实在一起，因此在输送期间，细粒可以更容易地从保持容器中移除，或者如上所述气动输送。相对于细粒的气动输送的方法和系统描述了图1-4;然而，在气动输送之前，从化学和物理两方面来处理细粒的方法和系统也在本发明的范围之内。现在参见图5，示出了根据本发明的实施方案，输送磨细的重材料的方法的流程图，该方法包括添加化学添加剂。在一个实施方案中，首先，可以将细粒放入气动输送容器501。气动输送容器可以是任何能保持细粒的容器，而且是可密封的，包括如上所述的任何容器。在输送容器填充到指定的程度之后，可以用化学添加剂处理细粒502。化学添加剂可以包括任何前面描述的添加剂，并且化学添加剂的量将取决于被输送的细粒的性质和其中使用最终产品的操作的性质。在加入化学添加剂以后，化学添加剂可能需要指定的时间，以与细粒反应503，从而达到最佳的输送状况。反应时间可以是几乎瞬间，或者可能要几分钟才完成，这取决于添加剂的性质和数量，以及细粒的数量。本领域普通技术人员也应当认识到，在某些操作中，可能基本上不需要反应时间。在允许细粒和化学添加剂反应之后，气动输送容器应当被密封504，使得空气能在气动输送容器、储存容器和/或任何从它们延伸出来的管路上流动。通过密封气动输送容器，同时应当密封输送容器和任何从它们延伸而出的管路，来阻止加气重晶石细粒逐出。然而，储存容器也应通风和/或设置成允许空气从系统中排出，以使输送进行。在气动输送容器已经密封时，将供给的空气注入输送容器中505。供给的空气可以是定向的，并保持指定的压力，或具有任何其它性质，以促进细粒有效地从输送容器输送到储存容器。当空气接触到细粒时，加气细粒会通过任何连接管而离开输送容器，并进入到储存容器中506。细粒输送的过程可以持续任意长的时间，该时间对于输送适宜量的细粒是合适的。在细粒输送终止时，可以关掉空气供给，并且在经过适宜的沉淀时间以保证全部加气细粒都沉淀下来后，可以将细粒收集起来用于进一步的处理和/或使用。参见图6，示出了根据本发明的实施方案，输送磨细的重材料的方法的流程图，该方法包括化学和物理处理。在这一个实施方案中，如上所述，可以将细粒放入气动输送容器中601。在将细粒放入气动输送容器之后，可以用化学添加剂来处理细粒602。如前所述，化学添加剂可能要求一定的时间与细粒反应，或者，取决于试剂的性质和数量，还可以进一步用物理处理剂处理细粒603。在将化学添加剂和物理处理剂都添加到细粒中之后，可以将第二化学添加剂，或如该实施方案中，水，加入到细粒中604。本领域普通技术人员应当认识到，可以将任何数量的另外的化学添加剂和物理处理剂加入到细粒中，以产生能够以更有效的方式进行气动输送的混合物。在这一个实施方案中，在混合化学添加剂并进行任何物理处理以后，允许混合物反应605。如上所论述的，这样的反应时间可能不是必需的，其取决于添加剂/处理剂和细粒的数量及性质。在混合物的反应完成后，系统可以设置成阻止加气细粒逃逸606。在确保细粒不能从系统中逃逸后，如上所述，可以向气动输送容器中供给空气607，以使混合物加气，并为细粒从输送容器输送到储存容器中做好准备608。最后，在适当数量的细粒己经输送完时，可以停止空气供给，并且在经过适宜的沉淀时间后，可以将细粒收集起来用于进一步的处理和/或使用。在其它实施方案中，将化学处理过的磨细的重材料加入到气动输送容器中，将供给的空气提供给气动输送容器，并且磨细的重材料被输送到储存容器中。在此实施方案中，由于颗粒上的涂料，所以化学处理过的磨细的重材料更不易被压实。因此，涂料可供用于可以被气动输送的可流体化的材料。因为磨细的重材料可以被流体化，该材料更易于在容器之间输送。另外，本领域普通技术人员应当认识到，受益于在此公开的实施方案，化学处理过的磨细重材料不需要完全可流体化。例如，磨细的重材料可以在容器之间气动输送，利用压力和脉冲空气的组合来输送容器内的材料。这样的实施方案中，空气的脉冲能有助于容器内的材料不被压实，然后可以将恒定的或者间歇的压力来在容器之间输送材料。由此空气的脉冲会导致颗粒间力的缺失，否则这种颗粒间力会使材料以压实状态保持在一起。为了进一步提高材料的可输送性，可以在容器之间的整个输送管路上采用脉冲和压力的组合。在上述的任何系统中，本领域普通技术人员应当认识到，在细粒从输送容器输送到储存容器之后，可能还需要进行一些附加步骤。尤其是，在结合有化学添加剂和/或物理处理剂的系统中，重晶石细粒可能需要进一步处理，以清除这些添加剂和处理剂。在本发明的这些实施方案中，系统可能要求气动输送的附加步骤，使得可以生产出/使用不含化学添加剂和/或不含物理处理剂的细粒。实施例实施例1为了试验SUREWET⑧对于细粒的效果，进行了若干个涉及通过前述气动系统输送重晶石细粒的试验。在此试验中，将20克重晶石细粒样品测量入气动输送容器内。将规定数量的SUREWET⑧加入到重晶石细粒中。然后，以每平方英寸15磅(15psi)的速率向输送容器中供给3分钟空气。接着加气细粒被输送到储存容器(例如，通风的分水器)中，所以可以估算输送材料的总重量。为了估算所输送的材料的量，首先测定容纳有20克材料(包括重晶石细粒)的输送容器的总重量，在输送后再测定输送容器的总重量。其重量差就是所输送的材料的估计量。下面的表l列出了这次试验的结果。表l:含有SUREWET⑧添加剂的重晶石细粒的气动输送<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>上表说明，进行气动输送之前，在重晶石细粒中加入化学添加剂SUREWET⑧可以增加输送的重晶石的量。对未经处理的重晶石细粒样品进行同样的试验，在20克初始重晶石中，只有6.42克被气动输送。因此，由于化学润湿添加剂的加入，可以提高气动重晶石输送的效率。实施例2为了试验SAFE-CARB⑧对于细粒的效果，进行了若干个涉及通过前述气动系统输送重晶石细粒的试验。在此试验中，将20克重晶石细粒样品测量入气动输送容器内。将规定数量的SAFE-CARB⑧加入到重晶石细粒中。然后，以每平方英寸15磅(15psi)的速率向输送容器中供给3分钟空气。接着加气细粒被输送到储存容器(例如，通风的分水器))中，所以可以估算输送材料的总重量。关掉空气，并且记录下输送容器的总重量。下面的表2列出了试验的结果。表2:含有SAFE-CARB⑧添加剂的重晶石细粒的气动输送<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>上表说明，进行气动输送之前，在重晶石细粒中加入物理处理剂SAFE-CARB，在与上面描述的基本实例相比时，可以增加输送的重晶石的量。尤其是，加入5克SAFE-CARB⑧能使更多细粒被输送。虽然将SAFE-CARB⑧增加到10和20克没有导致细粒输送增加，但是本领域普通技术人员应当认识到，对于某些操作，改变SAFE-CARB⑧的量可以使细粒输送最优化。因此，用于给定输送中使用的SAFE-CARB⑧的量可能根据细粒的性质变化，只要SAFE-CARB⑧的加入量导致输送最优化即可。在本发明中的另一可选实施例中，辅助细粒输送的方法可以包括在输送之前，向细粒中加入物理处理剂和化学添加剂。在一个这样的试验中，将20克SAFE-CARB40⑧物理处理剂和2克化学添加剂乙二醇醚添加到20克重晶石细粒中。在进行与如上所述相同的气动输送试验后，11.49克材料被气动输送。因此，在某些实施方案中，同时使用化学添加剂和物理处理剂可以提高细粒的输送性。本领域普通技术人员应当认识到，对于输送给定的磨细的重材料而言，根据细粒或操作，改变的物理处理剂和/或化学添加剂可能是优选的。尤其是，在水基钻探系统中，可以优选使用非油基化学添加剂(例如，乙二醇醚)，而在油基钻探系统中，可以优选使用油基化学添加剂(例如，SUREWET)。因此，具体的化学和/或物理处理剂的使用应当取决于钻井作业的参数和钻井作业者的喜好。实施例3为了试验磨细的重材料的气动输送，通过对在气动容器和储存容器之间输送化学处理过的增重剂来进行试验。在这些试验中，尺寸为(19()<10微米的微粉化重材料涂覆有1重量％的丙二醇。重材料主要包括重晶石，以及附加一定量的石英和赤铁矿。然后，化学处理过的重材料通过一系列已知水平和直立距离的容器。输送试验的具体数值详细列于表3中。表3:气动输送试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>上述试验接近实际的生产/钻井点的工作条件。试验可用于确定化学处理过的材料能否通过钻井作业中的标准管道系统进行气动输送。上面列出的五个试验结果在下文作了详细描述。试验1包括从散装卡车上输送磨细的重材料，所述的散装卡车位于试验设施外并用5"软管连接到工厂的6"钢管。卡车装有180袋重材料，并且这些材料在脱气后经过12小时沉淀，以确保输送的可靠性。将压縮机通过3"软管连接到散装卡车，以提供额外的压力。通过工厂管道工程，材料被输送到6300立方英尺(cf)的竖立的大型储罐中。材料的气动输送包括给散装卡车加压到大约每平方英寸17磅(17psi)。然后打开卡车上的排放阀，使得材料流从卡车流入到直立储罐中。一旦卡车中的压力下降到大约每平方英寸IO磅(IOpsi)时，并且输送的速率变缓后，将管路中的压力增大，使压力回升到大约每平方英寸17磅(17psi)。将允许压力下降，然后又对系统再加压的过程反复进行，直到卡车基本卸空。为了确定输送的效率，在试验期间监视系统反馈和反应，并且使用计时器和数据标尺在试验期间记录在20袋增量中的输送速率。试验得到平均流量是0.15袋/秒。试验2包括通过40'的6"直立钢管和42'的6"水平钢管，从第一6300立方英尺(cf)的直立大容量储罐输送到第二6300立方英尺(cf)直立的大容量储罐。第一罐装有663袋化学处理过的增重剂，并且一旦装入，就将第一罐加压到每平方英寸40磅(40psi)。如上所述，对系统反馈和反应进行监视，并且用秒表和数据标尺记录在20袋增量中的输送速率。试验结果为在14分钟内输送了625袋，因而得到平均输送速率为0.88袋/秒。试验3包括将磨细的重材料从第一6300立方英尺(cf)的大型储罐输送到第二6300立方英尺(cf)的大型储罐，与试验2相同，使用了150'的5"软管。在此试验中，第一罐装有625袋重材料，并且第一罐被加压到每平方英寸60磅(60psi)。如上所述，观察这次试验的输送速率，以20袋增量进行记录。结果表明在24分钟内输送了592袋重材料，因此提供的平均输送速率为0.70袋/秒。试验4包括在第一6300立方英尺(cf)大型储罐和第二6300立方英尺(cf)大型储罐之间输送磨细的重材料，其总的距离为530'。此试验也在短桥上发送，以模拟重材料在装入例如船只这样的运输容器内的过程中的气动输送。这次试验的管道工程由50'的5"软管，112'的6"直立钢管和320'的6"水平钢管组成。在此试验中，第一罐装有592袋重材料，并且在每平方英寸50磅(50psi)的压力下在储罐之间进行输送。试验结果为在52分钟内输送了563袋重材料，因此提供的平均输送速率为0.31袋/秒。试验5包括在第一6300立方英尺(cf)大型储罐到第二6300立方英尺(cf)大型储罐之间输送磨细的重材料，其总的距离为708'。此试验类似试验3，然而代替试验3中的短桥，试验4结合有长桥，以模拟重材料在装入运输容器的过程中的气动输送。在此试验中，管道包括50'的5"软管，112'的6"直立钢管和480'的水平钢管。在此试验中，罐1装有563袋重材料，并使用每平方英寸60磅(60psi)压力输送。试验结果为在9分钟内输送了554袋，因此其平均输送速率为0.19袋/秒。试验1-5的结果用来证明根据前述实施方案对处理过的磨细的重材料的气动输送。尤其是，上述实施方案表明，具有1重量％的丙二醇涂层的微粉化重晶石允许通过陆地和海上钻井作业这两种操作中使用的设备进行细粒的气动输送。更明确地，具有1重量％的丙二醇涂层的微粉化重晶石可以进行细粒的气动输送，使得细粒随后可以分散在用于钻井作业的钻井液中。本领域普通技术人员应当认识到，在生产设施处、在生产设施和钻井点之间输送细粒的过程中，或者在钻井点处，可以使用在试验1-5中论述的程序，从而可以将细粒混合到钻井液中。如此，可以实现用于钻井液生产使用的细粒的气动输送。有利地，上述系统和方法的实施方案可以提高磨细的重材料的输送效率。细粒的气动输送能在生产流水线和包装之间，从包装到运送、从运送到应用场所，或者它们之间的任何组合，提供快速而又相对廉价的移动细粒的方法。因为这些方法能够气动输送细粒，所以减少对人工的需求。气动输送可以替代目前使用的人工从运送容器内掘出细粒，然后又用人工将它们输送到各自的使用终端的工序。通过减少对人工的需求，以及减少与此相联系的时间，本发明提供优于已有技术中已知的细粒输送方法的优点。另外，气动输送系统能保持设置以防止加气细粒在输送工序期间逃逸。因为系统可以设置成阻止加气细粒的逃逸，所以细粒较少有机会暴露于环境污染和湿气中，而环境污染和湿气会使颗粒在运送期间进一步增加密实程度。有利地，此处公开的实施方案可以用于钻井作业中使用的流体混合，所述的流体包括尺寸适当的增重剂。更特别地，尺寸d90<10微米的磨细的增重剂的气动输送可以用于为特定钻井作业配制的钻井液的混合。因此，适宜尺寸的增重剂的化学处理剂可以用于增重剂在生产设施、在钻井点或者运输容器上进行气动输送。而且，化学处理合适尺寸的增重剂可以用于在钻井作业的各个方面之间进行增重剂的气动输送，钻井作业包括制造、钻孔和作业的运输部。而且，因为这样适宜尺寸的增重剂的气动输送可以用于更有效的输送，因此与含有适合粒度的增重剂的流体的输送和混合相关的费用也能得到减少。在一个实施方案中，钻井工程师可以生产出化学处理过的适宜尺寸的增重剂，例如尺寸(19()<10微米的微粉化重晶石。然后，该增重剂能被气动输送到钻井作业的不同方面。例如，增重剂可以在生产设施内部、在生产设施和钻井作业之间，在钻井作业的不同方面之间，在生产设施和运输容器(比如船只)之间，或者在多个运输容器之间进行输送。在特定的实施方案中，增重剂可以在运输容器和海上钻井平台之间进行气动转送。在这样一个实施方案中，在增重剂进行气动输送后，可以将增重剂分散到流体中，用于生产钻井作业中使用的井眼液。尽管本发明已经结合有限数量的实施方案进行了描述，但是本领域技术人员可从本发明公开的内容中获得启发而应当认识到，可以不偏离本发明所公开的范围而设计出其它实施方案。因此，本发明公开的范围只应当由后附的权利要求书来限制。权利要求1、一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的方法，包括将磨细的重材料装入到气动输送容器内；向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流；以及将磨细的重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。2、如权利要求l所述的方法，其中所述的磨细的重材料包括重晶石。3、如权利要求1所述的方法，其中所述的供给气流包括向气动输送容器内的物料供给10-60psi压力的空气。4、如权利要求l所述的方法，还包括使用化学添加剂处理磨细的重材料，以改变磨细的重材料的粒度分布。5、如权利要求1所述的方法，还包括使用物理处理剂处理磨细的重材料，以改变磨细的重材料的粒度分布。6、如权利要求l所述的方法，还包括同时使用物理处理剂和化学添加剂处理磨细的重材料，以改变磨细的重材料的粒度分布。7、如权利要求1所述的方法，还包括使用化学添加剂处理磨细的重材料以涂覆磨细的重材料。8、如权利要求1所述的方法，其中所述的磨细的重材料包括尺寸为d90<IO微米。9、一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的方法，包括改变磨细的重材料的粒度分布；将磨细的重材料密封在气动输送容器内；向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流；以及将磨细的重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。10、如权利要求9所述的方法，其中所述改变包括使用物理处理剂处理磨细的重材料。11、如权利要求9所述的方法，其中所述改变包括使用化学添加剂处理磨细重材料。12、如权利要求9所述的方法，其中所述改变包括使用物理处理剂和化学添加剂处理磨细重材料。13、如权利要求9所述的方法，其中所述的磨细的重材料是重晶石。14、一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的系统，该系统包括第一气动容器，其设置成供给包括尺寸为d9G<IO微米的经化学处理过的磨细的重材料流；以及第二气动容器，其与第一气动容器流体连通，并且设置成接收来自第一气动容器的经化学处理过的磨细的重材料流。15、如权利要求14所述的系统，其中所述的第一气动容器布设于运输容器上，第二气动容器布设于钻井平台上。16、如权利要求15所述的系统，其中所述的钻井平台包括海上钻井平台。17、如权利要求14所述的系统，其中所述的第二气动容器设置成提供用于分散在钻井液中的经化学处理过的磨细的重材料流。18、一种输送磨细的重材料的方法，该方法包括将磨细的重材料提供到气动输送容器内，其中磨细的重材料包括改变的表面电荷；向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流；以及将磨细的重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。19、如权利要求18所述的方法，其中所述的储存容器布设于钻井平台上。20、如权利要求18所述的方法，其中所述的储存容器包括气动容器。21、如权利要求18所述的方法，其中所述的气动输送容器和所述的储存容器中至少有一个布设于运输容器上。22、如权利要求18所述的方法，其中所述的气动输送容器设置成输送包括尺寸为d90<10微米的重材料。23、一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的设备，该设备包括:气动输送容器，其设置成提供尺寸为d9Q<10微米的经化学处理过的磨细的重材料流；该气动输送容器包括设置成接收空气流的入口；和设置成提供与储存容器流体连通的出口；以及与气动输送容器的入口流体连通的空气供给装置。24、如权利要求23所述的设备，还包括与气动输送容器的入口流体连通的空气入口延长段。25、如权利要求24所述的设备，还包括连接在空气入口延长段上的导向装置。全文摘要一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的方法，包括将磨细的重材料装入到气动输送容器内，并向气动输送容器内的磨细重材料供给气流。而且，将磨细重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。另外，一种用于输送钻井液中使用的磨细的重材料的方法，包括改变磨细的重材料的粒度分布，并将磨细的重材料密封到气动输送容器内。而且，向气动输送容器内的磨细的重材料供给气流，并将磨细的重材料从气动输送容器内输送到储存容器内。文档编号B65G53/34GK101289927SQ200710307179公开日2008年10月22日申请日期2007年11月2日优先权日2006年11月3日发明者史蒂夫·杨,约翰·李,雷·柯蒂斯,韦恩·马特洛克申请人:M-I有限公司