006589 Область использования изобретения

006589
Область использования изобретения
Настоящее изобретение относится к ситам из тканых проволочных сеток для фильтрации жидкостей из смеси твердых веществ и жидкостей и, в частности, но не исключительно, для фильтрации буровых растворов. Обычно такие сита устанавливают в вибрационном грохоте для обеспечения лучшей
фильтрации твердых веществ из бурового раствора и для способствования тому, чтобы твердые вещества
оставались в сите из тканой проволочной сетки и мигрировали к одному краю сита для выгрузки и сбора.
Предпосылки создания изобретения
Установлено, что в определенных пластах земли при бурении образуются относительно крупные
частицы, обладающие очень большой истирающей способностью, и сита преждевременно разрушаются
при эксплуатации во время бурения в таких породах. В результате этого сита вместо их эксплуатации в
течение нескольких дней до истирания и выхода из строя проволочной ткани разрушаются в течение нескольких часов.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной конструкции сита из тканой проволочной сетки, при использовании которого устраняются указанные недостатки.
Краткое описание изобретения
Согласно настоящему изобретению в сите из тканой проволочной сетки, в котором по меньшей мере одна ткань с мелкими ячейками уложена поверх каркасной ткани с крупными ячейками, закрепляют
дополнительную ткань с крупными ячейками поверх ткани с мелкими ячейками, в которой размер ячейки и размер проволоки выбирают по меньшей мере так, чтобы, по существу, предотвращать контакт между относительно крупными абразивными частицами и тканью с мелкими ячейками.
Обычно натяжение проволоки, из которой выработана одна ткань, делают таким, чтобы оно отличалось от натяжения проволоки, из которой выработана другая ткань, а в тех случаях, когда используют
три или большее число тканей, натяжение каждой ткани может быть различным. Однако следует иметь в
виду, что изобретение не ограничено условиями, при которых каждая ткань имеет отличное от другой
(других) натяжение, и все ткани (или некоторые из них) могут быть одинаково натянуты, если это соответствует требованиям.
Натяжение дополнительной ткани может оказывать пагубное влияние на ее технические характеристики, и натяжение этой дополнительной ткани выбирают таким образом, чтобы она выполняла ее защитную функцию и не оказывала пагубного влияния на вибрацию ткани (тканей) с мелкими ячейками,
расположенной под ней.
В общем, натяжение дополнительной ткани с крупными ячейками делают большим натяжения ткани (тканей) с мелкими ячейками, обычно приблизительно вдвое большим натяжения последней.
Предпочтительно поверх каркасной ткани уложены два слоя ткани с мелкими ячейками так, чтобы
одна ткань с мелкими ячейками была проложена между верхней тканью с мелкими ячейками и каркасной
тканью, а размер ячейки ткани, которую прокладывают таким образом, очень близок к размеру ячейки
верхней ткани, и при использовании такой структуры это способствует предотвращению забивания
верхней ткани частицами благодаря относительному вибрационному перемещению верхней ткани и расположенной под ней ткани с мелкими ячейками, и поверх верхней ткани с мелкими ячейками уложена
дополнительная ткань с крупными ячейками.
Размер ячейки дополнительной ткани следует выбирать внимательно, так как если ячейки сетки будут слишком большими, то, соответственно, крупные острые частицы смогут достигать и повреждать
верхнюю ткань, расположенную между ними. Аналогичным образом, если ячейки в дополнительной
ткани будут слишком большими, то дополнительная ткань может препятствовать постоянной миграции
отделенных твердых частиц по ситу при его использовании, в результате чего, помимо прочего, может
происходить местная перегрузка и разрушение сита.
Дополнительная ткань может содержать ячейки прямоугольной формы, например, ячейки ткани
могут быть в два раза более длинными в одном направлении, чем в другом. В общем, тканую сетку следует располагать так, чтобы больший размер ячейки ткани проходил параллельно направлению, в котором отделенные твердые частицы мигрируют по поверхности сита при использовании.
Обычно ткани растягивают по жесткой раме и прикрепляют к ней, и обычно такие рамы бывают
прямоугольными (хотя можно использовать рамы и других форм). Сито, содержащее прямоугольную
раму, в данном описании называют «прямоугольным ситом», и, в общем, прямоугольные сита обычно
устанавливают так, что больший размер сита параллелен направлению, в котором отделенные твердые
частицы мигрируют по ситу. Следовательно, как правило, в тех случаях, когда сито содержит обычно
прямоугольную раму, к которой прикреплены сетки, упомянутую дополнительную ткань прикрепляют к
раме сита так, что больший размер ячейки ткани располагается параллельно более длинным краям рамы.
Если рама сита является, например, квадратной, а ткани содержат прямоугольные ячейки, то ткани
предпочтительно располагают относительно рамы так, чтобы больший размер ячейки сетки был параллелен одному краю рамы, а последнюю устанавливают в грохоте так, чтобы направление миграции твердых частиц по ситу при его использовании было параллельно этому краю рамы.
-1-
006589
Примеры усовершенствованных сит
В предпочтительном варианте сита, содержащего одну ткань с мелкими ячейками, могут быть использованы три следующие ткани:
В другом предпочтительном варианте сита, содержащем две ткани с мелкими ячейками, могут быть
использованы четыре следующие ткани:
Натяжение проволочных тканых сеток обычно производят, используя пневматические цилиндры и
воздействуя на зажимы, которыми зажимают края тканей. Если используют все пневмоцилиндры одного
и того же размера (как это обычно бывает) , то натяжение, создаваемое в тканях, будет пропорционально
давлению сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры, посредством которых воздействуют на различные
ткани.
В случае использования сита из трех тканей давление сжатого воздуха, подаваемого в три комплекта пневмоцилиндров, можно обеспечивать в следующих соотношениях:
В случае использования сита из четырех тканей давление сжатого воздуха, подаваемого в четыре
комплекта пневмоцилиндров, можно обеспечивать в следующих соотношениях:
Если две ткани с мелкими ячейками должны иметь одинаковое натяжение (как в этом последнем
примере), то они могут быть натянуты вместе с использованием одного и того же комплекта зажимов и
пневмоцилиндров.
Если, однако, натяжение одной ткани с мелкими ячейками должно отличаться от натяжения другой
ткани с мелкими ячейками, то требуется дополнительный комплект пневмоцилиндров и зажимов для
обеспечения натяжения каждой ткани независимо от другой.
Испытания показали, что сито, выполненное согласно изобретению, обладает более продолжительным сроком службы, чем сита, не содержавшие дополнительной ткани, при фильтрации бурового рас-2-
006589
твора, восстанавливаемого при бурении в морском дне, когда бур проходит сквозь пласты под морским
дном, состоящие из песка Utsira.
Изобретение также состоит в способе изготовления сита из тканой проволочной сетки, которое может выдерживать воздействие крупных частиц, обладающих большой истирающей способностью, например, образующихся при бурении пласта, состоящего из песка Utsira. Этот способ заключается в том,
что несущую раму располагают в зажимном приспособлении, каркасную ткань с крупными ячейками
растягивают на раме и зажимают в зажимных губках вдоль всех четырех краев и затем натягивают путем
перемещения всех зажимов в наружном направлении с помощью пневмоцилиндров, аналогичным образом растягивают проволочную ткань с мелкими ячейками поверх первой ткани и аналогичным образом
натягивают ее с помощью второго комплекта зажимов и пневмоцилиндров, аналогичным образом растягивают дополнительную ткань с большими ячейками поверх ткани с мелкими ячейками и натягивают ее
с помощью третьего комплекта зажимов и пневмоцилиндров, после этого ткани прикрепляют к несущей
раме под давлением, сбрасывают давление, разводят зажимные губки, обрезают излишки проволочной
ткани по контуру рамы и извлекают готовое сито из зажимного приспособления.
Если требуются две ткани с мелкими ячейками, то вторую ткань с мелкими ячейками можно укладывать поверх первой ткани с мелкими ячейками до укладки верхней ткани с крупными ячейками. Обе
ткани с мелкими ячейками могут быть зажаты посредством одного и того же комплекта зажимных губок
и пневмоцилиндров, либо может быть использован дополнительный комплект зажимных губок и пневмоцилиндров для натяжения второй ткани с мелкими ячейками. Если используют только один комплект
зажимных губок для натягивания двух тканей с мелкими ячейками, то обе ткани будут иметь одинаковое
натяжение, но если используют отдельный комплект зажимных губок и пневмоцилиндров, то натяжение
второй ткани с мелкими ячейками может быть отличным от натяжения первой ткани с мелкими ячейками.
Если замечают проскальзывание при зажиме двух тканей с мелкими ячейками при использовании
одного и того же комплекта зажимных губок, то способ может включать этап, заключающийся в прокладке полоски ткани с крупными ячейками между двумя слоями только в области зажимных губок, чтобы улучшить зажим двух слоев тканей с мелкими ячейками в зажимных губках.
Ниже изобретение описано на примере со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором изображен
в плане в увеличенном масштабе маленький участок ткани 10 с мелкими ячейками, на которую наложена
ткань 12 с крупными ячейками. Размер ячейки ткани 12 с крупными ячейками таков, чтобы предотвращать, по существу, контактирование относительно крупных абразивных частиц с тканью 10 с мелкими
ячейками. На чертеже каркасная ткань (которая должна быть расположена под тканью с мелкими ячейками) не изображена для большей ясности чертежа.
Все ткани в занимаемом ими положении прикрепляют известным способом к относительно жесткой
раме (не показана) путем приклеивания к термопластичному материалу, из которого изготовлено сито
или которым покрыт металл или другая внутренняя структура, чтобы образовать сито для использования
его в просеивающей машине, например в вибрационном сите для бурового раствора, используемом для
отделения твердых частиц от бурового раствора, извлеченного из нисходящей скважины во время бурения скважины для добычи нефти или газа.
Пример такого сита, рамы и способа их изготовления показан и описан в английском патенте №
2322590 и в английской заявке на изобретение № 02263382.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Сито из проволочной тканой сетки, в котором по меньшей мере одна ткань с мелкими ячейками
уложена поверх каркасной ткани с крупными ячейками и дополнительная ткань с крупными ячейками
прикреплена поверх ткани с мелкими ячейками, размер ячейки и размер проволоки которой выбирают,
по меньшей мере, так, чтобы, по существу, предотвращать контактирование относительно крупных абразивных частиц с тканью с мелкими ячейками, и натяжение дополнительной ткани с крупными ячейками
больше натяжения ткани или тканей с мелкими ячейками.
2. Сито по п.1, в котором натяжение проволоки, из которой изготовлена одна ткань, отличается от
натяжения проволоки, из которой изготовлена по меньшей мере одна из других тканей.
3. Сито по п.2, в котором натяжения проволок, из которых изготовлена каждая из тканей, отличаются друг от друга.
4. Сито по п.1, в котором натяжение дополнительной ткани с крупными ячейками приблизительно в
два раза больше натяжения ткани или тканей с мелкими ячейками.
5. Сито по любому из пп.1-4, в котором две ткани с мелкими ячейками наложены на каркасную
ткань так, что одна ткань с мелкими ячейками проложена между верхней тканью с мелкими ячейками и
каркасной тканью, и размер ячейки ткани, которая проложена упомянутым способом, очень близок к
размеру ячейки верхней ткани с мелкими ячейками, и при использовании такой структуры она способствует предотвращению забивания частицами верхней ткани, благодаря относительному вибрационному
-3-
006589
движению между ней и нижней тканью с мелкими ячейками, и дополнительная ткань с крупными ячейками наложена поверх верхней ткани с мелкими ячейками.
6. Сито по любому из пп.1-5, в котором дополнительная ткань содержит ячейки прямоугольной
формы.
7. Сито по п.6, в котором размер ячейки прямоугольной формы в одном направлении в два раза
больше ее размера в другом направлении.
8. Сито по п.6 или 7, в котором больший размер ячейки ткани расположен параллельно направлению миграции отделенных твердых частиц по поверхности сита при его использовании.
9. Сито по любому из пп.1-8, в котором ткани растянуты и прикреплены к жесткой раме.
10. Сито по п.9, в котором жесткая рама является прямоугольной.
11. Сито по п.10, которое при использовании расположено так, чтобы его больший размер был расположен параллельно направлению миграции отделенных твердых частиц по поверхности сита.
12. Сито по любому из пп.8-11, в котором дополнительная ткань расположена на раме так, чтобы
больший размер ячейки ткани был параллелен более длинным краям рамы.
13. Сито по п.1, содержащее одну ткань с мелкими ячейками, проложенную между каркасной тканью и уложенной поверх дополнительной тканью с крупными ячейками, при этом каркасная ткань выполнена из сетки № 30 из стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,280 мм, ткань с мелкими ячейками выполнена из сетки № 180 из стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,030 мм, дополнительная верхняя ткань выполнена из сетки № 30 × № 60 из стальной нержавеющей проволоки диаметром
0,160 мм.
14. Сито по п.5, в котором каркасная ткань выполнена из сетки № 30 из стальной нержавеющей
проволоки диаметром 1,280 мм, верхняя ткань с мелкими ячейками выполнена из сетки № 180 из стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,030 мм, нижняя ткань с мелкими ячейками выполнена из сетки № 160 из стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,036 мм, дополнительная верхняя ткань выполнена из сетки № 30 × № 60 из стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,160 мм.
15. Способ изготовления сита по п.1, в котором ткани укладывают по очереди на жесткую раму, к
которой они должны прикрепляться, и обеспечивают натяжение проволочных тканей, используя пневмоцилиндры, воздействующие на зажимы, с помощью которых зажимают края тканей, при этом все
пневмоцилиндры имеют один и тот же размер, а различное натяжение тканей обеспечивают путем подачи сжатого воздуха под различными давлениями в пневмоцилиндры, которыми воздействуют на разные
ткани.
16. Способ по п.15, при использовании которого для изготовления сита по п.1 давление сжатого
воздуха, подаваемого в три комплекта пневмоцилиндров, находится в следующих соотношениях: для
натяжения каркасной ткани - 2,0, ткани с мелкими ячейками - 1,0, дополнительной верхней ткани - 1,9.
17. Способ по п.15, при использовании которого для изготовления сита по п.7 давление сжатого
воздуха, подаваемого в пневмоцилиндры, находится в следующих соотношениях: для натяжения каркасной ткани - 2,0, нижней ткани с мелкими ячейками - 1,0, верхней ткани с мелкими ячейками - 1,0, дополнительной верхней ткани - 1,9.
18. Способ по п.17, в котором две ткани с мелкими ячейками зажимают и натягивают вместе, используя один комплект зажимов и пневмоцилиндров.
19. Способ изготовления сита из тканой проволочной сетки, которое может выдерживать воздействие крупных частиц, обладающих большой истирающей способностью, например, образующихся при
бурении пласта, состоящего из песка Utsira, заключающийся в том, что несущую раму располагают в
зажимном приспособлении, каркасную ткань с крупными ячейками растягивают на раме, зажимают в
зажимных губках вдоль всех четырех краев и затем натягивают путем перемещения всех зажимов в наружном направлении с помощью пневмоцилиндров, аналогичным образом растягивают проволочную
ткань с мелкими ячейками поверх подкладочной ткани и аналогичным образом натягивают ее с помощью второго комплекта зажимов и пневмоцилиндров, аналогичным образом растягивают дополнительную ткань с крупными ячейками поверх ткани с мелкими ячейками и натягивают ее с помощью третьего
комплекта зажимов и пневмоцилиндров, после этого ткани прикрепляют к несущей раме под давлением,
сбрасывают давление, разводят зажимные губки, обрезают излишки проволочной ткани по контуру рамы
и извлекают готовое сито из зажимного приспособления.
20. Способ по п.19, в котором вторую ткань с мелкими ячейками укладывают поверх первой ткани с
мелкими ячейками до укладки верхней ткани с крупными ячейками.
21. Способ по п.20, в котором две ткани с мелкими ячейками зажимают, используя один и тот же
комплект зажимных губок и пневмоцилиндров.
22. Сито по любому из пп.1-14, которое устанавливают и используют для просеивания бурового
раствора, восстанавливаемого после бурения скважины в морском дне и при прохождении пласта в морском дне, состоящего из песка Utsira.
-4-
006589
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-5-