EA016915B1 - Система для отделения твердых частиц от бурового раствора - Google Patents
Система для отделения твердых частиц от бурового раствора Download PDFInfo
- Publication number
- EA016915B1 EA016915B1 EA200970168A EA200970168A EA016915B1 EA 016915 B1 EA016915 B1 EA 016915B1 EA 200970168 A EA200970168 A EA 200970168A EA 200970168 A EA200970168 A EA 200970168A EA 016915 B1 EA016915 B1 EA 016915B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flocculant
- pump
- tank
- liquid
- solution
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 70
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 52
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 12
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 9
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5227—Processes for facilitating the dissolution of solid flocculants in water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/59—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/147—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/065—Separating solids from drilling fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
- B01F33/501—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use
- B01F33/5013—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use movable by mechanical means, e.g. hoisting systems, grippers or lift trucks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
- C02F1/685—Devices for dosing the additives
- C02F1/686—Devices for dosing liquid additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
- C02F1/685—Devices for dosing the additives
- C02F1/687—Devices for dosing solid compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/008—Mobile apparatus and plants, e.g. mounted on a vehicle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
- Y10S422/901—Polymer dissolver
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Система для отделения твердых частиц от бурового раствора содержит установленные на передвижной платформе подающий механизм для сухого флокулянта, резервуар для выдерживания, полидуктор, расположенный между подающим механизмом и резервуаром для выдерживания, и насос для раствора флоккулянта, сообщенный с резервуаром для выдерживания. Полидуктор предназначен для смешивания жидкости с сухим флоккулянтом, поступающим из подающего механизма, и распределения полученного раствора флоккулянта, образованного в результате указанного смешивания в резервуаре для выдерживания. Резервуар для выдерживания предназначен для приема и выдерживания раствора флоккулянта. Насос для раствора флоккулянта предназначен для отведения раствора флоккулянта из резервуара для выдерживания.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам для отделения твердых частиц от буровых растворов, используемым при отведении отходов бурового раствора и уменьшении объема бурового раствора. Более конкретно настоящее изобретение относится к системе, имеющей источник сухого и/или жидкого флоккулянта. В частности, настоящее изобретение относится к автоматизированным и автономным системам отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием сухого и/или жидкого флоккулянта.
Предшествующий уровень техники
Как правило, при отведении отходов от жидкой фазы бурового раствора отделяют твердые и тонкодисперсные частицы, после чего остается осветленный водный раствор. В ходе буровых работ обезвоживание позволяет очистить использованные буровые растворы, например смешанные с водой буровые растворы, поступающие со стола бурового ротора, из резервуаров для бурового раствора, буровых насосов, генераторов и любых других мест сброса вокруг буровой установки. Обычно в устройствах обезвоживания отводимых отходов буровые растворы очищают путем коагуляции, флоккуляции и/или механического разделения.
Коагуляция происходит при уменьшении электростатического заряда на твердой частице, в результате дестабилизированная частица может притягиваться к другим частицам под действием ван-дерваальсовых сил. Флоккуляция имеет физическую, а не электрическую природу и происходит, когда один и тот же фрагмент цепи флоккулирующего полимера одновременно абсорбируется более чем одной частицей. Механическое разделение предусматривает использование механических устройств (например, гидроциклонов и центрифуг), в которых твердые частицы отделяются от раствора.
Традиционно к способам отделения твердых частиц от растворов при обезвоживании буровых растворов относили воспроизведение естественных механизмов флоккуляции бурового раствора, вводя примеси ионов на основе кальция или хлора. Для флоккуляции использовали известь и различные хлориды (например, А1С13). После этого твердые агрегаты отделяли путем безнапорной фильтрации и/или при помощи механического устройства, как указано выше. Однако с появлением недисперсных ингибирующих буровых растворов на водной основе (например, частично гидролизованный полиакриламид и КС1) ситуация изменилась; частицы глины в системе промывки буровым раствором уже обладают устойчивостью к ионным примесям (т.е. устойчивостью к флоккуляции и/или образованию агрегатов). Таким образом, для обезвоживания буровых растворов на водной основе путем флоккуляции требуются многозарядные полимеры с большим молекулярным весом.
Обычно используемые для флоккуляции полимеры выпускают в сухой форме, оператор устройства обезвоживания перед обработкой бурового раствора производит смешивание, получая раствор полимера. К тому же, поскольку сухой полимер добавляют к жидкости, для активации сухого полимера необходимо его выдержать. Кроме того, таким полимерам свойственна гигроскопичность, по существу, они не долговечны при хранении. То есть при складировании на открытом воздухе, что, обычно, и происходит при современных промышленных буровых работах, гигроскопичные полимеры впитывают воду, в результате чего сокращается срок их годности. При современных промышленных буровых работах полимеры также, обычно, подвергаются действию значительных температурных колебаний, что еще больше сокращает срок их годности. Из-за необходимости перемешивать раствор полимера, периодичности режима смешивания и ограниченного срока службы современных промышленных устройств эксплуатация устройств обезвоживания сухим флоккулянтом является дорогостоящей и ресурсозависимой.
В настоящее время при расширении использования буровых растворов на водной основе многие компании производят жидкие флоккулянты и коагулянты, представляющие собой обращенные эмульсии, с увеличенными активностью и сроком годности. Однако из-за наноразмерности эмульсий разрушение эмульсии и активация этих продуктов являются энергоемкими. Кроме того, жидкие флоккулянты и коагулянты все еще имеют небольшой срок хранения под действием влаги и температурных колебаний. Таким образом, жидкие флоккулянты и коагулянты в современных промышленных устройствах не всегда эффективны.
Следовательно, существует потребность в автономной, автоматизированной системе для отделения твердых частиц от бурового раствора с регулируемым климатом.
Сущность изобретения
Согласно изобретению создана система для отделения твердых частиц от бурового раствора, содержащая установленные на передвижной платформе подающий механизм для сухого флокулянта, резервуар для выдерживания, полидуктор, расположенный между подающим механизмом и резервуаром для выдерживания, и насос для раствора флоккулянта, сообщенный с резервуаром для выдерживания, при этом полидуктор предназначен для смешивания жидкости с сухим флоккулянтом, поступающим из подающего механизма, и распределения полученного раствора флоккулянта, образованного в результате указанного смешивания в резервуаре для выдерживания, резервуар для выдерживания предназначен для приема и выдерживания раствора флоккулянта, и насос для раствора флоккулянта предназначен для отведения раствора флоккулянта из резервуара для выдерживания.
Система может дополнительно содержать питающий резервуар для коагулянта, вспомогательный насос для воды, насос для раствора коагулянта, сообщенный с питающим резервуаром для коагулянта и
- 1 016915 вспомогательным насосом для воды, и трубопровод для использованного бурового раствора, сообщенный с вспомогательным насосом для воды.
Система может дополнительно содержать питающий резервуар для сухого флоккулянта, приспособленный для соединения с подающим механизмом.
Система может дополнительно содержать программируемый логический контроллер, предназначенный для регулирования, по меньшей мере, распределения флоккулянта в использованные буровые растворы или времени выдерживания в резервуаре для выдерживания.
В системе насос для раствора флоккулянта может быть сообщен с разделительным средством для отделения флокуллированных осадков от использованного бурового раствора. Разделительное средство может представлять собой центрифугу.
Система может дополнительно содержать узел регулирования параметров среды, окружающей платформу, который может представлять собой кондиционер воздуха.
Система может дополнительно содержать питающий резервуар для жидкого флоккулянта, предназначенный для хранения жидкого флоккулянта, дозирующий насос, предназначенный для регулирования распределения жидкого флоккулянта в резервуаре для выдерживания, и резервуар для выдерживания жидкого флоккулянта, сообщенный с насосом для раствора флоккулянта, при этом жидкий флоккулянт отводится из резервуара для выдерживания жидкого флоккулянта при помощи насоса для раствора флоккулянта.
Система может дополнительно содержать второй насос для раствора флоккулянта, предназначенный для отведения жидкого флоккулянта из резервуара для выдерживания жидкого флоккулянта.
Система может дополнительно содержать корпус, вмещающий в себя резервуар для выдерживания, полидуктор и насос для раствора флоккулянта.
Согласно другому варианту выполнения система для отделения твердых частиц от бурового раствора содержит установленные на передвижной платформе питающий резервуар для жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания, дозирующий насос, вспомогательный насос для воды, насос для раствора флоккулянта, сообщенный с резервуаром для выдерживания, при этом дозирующий насос предназначен для распределения жидкого флоккулянта, поступающего из питающего резервуара для жидкого флоккулянта, в трубопровод, соединяющий дозирующий насос, резервуар для выдерживания и вспомогательный насос для воды, вспомогательный насос для воды обеспечивает подачу воды в указанный трубопровод для смешивания с жидким флоккулянтом для получения раствора жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания приспособлен для приема и выдерживания раствора жидкого флоккулянта, и насос для раствора флоккулянта предназначен для отведения раствора жидкого флоккулянта из резервуара для выдерживания.
Система может дополнительно содержать питающий резервуар для коагулянта, второй вспомогательный насос для воды, насос для раствора коагулянта, сообщенный с питающим резервуаром для коагулянта и вторым вспомогательным насосом для воды, и трубопровод использованного бурового раствора, сообщенный со вторым вспомогательным насосом для воды.
В данной системе насос для раствора флоккулянта может быть сообщен с разделительным средством для отделения флокуллированных осадков из использованного бурового раствора.
Система может дополнительно содержать узел регулирования параметров среды, окружающей платформу.
Система может дополнительно содержать программируемый логический контроллер, предназначенный для регулирования, по меньшей мере, распределения жидкого флоккулянта в использованный буровой раствор или времени выдерживания в резервуаре для выдерживания.
Система может дополнительно содержать корпус, вмещающий в себя питающий резервуар для жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания, дозирующий насос и насос для жидкого флоккулянта.
Другие аспекты настоящего изобретения станут понятны из нижеследующего описания и формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически показана система для отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием сухого флоккулянта, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлена схема технологического процесса системы, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 схематически показана система для отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием сухого флоккулянта и коагулянта, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 схематически показана система для отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием жидкого флоккулянта, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 схематически показана система для отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием сухого флоккулянта и жидкого флоккулянта, соответствующая одному из вариантов осу
- 2 016915 ществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 представлен вид сверху компоновки на платформе устройств системы, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Вообще, описываемые в настоящем документе варианты осуществления изобретения относятся к системам и способам отделения твердых и других тонкодисперсных частиц от жидкой фазы буровых растворов на водной основе с получением осветленного водного раствора. Более конкретно, описываемые в настоящем документе варианты осуществления изобретения относятся к автономной модульной системе указанного отделения, обеспечивающей более эффективное отделение указанных частиц от буровых растворов на водной основе на буровой площадке.
Обычно, когда использованные буровые растворы выходят из скважины, в них может быть распределен буровой шлам и другие тонкодисперсные частицы. Сначала к использованному буровому раствору может быть применено любое количество способов разделения (например, центрифугирование, очистка на вибрационном сите, на вибросито-гидроциклонной установке и встряхивание) с целью отделения от него крупного бурового шлама. Хотя указанными выше способами можно отделить крупный буровой шлам, в буровом растворе могут остаться другие взвешенные твердые и тонкодисперсные частицы. Для дальнейшего отделения частиц можно использовать, как указано выше, коагуляцию и/или флоккуляцию.
На фиг. 1 показана модульная система 100 для отделения твердых частиц от бурового раствора, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В системе 100 подающий механизм 101 соединен с полидуктором 102. Подающий механизм 101 может включать любое приспособление (например, бункер с ситом и вращающимся диском), пригодное для хранения и распределения порошка сухого флоккулянта. Полидуктор 102 может включать высокоэффективный эдуктор, специально предназначенный для сухих полимеров. Как правило, полидуктор 102 может создавать вакуумирующий воздушный поток, используемый для транспортировки сухого полимерного флоккулянта от вращающегося диска подающего механизма 101. В подобном устройстве полидуктор 102 может быть соединен с подающим механизмом 101, откуда в него поступает сухой полимерный флоккулянт. Полидуктор 102 также может быть соединен трубопроводом с системой водоснабжения.
В одном из вариантов осуществления изобретения в полидукторе 102 может осуществляться разбавление сухого флоккулянта водой, которой придается ускоренное движение при прохождении через высокоэффективное сопло. Поток воды, движущийся с большой скоростью, захватывая воздух на выходе из сопла, может создавать вакуум. Соударение в полидукторе 102 движущихся с высокой скоростью гранул полимера и потока воды может способствовать распределению гранул полимера. Таким образом, использование полидуктора 102, как описано выше, может ускорить гидратирование и снизить до минимума время выдерживания с целью активации полимера.
В одном из вариантов осуществления изобретения поток воды, поступающий в полидуктор 102 одновременно с сухим полимерным флоккулянтом, можно регулировать при помощи регулирующего клапана для воды (не показан). В полидукторе 102 вода смешивается с сухим полимерным флоккулянтом, а образующийся раствор может быть распределен в резервуаре 103 для выдерживания. В резервуаре 103 для выдерживания полимерный флоккулянт может быть выдержан в соответствии с требованиями, предъявляемыми к времени выдерживания конкретного используемого флоккулянта. По истечении времени выдерживания флоккулянт может быть подан в трубопровод с использованным буровым раствором при помощи насоса 104 для раствора флоккулянта (например, насоса для раствора полимера, поршневого насоса или диафрагменного насоса).
Как показано на фиг. 1, подачу флоккулянта в использованный буровой раствор регулируют при помощи программируемого логического контроллера (ПК) 105. ПК 105 пригоден для регулирования распределения флоккулянта в использованных буровых растворах путем управления насосом 104 для раствора флоккулянта, поршневым насосом (не показан) и/или диафрагменным насосом (не показан). В альтернативных вариантах осуществления изобретения ПК 105 также может использоваться для регулирования других процессов в данном устройстве, таких как, например, распределение флоккулянта, поступающего из полидуктора 102 в резервуар 103 для выдерживания.
В других вариантах осуществления изобретения для дальнейшего увеличения эффективности отделения в системе 100 могут быть использованы специализированные узлы. На фиг. 2 показана модульная система 200 для отделения твердых частиц от бурового раствора, включающая в себя трехкаскадный резервуар 201 для выдерживания. В данном варианте осуществления изобретения резервуар 201 для выдерживания разделен на три секции, включая секцию 202 смешивания, секцию 203 для выдерживания и насосную секцию 204. При поступлении раствора флоккулянта в секцию 202 смешивания из полидуктора 205 может осуществляться дополнительное перемешивание раствора флоккулянта при помощи перемешивающего устройства (не показано). По истечении надлежащего времени перемешивания, обуславливаемого свойствами используемого флоккулянта, содержимое секции 202 смешивания может быть подано в секцию 203 выдерживания. Специалистам в данной области понятно, что соответствующее время выдерживания хорошо известно. В секции 203 выдерживания дополнительное перемешивание и/или взбалтывание раствора может осуществляться вторым перемешивающим устройством (не показа
- 3 016915 но) до тех пор, пока раствор не приобретет нужные свойства. Затем раствор может быть подан в насосную секцию 204, которая может служить для хранения раствора перед его подачей в трубопровод с использованным буровым раствором.
На фиг. 3 показана модульная система 300 для отделения твердых частиц от бурового раствора, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления подающий механизм 301 для сухого флоккулянта, полидуктор 302 для флоккулянта, резервуар для выдерживания флоккулянта 303 и насос 304 для раствора соединены, как описано выше. Кроме того, питающий резервуар для коагулянта 306 может быть соединен со вспомогательным насосом 307 для воды. Благодаря вспомогательному насосу 307 для воды может осуществляться смешивание жидкого коагулянта с находящимся под давлением потоком воды, в результате чего перемешанный раствор коагулянта может быть получен без использования отдельного резервуара для выдерживания/хранения. В определенных вариантах осуществления изобретения вспомогательный насос 307 для воды также может быть соединен с насосом для раствора коагулянта (не показан) для осуществления подачи в трубопровод с использованным буровым раствором. Как показано на чертеже, насос 304 для раствора предназначен для приема раствора флоккулянта и раствора коагулянта и подачи этих растворов в трубопровод с использованным буровым раствором.
В альтернативном варианте осуществления изобретения поток воды, поступающий в полидуктор одновременно с сухим коагулянтом, можно регулировать при помощи регулирующего клапана для воды (не показан). В полидукторе вода смешивается с сухим полимерным коагулянтом, а образующийся раствор может быть распределен в резервуаре для выдерживания. В резервуаре для выдерживания коагулянт может быть выдержан в соответствии с требованиями, предъявляемыми к времени выдерживания конкретного используемого коагулянта. По истечении должного времени выдерживания коагулянт может быть подан в трубопровод с использованным буровым раствором при помощи вспомогательного насоса для воды. Специалистам в данной области понятно, что после смешивания некоторые коагулянты должны быть выдержаны. В подобном устройстве резервуар для выдерживания может служить также резервуаром для хранения смешанного раствора коагулянта, либо раствор коагулянта может быть подан непосредственно из трубопровода, соединенного с полидуктором и вспомогательным насосом для воды, как описано выше.
Как показано на фиг. 3, подачу коагулянта в использованный буровой раствор регулируют при помощи программируемого логического контроллера (ПК) 305. Как и в системе 100, ПК 305 пригоден для регулирования степени распределения раствора флоккулянта в трубопроводе с использованным буровым раствором. Кроме того, ПК 305 может использоваться для регулирования степени распределения раствора коагулянта в трубопроводе с использованным буровым раствором. В определенных вариантах осуществления изобретения при помощи ПК 305 регулируют степень распределения флоккулянта и коагулянта посредством соответствующих насосов, как описано выше. Дополнительно ПК 305 может быть использован для регулирования других аспектов системы а 300, включая, помимо прочего, управление полидукторами 302 и 307 и регулирование времени выдерживания в резервуарах 303 и 308.
На фиг. 4 показана система 400 отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием жидкого флоккулянта, соответствующая одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления питающий резервуар 401 для жидкого флоккулянта соединен с дозирующим насосом 402. Питающий резервуар 401 может представлять собой любое устройство, пригодное для хранения жидкого флоккулянта. Дозирующий насос 402 соединен с питающим резервуаром 401, из которого в него может поступать раствор жидкого флоккулянта. При помощи дозирующего насоса 402 жидкий флоккулянт подают в резервуар 403 для выдерживания на выдерживание в соответствии с рекомендованным для данного флоккулянта временем выдерживания. В определенных вариантах осуществления изобретения резервуар 403 для выдерживания может быть существенно меньше, чем резервуары для выдерживания в устройствах для сухого полимерного флоккулянта, так как для жидких флоккулянтов время выдерживания меньше. По истечении надлежащего времени выдерживания жидкий флоккулянт подают в использованный буровой раствор при помощи насоса 404 для раствора флоккулянта.
В альтернативных вариантах осуществления изобретения система 400 может дополнительно включать вспомогательный насос для воды (не показан). В одном из таких вариантов осуществления жидкий флоккулянт подают из питающего резервуара 401 в трубопровод между дозирующим насосом 402 и резервуаром 403 для выдерживания. Вода, подаваемая вспомогательным насосом для воды (не показан), смешивается с жидким флоккулянтом и затем может поступать в резервуар 403 для выдерживания на выдерживание. Выше данный процесс описан для жидкого флоккулянта, однако специалистам в данной области понятно, что настоящим описанием охватывается дозирование в транспортный трубопровод любого вещества (например, флоккулянта или коагулянта), где оно смешивается с водой, подаваемой вспомогательным насосом для воды. Кроме того, в определенных вариантах осуществления изобретения вспомогательный насос для воды может подавать воду в любое число транспортных трубопроводов для флоккулянта/коагулянта с целью их разбавления во время транспортировки.
Как показано на фиг. 4, подачу флоккулянта в использованный буровой раствор регулируют при помощи ПК 405. В данном варианте осуществления изобретения ПК 405 пригоден для регулирования
- 4 016915 распределения флоккулянта в использованных буровых растворах путем управления вспомогательным насосом для воды. В альтернативных вариантах осуществления изобретения при помощи ПК можно также регулировать другие процессы в данном устройстве, такие как, например, распределение флоккулянта, подаваемого дозирующим насосом 402, в резервуаре 403 для выдерживания.
На фиг. 5 показана соответствующее еще одному из вариантов осуществления настоящего изобретения система 500 для отделения твердых частиц от бурового раствора с использованием сухого флоккулянта и жидкого флоккулянта. В данном варианте осуществления подающий механизм 501 для сухого флоккулянта, полидуктор 502 флоккулянта, резервуар 503 для выдерживания флоккулянта соединены с насосом 504 для раствора флоккулянта, как описано выше. Кроме того, питающий резервуар 505 для жидкого флоккулянта, дозирующий насос 506 для жидкого флоккулянта и резервуар 507 для выдерживания жидкого флоккулянта соединены с насосом 504 для раствора флоккулянта, как описано выше. Специалистам в данной области понятно, что альтернативные устройства могут включать любое количество дополнительных насосов для раствора с тем, чтобы обеспечить эффективную подачу флоккулянта. В одном из вариантов осуществления устройство может включать вспомогательный насос для воды (не показан), обеспечивающий разбавление жидкого флоккулянта до выдерживания в резервуаре 507 для выдерживания. Работой системы 500, включая работу, по меньшей мере, насоса 504 для раствора флоккулянта, можно управлять при помощи ПК 508, как описано выше. Кроме того, в определенных устройствах насос 504 для раствора флоккулянта может быть соединен трубопроводом с разделительным устройством (например, центрифугой) с целью отделения флокулята от использованного бурового раствора. Специалистам в данной области понятно, что в определенных вариантах осуществления изобретения разделительное устройство может быть размещено на передвижной платформе.
В данном варианте осуществления изобретения насос 504 для раствора флоккулянта предназначен для приема потоков питающих трубопроводов, идущих от резервуара 503 для выдерживания флоккулянта и от резервуара 507 для выдерживания жидкого флоккулянта. Затем насос 504 для раствора флоккулянта может подавать флоккулянт в трубопровод с использованным буровым раствором. Обычно и сухой флоккулянт, и жидкий флоккулянт не используются одновременно. Однако если рабочий на буровой установке может выбрать, какой тип флоккулянта использовать в данном устройстве, может быть выбран наиболее эффективный способ осуществления флоккуляции. Помимо этого, поскольку альтернативные системы могут включать множество насосов, данное устройство может обеспечивать возможность плавного перехода с одного типа флоккулянта на другой. Таким образом, если в ходе буровых работ заканчивается, например, сухой порошкообразный флоккулянт, рабочий на буровой установке может легко перейти на использование жидкого флоккулянта. Такой плавный переход от одного типа флоккулянта к другому помогает избежать простоя, который, в противном случае, привел бы к повышению стоимости буровых работ.
Специалистам в данной области ясно, хотя это и не описано специально, что объем настоящего изобретения охватывает альтернативные системы, в которых используется любое количество модулей отделения сухим и/или жидким флоккулянтом. Кроме того, любая система, входящая в объем настоящего изобретения, может быть расширена за счет добавления модулей коагуляции, дополнительных модулей обезвоживания сухим порошкообразным флоккулянтом и/или дополнительных модулей обезвоживания жидким флоккулянтом. Таким образом, варианты осуществления модульной системы настоящего изобретения могут предоставить в распоряжение рабочего на буровой установке неограниченный выбор сочетаний флоккулянта и/или коагулянта для обезвоживания бурового раствора.
На фиг. 6 показан вид сверху компоновки на платформе системы 600 для отделения твердых частиц от бурового раствора, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В данном варианте осуществления система 600 содержит питающий резервуар 601 сухого флоккулянта, устройство 602 подачи сухого флоккулянта (например, подающий механизм и полидуктор системы 100) и резервуар 603 для выдерживания сухого флоккулянта. Помимо этого, система 600 содержит питающий резервуар 604 для коагулянта, средство 605 подачи коагулянта и вспомогательный насос 606 для воды. В данном варианте осуществления отсутствует резервуар для выдерживания коагулянта, так как жидкий коагулянт может быть подан непосредственно и смешан с водой, подаваемой вспомогательным насосом 606 для воды. Когда растворы флоккулянта и коагулянта готовы для подачи в трубопровод с использованным буровым раствором, эти растворы флоккулянта и коагулянта могут быть поданы при помощи насоса 607 для раствора флоккулянта и насоса 608 для раствора коагулянта соответственно.
В данном варианте осуществления изобретения система 600 содержит передвижную платформу 609, на которой собраны все перечисленные выше узлы. Таким образом, система 600 на одной модульной платформе является автономной и включает все необходимые узлы. Такую передвижную платформу можно перемещать между буровыми установками, тем самым, снизить капитальные затраты на буровые работы. Кроме того, в системе 600 предусмотрено размещение питающих резервуаров 601 и 604 на платформе 609. В определенных вариантах осуществления изобретения платформа 609 может быть заключена в корпус (не показан). В таких устройствах сухой/жидкий флоккулянты и коагулянты могут храниться в среде с регулируемым климатом, поддерживаемым при помощи любого средства регулирования параметров среды (например, кондиционера воздуха, средства регулирования влажности или кон
- 5 016915 струкции корпуса). Поскольку есть возможность регулировать температуру флоккулянтов и коагулянтов, их срок годности может быть увеличен. Кроме того, так как флоккулянты и коагулянты хранятся в помещении, они испытывают меньшее воздействие солнечных лучей и/или влаги (например, атмосферных осадков), которое могло бы сократить срок их годности.
Примеры
Ниже приведены примеры испытания описанных в настоящем документе систем для отделения твердых частиц от бурового раствора.
Первое испытание в эксплуатационных условиях проводили на наклонно-направленной скважине, которую было запланировано пробурить на глубину 12500 футов (3810 м) с обсадными колоннами 400 футов (122 м) и 2500 футов (762 м). Система для отделения твердых частиц от бурового раствора представляла собой систему с жидким флоккулянтом и коагулянтом, соединенную трубопроводом с первой центрифугой, в которой осуществляли отделение барита, и второй центрифугой, в которой осуществляли обезвоживание. Смонтированная на платформе система с использованием жидкого полимера представляла собой автономную систему с регулируемым климатом, включающую узлы смешивания/подачи флоккулянта и коагулянта. Эта система также было оборудована вспомогательным насосом для воды, при помощи которого в трубопроводе для воды поддерживали давление 30 ρκί (296,7 кПа), обеспечивающее должное перемешивание/подачу реагентов. Кроме того, система имела резервуар для выдерживания флоккулянта объемом 20 галлонов (75,7 л). Коагулянт смешивали в трубопроводе, по которому он подавался. При бурении верхней части скважины требовался только флоккулянт (8иРЕКЕЬОС® 8Ό 2081 компании СΥΤЕС). Для следующего участка бурения, где использовали утяжеленный буровой раствор с повышенной минерализацией, потребовалось добавление коагулянта (8ИРЕКЕЕОС® 607 компании СΥΤЕС). В приведенной ниже таблице представлены результаты, иллюстрирующие возможность регулирования расхода бурового раствора, разбавление полимера и управление концентрацией полимера в узле жидкого полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Таблица 1
Результаты испытания системы в эксплуатационных условиях
| Время | Скорость вращения центрифуги, об/мин | Расход бурового раствора, галлон/мин | Полимер | Разбавление полимера, о. ъ | Концентрация полимера, частей на миллион |
| 8:20 | 1900 | 50 | 0 | 0 | 0 |
| 8:30 | 1900 | 50 | 0 | 0 | 0 |
| 9:10 | 1900 | 50 | 30 2081 | 0,2 | 100 |
| 10:10 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 100 |
| 10 : 15 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 150 |
| 10:34 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 150 |
| 10 : 40 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 200 |
| 10 : 55 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 200 |
| 10:56 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 250 |
| 11:20 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 250 |
| 11:22 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 300 |
| 11:40 | 1900 | 50 | ΞΟ 2081 | 0,2 | 300 |
| 11:45 | 1900 | 40 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 150 |
| 12:00 | 1900 | 40 | 5ϋ 2081 | 0,2 | 150 |
| 12:05 | 1900 | 40 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 200 |
| 12:20 | 1900 | 40 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 200 |
| 12:25 | 1900 | 40 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 100 |
| 12:40 | 1900 | 40 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 100 |
| 12:45 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 100 |
| 13:00 | 1900 | 50 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 100 |
| 13:05 | 1900 | 60 | 3ϋ 2081 | 0,2 | 250 |
| 13:15 | 1900 | 60 | 5ϋ 2081 | 0,2 | 250 |
| 13:30 | 1900 | 50 | 3β 2081 | 0,33 | 100 |
- 6 016915
Приведенные в таблице данные иллюстрируют возможность регулирования концентрации полимерного флоккулянта (в частях на миллион) в устройстве обезвоживания жидким флоккулянтом. Кроме того, представлена скорость вращения центрифуги (в оборотах в минуту) и расход бурового раствора (в галлонах в минуту; переводной коэффициент для получения размерности л/мин 3,785). В ходе первого испытания в эксплуатационных условиях концентрацию полимера регулировали пошагово от 0 частей на миллион до 300 частей на миллион при поддержании постоянного расхода бурового раствора, равного 50 галлон/мин (189,25 л/мин). Затем расход бурового раствора изменяли от 40 галлон/мин (151,4 л/мин) до 60 галлон/мин (227,1 л/мин). Удельный вес подаваемого бурового раствора был равен 1,2, выходящая за границы измеряемого диапазона нефелометрическая мутность превышала 1200. После обработки этого бурового раствора флоккулянтом в концентрации 150 ч./млн на выходе из центрифуги был получен поток с удельным весом 1,08 и нефелометрической мутностью 762. Использование больших доз флоккулянта улучшало результаты по мутности.
Благодаря имеющейся в данной системе возможности регулирования оператор мог регулировать расход бурового раствора так, чтобы с уменьшением концентрации полимера этот расход также снижался. В подобном устройстве, если расход бурового раствора снижается, буровой раствор с содержащимся в нем флоккулянтом может дольше оставаться в центрифуге. Таким образом, специалистам в данной области понятно, что путем регулирования расхода бурового раствора, концентрации полимера и/или разбавления полимера оператор устройства обезвоживания может регулировать его работу так, чтобы обеспечить наибольшую эффективность обработки конкретного бурового раствора.
Второе испытание в эксплуатационных условиях проводили на скважине, которую было запланировано пробурить на глубину 9500 футов (2895,6 м) с обсадными колоннами 400 футов (122 м) и 1700 футов (518,16 м). Устройство обезвоживания представляло собой самостоятельное устройство с сухим флоккулянтом, соединенное трубопроводом с единственной центрифугой, в которой осуществляли обезвоживание. Смонтированное на платформе устройство обезвоживания сухим полимером представляло собой автономное устройство с регулируемым климатом, включающее подающий механизм, полидуктор и трехкаскадный резервуар для выдерживания. Смешивание раствора полимера регулировали при помощи ПК. Используемый в данном случае сухой флоккулянт представлял собой МАСИАЕЬОС® 351 компании С1ВА. В приведенной ниже таблице представлены результаты, иллюстрирующие возможность регулирования расхода бурового раствора и управление концентрацией полимера в узле сухого полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Таблица 2
Результаты испытания системы
| Время | Расход бурового раствора, галлон/мин (л/мин) | Полимер | Концентрация полимера г частей на миллион |
| 9:00 | 50 (189,25) | 0 | 0 |
| 11:55 | 50 (189,25) | 0 | 0 |
| 12 : 00 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 100 |
| 12:25 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 100 |
| 12:40 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 70 |
| 12:50 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 70 |
| 12:55 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 150 |
| 13:10 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 150 |
| 13:15 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 200 |
| 13:40 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 200 |
| 13:45 | 50 (189,25) | Мадпа£1ос 351 | 100 |
В ходе второго испытания в эксплуатационных условиях концентрацию полимера регулировали от 0 до 200 ч./млн при поддержании постоянного расхода бурового раствора, равного 50 галлон/мин (189,25 л/мин). Удельный вес подаваемого бурового раствора был равен 1,26, нефелометрическая мутность выходила за пределы измеряемого диапазона. После обработки этого бурового раствора на выходе из центрифуги был получен поток с удельным весом 1,06 и нефелометрической мутностью 326. Использование больших доз полимера улучшало результаты по мутности (нефелометрическая мутность 123 при концентрации полимера 250 ч./млн).
Так же как и в ходе первого испытания, благодаря имеющейся в данной системе возможности регулирования оператор мог регулировать концентрацию полимера с целью осуществления наиболее эффективного обезвоживания. По существу, специалистам в данной области понятно, что автоматизированное
- 7 016915 устройство настоящего изобретения позволяет оператору регулировать переменные параметры процесса для получения обезвоженного раствора нужного качества.
Преимуществом вариантов осуществления описанных выше систем и способов является повышение эффективности обезвоживания буровых растворов на водной основе. Поскольку описанные устройства могут включать отдельные модули, подающие сухой/жидкий флоккулянты и коагулянты, время простоя буровой установки из-за регулирования типа флоккулянта или коагулянта может быть сведено к минимуму. Кроме того, поскольку данное устройство в результате использования программируемого логического контроллера может быть полностью автоматизировано, смешивание полимера может быть более точным, что повышает стабильность состава флоккулянта и коагулянта наряду с потенциальным снижением расхода полимера. К тому же, поскольку у рабочего на буровой установке больше нет необходимости смешивать отдельные полимеры, он может больше времени посвящать другим операциям бурения. Кроме того, поскольку получаемые растворы флоккулянта и коагулянта могут более точно соответствовать заданным условиям, может быть достигнута интенсификация отделения твердых частиц при более высоком расходе через центрифугу. Снижение расходования полимера, более эффективное использование человеческого труда и интенсификация отделения твердых частиц вместе взятые создают условия для значительного снижения стоимости буровых работ.
К тому же, поскольку системы, соответствующие вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть установлены на передвижной платформе, экономия и эффективность могут быть еще больше. Следовательно, поскольку хранение полимеров может быть организовано в непосредственной близости от места осуществления обезвоживания в корпусе с регулируемым климатом, можно избежать снижения срока хранения полимеров. Благодаря сведению к минимуму разрушения полимеров солнечными лучами и преждевременным контактом с влагой, добиваются снижения непроизводительного расходования полимеров, тем самым, дополнительно уменьшают стоимость обезвоживания. Наконец, установка устройства на передвижной платформе делает устройство для обезвоживания одновременно автономным и подвижным. Такое устройство может быть использовано как часть устройства отведения твердых отходов, и при стандартизации всех частей это еще больше снижает стоимость буровых работ.
Хотя настоящее изобретение описано в отношении ограниченного числа вариантов его осуществления, специалистам в данной области, использующим данное описание, очевидно, что существуют и другие варианты осуществления, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, описанного в настоящем документе. Таким образом, объем изобретения ограничивается только предложенной формулой изобретения.
Claims (17)
1. Система для отделения твердых частиц от бурового раствора, содержащая установленные на передвижной платформе подающий механизм для сухого флокулянта, резервуар для выдерживания, полидуктор, расположенный между подающим механизмом и резервуаром для выдерживания, и насос для раствора флоккулянта, сообщенный с резервуаром для выдерживания, при этом полидуктор предназначен для смешивания жидкости с сухим флоккулянтом, поступающим из подающего механизма, и распределения в резервуаре для выдерживания раствора флоккулянта, образованного в результате указанного смешивания, резервуар для выдерживания предназначен для приема и выдерживания раствора флоккулянта, а насос для раствора флоккулянта предназначен для отведения раствора флоккулянта из резервуара для выдерживания.
2. Система по п.1, дополнительно содержащая питающий резервуар для коагулянта, вспомогательный насос для воды, насос для раствора коагулянта, сообщенный с питающим резервуаром для коагулянта и вспомогательным насосом для воды, и трубопровод для использованного бурового раствора, сообщенный с вспомогательным насосом для воды.
3. Система по п.1, дополнительно содержащая питающий резервуар для сухого флоккулянта, приспособленный для соединения с подающим механизмом.
4. Система по п.1, дополнительно содержащая программируемый логический контроллер, предназначенный для регулирования распределения флоккулянта в использованные буровые растворы или времени выдерживания флоккулянта в резервуаре для выдерживания.
5. Система по п.1, в которой насос для раствора флоккулянта сообщен с разделительным средством для отделения флокуллированных осадков от использованного бурового раствора.
6. Система по п.5, в которой разделительное средство представляет собой центрифугу.
7. Система по п.1, дополнительно содержащая узел регулирования параметров среды, окружающей платформу.
8. Система по п.7, в которой узел регулирования параметров среды представляет собой кондиционер воздуха.
9. Система по п.1, дополнительно содержащая питающий резервуар для жидкого флоккулянта, предназначенный для хранения жидкого флоккулянта, дозирующий насос, предназначенный для регулирования распределения жидкого флоккулянта в резервуар для выдерживания, и резервуар для выдержи
- 8 016915 вания жидкого флоккулянта, сообщенный с насосом для раствора жидкого флоккулянта, предназначенным для отведения жидкого флоккулянта из резервуара для выдерживания жидкого флоккулянта.
10. Система по п.9, дополнительно содержащая второй насос для раствора флоккулянта, предназначенный для отведения жидкого флоккулянта из резервуара для выдерживания жидкого флоккулянта.
11. Система по п.1, дополнительно содержащая корпус, вмещающий в себя резервуар для выдерживания, полидуктор и насос для раствора флоккулянта.
12. Система для отделения твердых частиц от бурового раствора, содержащая установленные на передвижной платформе питающий резервуар для жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания, дозирующий насос, вспомогательный насос для воды, насос для раствора флоккулянта, сообщенный с резервуаром для выдерживания, при этом дозирующий насос предназначен для распределения жидкого флоккулянта, поступающего из питающего резервуара для жидкого флоккулянта, в трубопровод, соединяющий дозирующий насос, резервуар для выдерживания и вспомогательный насос для воды, вспомогательный насос для воды обеспечивает подачу воды в указанный трубопровод для смешивания с жидким флоккулянтом для получения раствора жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания приспособлен для приема и выдерживания раствора жидкого флоккулянта, а насос для раствора флоккулянта предназначен для отведения раствора жидкого флоккулянта из резервуара для выдерживания.
13. Система по п.12, дополнительно содержащая питающий резервуар для коагулянта, вспомогательный насос для воды, насос для раствора коагулянта, сообщенный с питающим резервуаром для коагулянта и вспомогательным насосом для воды, и трубопровод использованного бурового раствора, сообщенный с вспомогательным насосом для воды.
14. Система по п.12, в которой насос для раствора флоккулянта сообщен с разделительным средством для отделения флокуллированных осадков от использованного бурового раствора.
15. Система по п.12, дополнительно содержащая узел регулирования параметров среды, окружающей платформу.
16. Система по п.12, дополнительно содержащая программируемый логический контроллер, предназначенный для регулирования распределения жидкого флоккулянта в использованный буровой раствор или времени выдерживания в резервуаре для выдерживания.
17. Система по п.12, дополнительно содержащая корпус, вмещающий в себя питающий резервуар для жидкого флоккулянта, резервуар для выдерживания, дозирующий насос и насос для жидкого флоккулянта.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/461,969 US7736497B2 (en) | 2006-08-02 | 2006-08-02 | Dewatering system |
| PCT/US2007/074350 WO2008016817A1 (en) | 2006-08-02 | 2007-07-25 | Dewatering system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200970168A1 EA200970168A1 (ru) | 2009-10-30 |
| EA016915B1 true EA016915B1 (ru) | 2012-08-30 |
Family
ID=38997485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200970168A EA016915B1 (ru) | 2006-08-02 | 2007-07-25 | Система для отделения твердых частиц от бурового раствора |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7736497B2 (ru) |
| EP (1) | EP2051945A4 (ru) |
| CN (1) | CN101522580B (ru) |
| AU (1) | AU2007281340B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0714790A2 (ru) |
| CA (1) | CA2659349C (ru) |
| EA (1) | EA016915B1 (ru) |
| MX (1) | MX2009001148A (ru) |
| NO (1) | NO20090861L (ru) |
| WO (1) | WO2008016817A1 (ru) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1924529B1 (en) * | 2005-07-05 | 2011-12-28 | Surface to Surface Waste Management Holdings Incorporated | Apparatus for the incorporation of a dry treatment product into a liquid waste |
| CN101421195A (zh) * | 2006-04-12 | 2009-04-29 | 大野绿水株式会社 | 污泥或废水的处理方法 |
| US8017001B2 (en) * | 2006-07-14 | 2011-09-13 | Rayne Dealership Corporation | System for mineral hardness management |
| US8585906B2 (en) | 2006-07-14 | 2013-11-19 | Rayne Dealership Corporation | Regeneration of ion exchange resin and recovery of regenerant solution |
| US7736497B2 (en) * | 2006-08-02 | 2010-06-15 | M-I L.L.C. | Dewatering system |
| FR2922123B1 (fr) * | 2007-10-12 | 2010-03-12 | Spcm Sa | Installation pour la floculation de boues chargees de matieres en suspension, procede mettant en oeuvre l'installation |
| US9678496B2 (en) * | 2008-05-23 | 2017-06-13 | Amtec Meter & Controls, Inc. | Concrete material dispensing system |
| US20100038318A1 (en) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | M-I L.L.C. | Enhanced solids control |
| US20100270221A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-10-28 | Kem-Tron Technologies, Inc. | Portable polymer hydration - conditioning system |
| CN103958827B (zh) | 2011-09-30 | 2018-02-06 | M-I有限公司 | 钻井液处理 |
| WO2014127477A1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | Zeidler H Udo | Process and apparatus for treating drilling fluid |
| US9682347B2 (en) * | 2013-03-14 | 2017-06-20 | Ecolab Usa Inc. | Polymer dissolution system |
| WO2016020020A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Ecolab Usa Inc. | Apparatus for preparing and dispensing a flocculant solution to dewatering an aqueous process stream |
| CN107344810A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-11-14 | 嘉兴奥拓迈讯自动化控制技术有限公司 | 全自动智能出泥控制系统 |
| CN108427363A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-08-21 | 江苏绿川环保科技有限公司 | 一种污泥软体造粒干化设备控制系统 |
| JP2021069993A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | キヤノン株式会社 | ウルトラファインバブル生成装置およびその制御方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002028699A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-29 | Nippon Steel Corp | 汚泥の濃縮脱水処理装置 |
| JP2002336872A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-11-26 | Houshou:Kk | カッティング汚泥水の処理装置および処理方法 |
| KR20040089469A (ko) * | 2003-04-11 | 2004-10-21 | 홍상헌 | 응집제 투여량과 슬러지 농도의 자동조절이 가능한 슬러지농축 공정 및 장치 |
| JP2006175427A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-07-06 | Daiyanitorikkusu Kk | 高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2142947A (en) * | 1938-04-25 | 1939-01-03 | Charles R Kretzschmar | Mixing apparatus |
| US2378323A (en) * | 1944-01-20 | 1945-06-12 | Santa Fe Springs Waste Water D | Method of purifying oil field waste waters |
| GB1397927A (en) * | 1971-06-22 | 1975-06-18 | Tate & Lyle Ltd | Separation of suspended solids from liquids |
| US4100614A (en) * | 1976-06-18 | 1978-07-11 | Houdaille Industries, Inc. | Method for polymer dissolution |
| US4210166A (en) * | 1977-09-14 | 1980-07-01 | Munie Julius C | Mixing apparatus |
| CA1178720A (en) * | 1981-12-16 | 1984-11-27 | Walter Sencza | Continuous polymer feed system for a waste water treatment plant |
| JPS58168792A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 日東化学工業株式会社 | 石油掃攻用水溶液を得るための粉体ポリアクリルアミドの溶解装置 |
| US4426156A (en) * | 1982-08-13 | 1984-01-17 | Pennwalt Corporation | Polyelectrolyte wetting apparatus |
| US4710304A (en) * | 1984-11-26 | 1987-12-01 | Joseph J. Campbell | Method for improving the utilization of polyelectrolytes in dewatering aqueous suspensions |
| US4830757A (en) * | 1985-08-06 | 1989-05-16 | The Mogul Corporation | Telemetry system for water and energy monitoring |
| US4688945A (en) * | 1985-10-02 | 1987-08-25 | Stranco, Inc. | Mixing apparatus |
| US4855061A (en) * | 1988-04-26 | 1989-08-08 | Cpc Engineering Corporation | Method and apparatus for controlling the coagulant dosage for water treatment |
| US5614102A (en) * | 1990-01-29 | 1997-03-25 | Sakurada; Yasuyuki | Method for purifying sewage |
| US5145256A (en) * | 1990-04-30 | 1992-09-08 | Environmental Equipment Corporation | Apparatus for treating effluents |
| DE4132066A1 (de) * | 1990-09-27 | 1992-04-02 | Dennis G Pardikes | Mischvorrichtung fuer trockene polymere und elektrolyte |
| DE9107220U1 (de) * | 1991-06-12 | 1991-08-01 | Abel Pumpen GmbH & Co. KG, 2059 Büchen | Vorrichtung zum Lösen und Reifen von zur Behandlung von Schlämmen geeigneten Polymeren |
| US5643460A (en) * | 1994-01-14 | 1997-07-01 | Nalco/Exxon Energy Chemicals, L. P. | Method for separating oil from water in petroleum production |
| DE9412246U1 (de) * | 1994-07-29 | 1995-11-30 | Müller Umwelttechnik GmbH & Co KG, 32816 Schieder-Schwalenberg | Vorrichtung zur Druckentwässerung von organischen Klär-, Industrie- und Sonderabfallschlämmen unterschiedlicher Zusammensetzung |
| DE19622191A1 (de) * | 1996-06-03 | 1997-12-04 | Bayer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum kontaminationsfreien Dosieren und Fördern von zu dispergierenden bzw. zu lösenden Feststoffpulvern |
| US5814230A (en) * | 1996-08-30 | 1998-09-29 | Willis; H. Craig | Apparatus and method for separation of solids from liquid |
| US6039470A (en) * | 1997-03-24 | 2000-03-21 | Conwell; Allyn B. | Particulate mixing system |
| GB9916748D0 (en) * | 1999-07-19 | 1999-09-15 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Process for the flocculation of suspensions |
| GB2361915B (en) * | 2000-05-05 | 2002-12-24 | Genesis Fluid Solutions Llc | High speed dewatering of slurries |
| US6881349B2 (en) * | 2002-11-15 | 2005-04-19 | M-I Llc | Method for recycling of oil based drilling fluid contaminated with water and water contaminated with oil based drilling fluid |
| JP4014896B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2007-11-28 | 株式会社トクヤマ | 水処理用凝集剤の製造方法 |
| US6620317B2 (en) * | 2001-09-12 | 2003-09-16 | Bel Air Finishing Supply Corp. | Waste water treatment system |
| US7276154B1 (en) * | 2004-02-25 | 2007-10-02 | Vav Technologies, Inc. | Settling grid separator |
| CA2635663C (en) * | 2004-03-02 | 2011-07-05 | Robert M. Palmer | Method, system and apparatus for concentrating solids from drilling slurry |
| EP1924529B1 (en) * | 2005-07-05 | 2011-12-28 | Surface to Surface Waste Management Holdings Incorporated | Apparatus for the incorporation of a dry treatment product into a liquid waste |
| US7736497B2 (en) * | 2006-08-02 | 2010-06-15 | M-I L.L.C. | Dewatering system |
| US7401973B1 (en) * | 2007-04-19 | 2008-07-22 | Vortex Ventures, Inc. | Dust-free low pressure mixing system |
-
2006
- 2006-08-02 US US11/461,969 patent/US7736497B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-07-25 BR BRPI0714790-2A patent/BRPI0714790A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-07-25 CN CN200780036192XA patent/CN101522580B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-25 EP EP07799809.4A patent/EP2051945A4/en not_active Withdrawn
- 2007-07-25 MX MX2009001148A patent/MX2009001148A/es active IP Right Grant
- 2007-07-25 CA CA2659349A patent/CA2659349C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-07-25 AU AU2007281340A patent/AU2007281340B2/en not_active Ceased
- 2007-07-25 EA EA200970168A patent/EA016915B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-07-25 WO PCT/US2007/074350 patent/WO2008016817A1/en active Application Filing
-
2009
- 2009-02-24 NO NO20090861A patent/NO20090861L/no not_active Application Discontinuation
-
2010
- 2010-06-14 US US12/815,180 patent/US8002991B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002028699A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-29 | Nippon Steel Corp | 汚泥の濃縮脱水処理装置 |
| JP2002336872A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-11-26 | Houshou:Kk | カッティング汚泥水の処理装置および処理方法 |
| KR20040089469A (ko) * | 2003-04-11 | 2004-10-21 | 홍상헌 | 응집제 투여량과 슬러지 농도의 자동조절이 가능한 슬러지농축 공정 및 장치 |
| JP2006175427A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-07-06 | Daiyanitorikkusu Kk | 高分子凝集剤を用いた汚泥の凝集脱水処理方法及び廃水の凝集沈殿処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100243576A1 (en) | 2010-09-30 |
| NO20090861L (no) | 2009-02-24 |
| AU2007281340B2 (en) | 2010-12-09 |
| US7736497B2 (en) | 2010-06-15 |
| US8002991B2 (en) | 2011-08-23 |
| CA2659349C (en) | 2012-03-27 |
| EP2051945A4 (en) | 2014-01-01 |
| BRPI0714790A2 (pt) | 2013-05-21 |
| CN101522580A (zh) | 2009-09-02 |
| CA2659349A1 (en) | 2008-02-07 |
| US20080029458A1 (en) | 2008-02-07 |
| EA200970168A1 (ru) | 2009-10-30 |
| WO2008016817A1 (en) | 2008-02-07 |
| AU2007281340A1 (en) | 2008-02-07 |
| MX2009001148A (es) | 2009-02-20 |
| CN101522580B (zh) | 2012-07-04 |
| EP2051945A1 (en) | 2009-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA016915B1 (ru) | Система для отделения твердых частиц от бурового раствора | |
| US8506821B2 (en) | Dewatering system | |
| US20170107136A1 (en) | Liquid treatment station including plural mobile units and methods for operation thereof | |
| US6964740B2 (en) | System and method of gas energy management for particle flotation and separation | |
| US20100038318A1 (en) | Enhanced solids control | |
| KR102278370B1 (ko) | 높이 조절이 가능한 스키머 및 이를 포함한 수처리 장치 | |
| CN104843955A (zh) | 一种油气田钻井泥浆废弃物随钻处理系统及处理方法 | |
| KR102078534B1 (ko) | 오염토양의 중금속 제거 및 폐수 재이용방법 | |
| CN104829070A (zh) | 一种油气田钻井泥浆废弃物随钻处理系统 | |
| CA2520412C (en) | System and method of gas energy management for particle flotation and separation | |
| CN204380535U (zh) | 一种聚丙烯酰胺配制溶解系统 | |
| KR102134859B1 (ko) | 반송 슬러지를 이용한 수처리 장치 | |
| CN103803774B (zh) | 污泥浓缩装置及其污泥处理方法 | |
| JP2015027637A (ja) | 塗料分離除去装置及び塗料分離除去方法 | |
| KR100985064B1 (ko) | 이동식 실시간 수질정화장치 | |
| CN108905587A (zh) | 脱硫系统、脱硫系统中除雾器的供水方法和供水设备 | |
| WO2019183022A1 (en) | Ex-situ solidification system | |
| JP2007021303A (ja) | 汚水浄化装置 | |
| KR101392483B1 (ko) | 원심분리기 | |
| JP4827245B2 (ja) | 水循環装置及び運転方法 | |
| JP2007021304A (ja) | 汚水浄化装置 | |
| RU44996U1 (ru) | Передвижная флокуляционная установка для очистки и регенерации бурового раствора | |
| JPH1085514A (ja) | 泥水処理装置 | |
| Cornelius et al. | Clarification of high strength wastewater using dissolved air flotation technology. | |
| CN106995259A (zh) | 一种立体污水水处理系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |