ОПТИМИЗАЦИЯ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ВЫСУШИВАНИЯ ВЫБУРЕННОЙ ПОРОДЫ

1. Устройство для улучшения отделения бурового раствора от обломков выбуренной породы на вибрационном сите, содержащее:
фильтр вибрационного сита, имеющий верхнюю сторону и нижнюю сторону, на который внутри вибрационного сита опираются обломки выбуренной породы, загрязненные буровым раствором;
воздушную вакуумную систему, функционально соединенную с секцией фильтра вибрационного сита для всасывания через нее рабочего объема воздуха для усиления потока бурового раствора через секцию фильтра вибрационного сита и отделения бурового раствора от обломков выбуренной породы; и
систему сбора бурового раствора для сбора отделенного бурового раствора с обратной стороны фильтра и воздушной вакуумной системы;
при этом воздушная вакуумная система способна втягивать воздух через фильтр, обеспечивая сведение к минимуму разрушение осколков выбуренной породы с одновременным увеличением количества бурового раствора, извлекаемого из обломков выбуренной породы, и поддержания рабочего потока осколков выбуренной породы, выходящего с вибрационного сита.
2. Устройство по п.1, в котором воздушная вакуумная система содержит:
вакуумный коллектор для функциональной связи с вибрационным ситом и секцией фильтра вибрационного сита;
вакуумный трубопровод, функционально соединенный с вакуумным коллектором, и вакуумный насос, функционально соединенный с вакуумным трубопроводом.
3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее систему отделения текучей среды от газа, функционально соединенную с вакуумным насосом.
4. Устройство по п.3, в котором система отделения текучей среды от газа представляет собой многоступенчатую систему отделения текучей среды.
5. Устройство по любому из п.п.2-4, в котором вакуумный коллектор имеет воронкообразную часть для функционального соединения с вакуумным трубопроводом.
6. Устройство по п.5, в котором вакуумный коллектор расположен вблизи выходного конца фильтра вибрационного сита.
7. Устройство по п.2, в котором вакуумный коллектор занимает до 75% полной длины фильтра вибрационного сита в направлении его входного конца.
8. Устройство по п.7, в котором вакуумная система занимает до 33% полной длины фильтра вибрационного сита в направлении его входного конца.
9. Устройство по п.2, в котором вакуумная система занимает до 15% полной длины фильтра вибрационного сита в направлении его входного конца.
10. Устройство по п.2, в котором вакуумный насос может регулироваться для управления разрежением.
11. Устройство по п.10, в котором вакуумный насос создает пульсирующее разрежение.
12. Устройство по п.2, в котором вакуумный коллектор приспособлен для стыковки с фильтром вибрационного сита вдоль 5-15% длины фильтрующего слоя.
13. Устройство по п.2, в котором вакуумный коллектор включает систему управления положением для изменения положения вакуумного коллектора относительно фильтра вибрационного сита.
14. Устройство по п.1, в котором фильтр вибрационного сита включает раму вибрационного сита, и рама вибрационного сита и присоединенные к ней вибрирующие элементы изготовлены из композиционных материалов.
15. Устройство по п.1, в котором фильтр вибрационного сита имеет ячейки 50-325 меша или комбинацию таких ячеек.
16. Устройство по п.1, в котором фильтр вибрационного сита имеет ячейки 80-150 меша или комбинацию таких ячеек.
17. Устройство по п.1, в котором вакуумная система способна втягивать воздух через фильтр со скоростью менее 8400 фут/мин.
18. Устройство по п.17, в котором скорость достаточна для получения на выходе вибрационного сита обломков выбуренной породы с консистенцией полусухого цемента.
19. Устройство по п.2, в котором коллектор включает фланец с лежащей на нем прокладкой и фильтр функционально соединен с прокладкой и фланцем.
20. Устройство по п.1, в котором на обломках породы остается менее 12 мас.% бурового раствора.
21. Устройство по п.1, в котором на обломках породы остается менее 10 мас.% бурового раствора.
22. Устройство по п.1, в котором на обломках породы остается менее 8 мас.% бурового раствора.
23. Устройство по п.1, в котором на обломках породы остается менее 6 мас.% бурового раствора.
24. Устройство по п.1, дополнительно содержащее устройство впрыскивания воздуха для управляемого впрыска сжатого газа в буровой раствор для вспенивания бурового раствора перед его контактом с фильтром вибрационного сита.
25. Устройство по п.1, дополнительно содержащее газоанализатор в вакуумной системе для измерения количества и(или) состава газа, выделяемого из бурового раствора.
26. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере одну систему измерения массы, функционально связанную с вибрационным ситом для измерения относительной массы обломков выбуренной породы и текучей среды на вибрационном сите.
27. Устройство по п.26, в котором система измерения массы включает по меньшей мере два датчика, расположенные в разных местах на фильтрующем слое вибрационного сита, и систему отображения для вывода данных об относительной массе на вибрационном сите в различных его местах.
28. Устройство по п.1, дополнительно содержащее распределитель, функционально соединенный с вибрационным ситом для инжекции газа в буровой раствор перед подачей бурового раствора на фильтр вибрационного сита.
29. Устройство по п.1, в котором воздушная вакуумная система выполнена с возможностью соединения с вибрационным ситом для его модернизации.
30. Способ оптимизации работы вибрационного сита для обломков выбуренной породы, при осуществлении которого:
а) помещают осколки выбуренной породы, загрязненные буровым раствором, на входной конец фильтрующего слоя вибрационного сита, имеющего фильтр вибрационного сита;
б) прикладывают разрежение к фильтру вибрационного сита, достаточное для эффективного сокращения количества бурового раствора, оставшегося на обломках породы, до более низкого уровня, чем получаемый без применения вакуумного воздействия.
31. Способ по п.30, в котором собирают буровой раствор с обратной стороны фильтра вибрационного сита, при этом пластическая вязкость бурового раствора по существу эквивалентна пластической вязкости исходного бурового раствора перед его подачей в скважину.
32. Способ по п.30, в котором количество бурового раствора, оставшегося на обломках породы после шага (б), составляет менее 12 мас.%.
33. Способ по п.30, в котором количество бурового раствора, оставшегося на обломках породы после шага (б), составляет менее 10 мас.%.
34. Способ по п.30, в котором количество бурового раствора, оставшегося на обломках породы после шага (б), составляет менее 8 мас.%.
35. Способ по п.30, в котором количество бурового раствора, оставшегося на обломках породы после шага (б), составляет менее 6 мас.%.
36. Способ по п.30, в котором разрежением воздействуют по области, размер которой составляет до 75% полной длины фильтра вибрационного сита.
37. Способ по п.30, в котором разрежением воздействуют по области, размер которой составляет до 33% полной длины фильтра вибрационного сита.
38. Способ по п.30, в котором разрежением воздействуют на 5-15% фильтра вибрационного сита на его выходе.
39. Способ по п.30, в котором воздушным потоком управляют для предотвращения прихватывания обломков выбуренной породы на фильтре.
40. Способ по п.30, в котором воздушный поток достаточен для получения на выходе вибрационного сита обломков выбуренной породы с консистенцией полусухого цемента.
41. Способ по п.30, в котором скорость воздушного потока составляет менее 8400 фут/мин.
42. Способ по п.30, в котором управляют воздушным потоком для вспенивания бурового раствора.
43. Способ по п.30, в котором вспенивают буровой раствор перед его контактом с фильтром вибрационного сита.
44. Способ по п.30, в котором количество газа, извлеченного из бурового раствора, измеряют внутри вакуумной системы.
45. Способ по п.30, в котором управляют воздушным потоком через вакуумный фильтр для окисления жирных кислот в буровом растворе.