离的钻井液的粘度的双对数曲线图；
[0098]图9是图示底部钻井液、真空筛网钻井液以及经离心分离的钻井液的塑性粘度、 屈服点以及胶凝时间为l〇min以及10s的曲线图；
[0099] 图10是图示底部钻井液、真空筛网钻井液以及经离心分离的钻井液的固体分布 的曲线图；
[0100] 图11是图示底部钻井液、真空筛网钻井液以及经离心分离的钻井液的乳液稳定 性的曲线图；
[0101] 图12是图示底部钻井液、真空筛网钻井液以及经离心分离的钻井液的微粒大小 分布的曲线图；
[0102] 图13是图示底部钻井液、真空筛网钻井液以及经离心分离的钻井液的微粒大小 分布（〈2 ym)的曲线图；
[0103]图14是图示钻肩与根据本发明的真空系统的筛网的基本相互作用的简图；以及
[0104] 图15是图示在各种筛孔尺寸之下用于克服各种不同的流体的表面张力的相对真 空的曲线图。
【具体实施方式】
[0105] 将参考附图来描述改善的钻肩/钻井液分离系统的实施例。
[0106] 含延伸物的振荡器筛网
[0107] 在多个实施例中，如图1至图3及图3A至图3H所示，振荡器10具有延伸筛网11 和模块扩展单元（MEU) 12a。确切地说，这些MEU实施例实现了可出于各种功能性原因用较 长的筛网床来改装由不同制造商制造的振荡器，这些功能性原因包含并入真空歧管12或 双重流体收集系统或分开的流体收集系统，下文将对此进行详细解释。
[0108] 确切地说，在一些振荡器设计中，当振荡器床下方的空间或容积不能很好地容纳 真空歧管时，将真空歧管系统12(如在本案申请人的同时待审申请案中所描述）附接到振 荡器在技术上是有挑战性的。另外，在一些设计中，在振荡器床下方添加真空软管会造成真 空软管的过早磨损及/或故障，这是由于与不同的振荡器结构的冲击/摩擦所造成的。
[0109] 如图1至图3及图3A至图3H所示，可将呈MEU 12a形式的振荡器延伸物并入以 形成更大的振荡器床，以使得额外的筛网可配置到新的振荡器床，该振荡器床延伸并超过 振荡器的常规末端。如图1所示，所述MEU还使得真空歧管12以本案申请人的同时待审申 请案及本文描述的方式，配置到振荡器床的延伸部分。
[0110] 在振荡器床的原始部分中，流体穿过筛网l〇a，并且被振荡器的常规流体收集系统 (通常为具有排液口的平盘）收集。在筛网11的延伸部分中，流体以分开的方式被收集，例 如通过被配置到MEU 12a的真空歧管12。
[0111]因此，借助于延伸物，在振荡器外围导引真空歧管12、真空软管16以及其他真空 设备，较在先的系统具有更大的优势。例如，对于由特定制造商构建的振荡器而言，实质上， MEU降低了成本，这是因为，与在振荡器主结构内用真空歧管系统改装相比，可实质地减少 改装的时间成本及/或劳力成本。此外，在将单个真空栗配置到在不同振荡器上的一个以 上的真空歧管的情况中，MEU可简化配置，这是因为连接管路得到了简化。此外，如果在操 作期间真空回收线路被堵塞，因为MEU位于振荡器外部，所以通常无需关闭振荡器，也就不 会影响钻探操作，这样在保持振荡器操作的同时仍可对堵塞的线路进行修理。
[0112] 图2图示振荡器10的俯视图，振荡器10具有含延伸的筛网床的MEU 12a ;图3图 示振荡器的端视图，所述振荡器含MEU及延伸的筛网床。最佳如图3所示，所述MEU包含真 空歧管12及与其附接的真空软管16。
[0113] 还应注意，图1图示的是振荡器床在上部分10a与下部分10b之间为台阶构造的 形态的实施例。
[0114] 一般可通过焊接或将延伸物螺栓连接到振动托盘（如模块扩展单元（MEU) 12a)的 方式来延伸振荡器床。在这种情况下，MEU包含用于实现将MEU 12连接到振荡器床的各种 凸缘、角接板及/或托架。
[0115] 如图3A所示，所示MEU具有单层筛歧管12b，所述单层筛歧管12b定义MEU的底 部，用于连接到真空软管。该MEU包含前构件12c、后构件12d及侧角接板12e，这些构件构 成MEU的末端。所述后构件及侧角接板包含合适的螺栓孔12f，用于将该MEU连接到特定振 荡器，及/或用于另外的托架连接。例如，如图3B所示，所述MEU可包含额外的托架12g，这 些额外的有合适的孔的托架12g来实现与特定振荡器的连接。如图3A所示，后构件、侧角 接板及前构件中的每一者包含合适的轨道12h，以便操作性支撑筛网框。
[0116] 图3C及图3D图示另外的实施例，其中MEU具有不同的侧角接板12e、托架12g及 后构件12d以便连接到不同的振荡器。如图3D所示，所示筛网床13固定到该MEU。在此实 例中，该筛网床包含其自身的框13a，框13a具有侧块13b，从而实现将筛网框13a放置到该 MEU上，其中侧块13b在由成角度的托架12i与该MEU界定的槽口内固定筛网框。
[0117] 图3E至图3H图示侧角接板及托架的另外实例。
[0118] 重要的是，该MEU既可在有真空的条件下操作，也可在无真空的条件下操作。换言 之，该MEU可用来加长振荡器床，从而较易地实现不同筛孔尺寸的筛网的配置，和/或实现 真空系统的并入。
[0119] 在不同区段中的筛孔不同的筛网
[0120] 在如图6至图6F所示的另一个实施例中，提供在位置3、位置4及位置5处并入 筛孔不同的筛网的振荡器系统。在这些实施例中，操作者可能愿意在振荡器的下游真空区 段上的位置5处使用较粗大的筛网，在振荡器的上游区段上的位置3、4处使用较微细的筛 网。例如，尽管一般人们希望使得筛网尽可能微细来防止小颗粒通过筛网，这是因为小颗 粒可能对钻井液的性能具有不良影响，但是过于微细的筛网可能造成大量的流体溢出振荡 器，进而造成钻井液/钻肩分离不良，并因此影响到钻井液的回收，即使在存在真空系统的 条件下也会这样。因此，根据本发明，可在振荡器的下游部分中利用较粗大的筛网，以改善 钻井液/钻肩的整体分离。尽管使用筛孔不同的筛网可能会使得在筛网下游区段处穿过筛 网的较大颗粒增多，但是上游区段8和下游区段6上的分开的流体收集系统可以确保从上 游区段所回收的流体基本上没有较大固体颗粒。因此，尽管从下游区段6回收的流体有可 能含有较大比例的固体颗粒，但是可用二级分离技术对从这些下游区段回收的流体进行分 开处理。因为一般使用这些二级分离技术对较小量的所回收的钻井液进行处理，所以与在 对较大量的所回收的钻井液应用此类二级分离技术时相比，这些技术显得更有效率。
[0121] 例如，在通常的钻探操作下，钻头通常会以2m3/min来循环使用流体，并且可能有 两台振荡器及一台离心机来作为固体分离设备的一部分。该离心机可能具有〇. 3m3/min的 最优处理速率，这意味着对速率为1. 7m3/min的钻井液，不能以与流体循环相同的速率来对 其进行处理。另外，为了防止在振荡器上的钻井液的损失，要求操作者只能使用切割点大于 82微米的API 170目筛网。这就意味着速率为1. 7m3/min的含小于82微米的固体颗粒的流 体被再次循环到井下，在井下这些固体颗粒经抽吸、钻头处的剪切，以及在钻头岩面处的粉 碎等侵蚀性条件下大小减小。在这些条件下，最终在钻井液系统中堆积了颗粒微细的物质， 这些物质相应地具有高的表面积及高的电荷密度，从而产生随后可能需要的比重更大的流 体，但粘度也随之增加，这不是人们所希望的；因此可通过加大所添加的化学品的量/浓度 来减轻这些影响。
[0122] 为解决这些问题，通过将分区并入振荡器的振荡器及流体分离系统的实例来描 述。在此实例中，较微细筛网（例如，API 325目筛网）定位在振荡器的上游位置。在正常 操作中，这些筛网可有效地处理以大约为1. 7m3/min通过筛网的流体，并进而分离出大小大 于41. 5微米的颗粒。粗大筛网并入在振荡器的下游位置（例如，API140目）上以允许剩 余的0. 3m3/min穿过筛网，并防止流体流出振荡器的末端。因此，这个筛网会允许所有小于 98微米的颗粒穿过筛网。如此分区实现了从不同的振荡器区段分开收集流体。
[0123] 来自粗大筛网区段的流体占越过振荡器的流体的总体积的相对小比例，该流体接 着由离心机来处理，以移除小至2微米的固体颗粒。
[0124] 因此，本系统及方法通过更有效地分离粗大固体颗粒，并在这些粗大固体颗粒再 次进入循环系统而破碎之前将其移除，有效地延缓了在循环利用的钻井液中的固体颗粒的 堆积。
[0125] 另外，在粗大筛网区段的一区段或一部分上并入真空系统（不论是否分区），仍可 以以极相同的方式起作用，从而允许操作者使用更微细的筛网，且不会有流体流出振荡器 末端。然而，因为可能在振荡器床的较大区段上不应用真空系统，所以分区处理通常可提供 的处理体积（即0. 3m3/min) -般大于真空处理每秒通常所提供的0. 1-0. 2m3/hr。
[0126] 重要的是，上述系统及方法可有效预防系统中的微细颗粒的产生。也就是说，应理 解，在岩面上的钻头动作并未将极微细的固体颗粒产生到显著量，所以在分区/真空形式 下，振荡器的强力度的初处理进行的固体分离可有效预防微细颗粒的产生。
[0127] 在另一个实施例中，如图4及图5所示，用于给真空歧管12施加真空压力的真空 栗系统20也可包含雾气收集系统22,用于收集可能从钻井液及切削物在筛网上的的振荡 动作中释放出的钻井液雾气。雾气收集系统22 -般包含抽雾机2,抽雾机2配置在振荡器 上，包含合适的管路1、压力控制阀7、8以及真空栗9。如图4所示，该雾气收集系统可还包 含脱水系统22a，所述脱水系统22a含有用于从所回收的雾气中除水的干燥剂。
[0128] 如上提及，图6及图6A至图6F展示了使用二级流体收集系统的实施例。该二级 流体收集系统可呈，例如一个或多个料斗6、6a(图6、图6E及图6F)的形式、一个或多个分 区（图6B、图6C、图6D)或具有分开的管路系统的料斗、分区及MEU(图6A)的组合。
[0129]在该料斗系统中，一个或多个料斗用于从振荡器的特定区域收集流体，其中在这 个区域穿过筛网的流体将掉落在料斗中，实现收集的目的。料斗6、6a可直接连接到振荡器 床，使得料斗与振荡器床一起移动，或者可连接到与该振荡器床分开的振荡器，以使得料斗 并不与振荡器床一起移动。重要的是，在料斗配置到振荡器的情况中，振荡的料斗可对接触 料斗的钻井液具有剪切稀化效应，促进了钻井液流动离开振荡器床，这是由于剪切力诱发 了流体粘度的减小以及振荡施加给流体的动量的减小。如下文更详细描述，这样可改善在 系统内的流体及固体的总体处理。
[0130] 在分区系统中，一个或多个分区28配置到振荡器平盘30内的托架29,以在振荡 器平盘内产生分开的容纳区域。正常地，每个分区会位于不同筛孔大小的筛网之间的过渡 点。此外，在另外的实施例中，这些分区可重新定位在不同的托架29内，使得在操作中要调 整筛孔大小时操作者可快速地调整这些分区的位置，如图6B至图6D所示。
[0131] 图6A还图示了完整的分离系统，包含分区振荡器、MEU 12a、真空系统20以及二级 流体处理系统60。如图示，振荡器已用延伸的筛网改装，其中延伸的部分配置有真空歧管 12。所示料斗6朝振荡器下游端被配置到振荡器，而分开的流体收集系统30被提供在料斗 的上游。在此实施例中，朝振荡器的上游端引入钻肩，并且使