用于振动筛分机的双筛组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对振动的筛系统的改进，所述振动的筛系统用于使固体和流体分离，并且尤其用于使钻肩从钻液分离。在各种实施例中，说明了用于改装附装到现有的单层板振动性振动筛(vibratory shaker)的双筛系统。
【背景技术】
[0002]筛分机已经多年来用于包括采矿和石油工业在内的各种工业中以增强固体和液体的分离。在这些工业内，钻井和矿物提炼过程经常产生固体和液体的浆料，所述固体和液体必须彼此分离。正如众所周知的，筛分机典型地包括筛床，含有流体和固体的溶液经过所述筛床并且继而经受包括重力和震动在内的各种分离力。每个筛分离设备都将利用不同类型和尺寸的筛以使不同的流体/固体能够分离。另外，也已经实施了真空系统的使用以改进筛分系统内的分离，包括脉冲真空压力的使用，如在本发明人的共同待审的和发布的专利申请中所述的。
[0003]根据工业、正被筛分的流体/固体溶液和筛分系统的商业目的，存在有不同的筛分机设计。在不同的机器中，每个机器中都已经包含有某些功能以用于在特定的工业中使用或供特定的固体/液体溶液使用。每种一般类型的固体/液体溶液的细微差别和每个机器的细微差别通常意味着一种类型的机器将在不同的工业内是不操作的或是无效的，如在许多情况下，在处理特定类型的物料或溶液时存在独特的问题。例如，许多筛分机设计已经被设计成优化固体物料从浆料内的回收;然而，该形式趋向于忽略所回收的流体的品质。照此，通常已经在维持或改进正被回收的流体的品质的同时不考虑如何实现固体和液体的分离。
[0004]在井场处从钻肩分离钻液的特定情况下，近年来已经由本申请人在场地中有效地部署用于从钻肩分离钻液的真空系统。如在本发明人的共同待审的申请中所述并且通过参考包含于此(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)，针对振动筛系统使用的真空力当被正确地施加时可以高度有效地减少保持在钻肩上的钻液以用于增加所回收的钻液的量，而同时也将对钻肩的损坏减到最小，用于提高所回收的钻液的品质，所述钻肩可以与可以通过筛的细小固体物料一起导致钻液污染。
[0005]此外，振动筛系统的效率对于将在井处的固体控制处理的成本减到最少而言是尤为重要的。例如，在大多数的钻机处，多个振动筛系统被安装成同时地处理来自钻机的钻肩。如作为常见的做法，典型地两个或更多个振动筛(经常3个或更多个并且可能达到9个振动筛)被配置到与防喷器(BOP)相邻的钻机。随着钻液和钻肩离开井口，钻液和钻肩经由通向每个振动筛的密封导槽的导管而传送到振动筛。所传送的钻肩和钻液通常在井口处被分成单独的流动流，以便使相对一致的钻肩/流体的量被输送到每个振动筛。
[0006]如可以理解，可以在钻场处利用的振动筛的总数将显著地影响固体处理程序的总成本。即，就需要较少的振动筛来说，可以减少固体处理的成本。
[0007]另外，在典型的情形中，振动筛系统可以彼此串联地配置，其中，上游振动筛可以利用粗筛并且下游振动筛可以利用较细的筛。如理解的，粗筛将使较细的固体和钻液能够通过筛，并且较细的筛将允许钻液通过筛，而同时将较细的固体保持在筛的上表面上。
[0008]通常，必须在筛的孔隙尺寸和所需的处理速率之间维持平衡。例如，为了维持经过振动筛的有效流速，通常使用粗筛和细筛的组合，以便在特定的时间段内回收足够量的流体。即，如果使用的筛太细，则对于处理钻肩和钻液的量所需的时间变得不足，并且/或者会由于筛孔堵塞和/或筛眼堵塞而阻止钻肩和钻液分离。然而，如果使用的筛太粗，则流体/固体分离变得低效，这是因为所回收的钻液的品质通过固体污染物而降低。
[0009]在过去，各种筛和振动筛系统已经被设计成改进分离效率，包括三维的筛设计和振动筛系统。例如，美国专利N0.6,032,806说明了 “金字塔”型式的振动筛的筛(shakerscreen)，其中三维的筛用于增大筛的表面积。在其它系统中，振动筛系统已经被设计成包括分离的层板以用于在振动筛内在不同的竖直位置处分离固体。然而，这些过去的系统在许多方面仍然是低效的。例如，双层板振动筛构建起来是更昂贵的，这是由于对于每一水平的层板而言需要分离的层板和附装系统，例如，夹子、楔子或钩子。另外，这些系统经常明显高于传统的单一水平的振动筛。
[0010]若干不同的附装系统通常用于将筛系统固定到振动筛具体地固定在振动筛篮内。一种这样的附装系统是楔形系统。楔形系统典型地包括压缩楔形物，所述压缩楔形物位于振动筛篮的侧上，每个楔形物都被驱动到导向物中，所述导向物位于布置筛的位置上方，以便将筛固定在篮筐中的适当位置中。压缩楔形物典型地是约I英寸宽和12英寸至18英寸长，并且典型地每个筛使用两个楔形物。
[0011]可替代的附装系统是板夹持系统，其通常包括板或轨，所述板或轨位于振动筛篮的侧上，所述板或轨使用空气压力或液压压力被挤压在一起以在板/轨之间夹持筛的边缘。板或轨典型地是约I英寸至IV2英寸宽。
[0012]第三种类型的附装系统是钩筛系统，所述钩筛系统朝向振动筛篮的侧拉动筛的边缘以向筛施加张力。这通常通过使用杠杆来进行，所述杠杆可以借助钩附装到筛的侧。力被施加到杠杆，拉动杠杆通过位于振动筛篮的侧中的孔，由此向外地拉动筛以将张力施加到筛。典型地，施加到杠杆的力是弹簧力，然而在某些设计中弹簧用螺栓和螺丝装置代替或用空气或液压活塞组件代替，所述螺栓和螺丝装置被调节到预定的转矩。就钩筛附装系统而言，筛可以被拉动越过平面或曲面，例如，凸面。金字塔型式的振动筛的筛经常使用钩筛附装件被附装到振动筛。在美国专利N0.6，179，128中说明了钩筛附装系统的示例。
[0013]现有技术的振动筛的一个问题在于，较大颗粒和较小颗粒二者对筛的影响。即，较大颗粒由于颗粒的动量而具有用较大的力冲击筛的趋势。具有较窄且较少的结实线材的细筛会由于较大颗粒的冲击而更加迅速地劣化。因而，具有较粗的上筛和较细的下筛的分层的筛系统具有以下优点，即，保护下筛以防较大的且潜在损坏性的颗粒的损坏，如这些颗粒将被承载在上筛上并且将不运送通过粗筛而不冲击下方的细筛。
[0014]另一个问题在于，重要的是确保分层的筛系统将不被经过振动筛流动的钻肩和钻液所危及，导致筛/振动筛的性能受影响。尤其，重要的是如果通过下筛和上筛之间的空隙的钻液/钻肩的流动由于在振动筛中的物料的量而变得较高的话，所述下筛和上筛之间的空隙没有变得堵塞。
[0015]结果，持续需要这样的系统，S卩，所述系统提高振动筛系统的效力以能够相继地分离较粗的固体和较细的固体。另外，也需要这样的系统，即，所述系统可以被改装到现有的振动筛系统，包括现有的振动筛系统附装系统，以便将单层板系统有效地变成双层板筛分系统。
【发明内容】
[0016]根据本发明，提供一种用于改装连接到振动性振动筛的双筛系统。
[0017]在本发明的一个实施例中，双筛系统包括与下筛组件操作连接的上筛组件，在上筛组件和下筛组件之间限定通道，每个筛组件都具有框架和附装到框架的筛网，并且其中，上筛组件具有比下筛更粗的筛网，并且双筛系统适于操作连接到振动性振动筛。
[0018]在另一个实施例中，上筛组件是可从下筛组件拆开的。上筛框架可以包括多个腿部构件以用于附装到在下筛框架上的多个相对应的腿部构件，并且在上筛框架和下筛框架上的多个腿部构件可以咬合在一起。
[0019]在又一个实施例中，双筛系统还包括位于上筛组件和下筛组件之间的单独的连接器组件以用于将上筛框架连接到下筛组件框架，连接器组件限定通道。在一个实施例中，连接器组件包括由多个腿部支撑的框架，所述框架用于操作连接到上筛框架和下筛框架。连接器组件还可以包括:多个第一销，所述多个第一销从框架的顶部突出以用于插入在上筛框架的底部中的孔中；和多个第二销，所述多个第二销从腿部的底部突出以用于插入在底部筛框架的顶部中的孔中。
[0020]在又一个实施例中，连接器组件包括多个条，所述多个条与上筛组件框架和下筛组件框架平行地延伸。多个条可以具有:多个第一销，所述多个第一销从条的顶部突出以用于插入在上筛框架的底部中的孔中；和多个第二销，所述多个第二销从条的底部突出以用于插入在底部筛框架的顶部中的孔中。在又一个实施例中，为确保上筛组件和下筛组件不滑动，可以使用橡胶垫和/或高压夹持系统。
[0021]在一个实施例中，上筛框架的侧边缘相对于下筛框架的侧边缘插入。在另一个实施例中，上筛框架包括唇部，所述唇部延伸越过双筛系统的一个端部，用于指引流动越过双筛组件的端部。
[0022]在又一个实施例中，上筛框架和/或下筛框架是楔形的。由楔形框架限定的通道可以具有基本恒定的高度。
[0023]在又一个实施例中，多个双筛系统被定位在振动性振动筛中以限定从上游端部通过多个双筛系统的通道到下游端部的连续流动路径。多个双筛系统可以以阶梯的方式定位在振动性振动筛中，上筛组件的上游端部相对于下筛组件的上游端部插入，用于扩大在相邻的下筛组件之间的流动路径。
[0024]在一个实施例中，在上筛框架和/或下筛框架是楔形的情况下，它们可以以阶梯的方式被定位在振动性振动筛中以限定通过通道的连续流动路径。连续流动路径可以是级联的流动路径。
[0025]在又一个实施例中，上筛网具有325目或更小的筛目尺寸并且下