ДРОБЛЕНИЕ ЧАСТИЦ В БУРОВОМ РАСТВОРЕ

Уровень техники
[1] В нефтяной промышленности, обработка частиц (например, бурового шлама) из бурового раствора должна уменьшать их в размере для того, чтобы они были способны вкачиваться в гидравлически искусственно образованные трещины. Традиционно, размер частиц, когда они выходят из процесса бурения, находится в диапазоне 0-30 мм. Размер должен уменьшаться до размера меньше 300 микрон, что представляет собой отношение уменьшения размера 1:100. Такое уменьшение типично выполняется с помощью размалывающих центробежных насосов или вальцовой и молотковой дробилок, которые имеют либо один, либо два вала.
[2] Традиционные молотковые дробилки могут измельчать частицы до определенного размера частиц, но затем, чем меньше частицы, тем больше становятся неэффективными. Это приводит к накапливанию частиц в дробящем контуре, что приводит к большому абразивному износу на дробящих инструментах, высокому энергопотреблению и отказу оборудования.
Краткое описание чертежей
[3] Вышеупомянутые и другие признаки настоящей полезной модели станут более очевидными из нижеследующего описания и прилагаемой формулы полезной модели, при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами. Понимая, что на этих чертежах показано несколько вариантов осуществления в соответствии с описанием полезной модели и, следовательно, их не следует рассматривать в качестве ограничения его объема, описание полезной модели будет описываться с дополнительной конкретикой и подробностями посредством использования прилагаемых чертежей.
[4] На чертежах:
Фиг. 1 представляет собой перспективный вид иллюстративной дробящей системы;
Фиг. 2 представляет собой другой перспективный вид иллюстративной дробящей системы фиг. 1;
Фиг. 3 представляет собой вид сзади иллюстративной дробящей системы фиг. 1;
Фиг. 4 представляет собой вид спереди иллюстративной дробящей системы фиг. 1;
Фиг. 5 представляет собой вид сбоку иллюстративной дробящей системы фиг. 1;
Фиг. 6 представляет собой перспективный вид иллюстративной молотковой дробилки иллюстративной дробящей системы;
Фиг. 7 представляет собой другой перспективный вид иллюстративной молотковой дробилки иллюстративной дробящей системы фиг. 6;
Фиг. 8 представляет собой перспективный вид иллюстративной бисерной дробилки иллюстративной дробящей системы;
Фиг. 9 представляет собой перспективный вид другой иллюстративной бисерной дробилки иллюстративной дробящей системы;
Фиг. 10 представляет собой перспективный вид другой иллюстративной дробящей системы; и
Фиг. 11 представляет собой иллюстративный способ дробления частиц в буровом растворе, каждый выполнен в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели.
Подробное описание
[5] В нижеследующем подробном описании, делается ссылка на прилагаемые чертежи, которые составляют его часть. На чертежах, аналогичные символы обозначают аналогичные составные элементы, если только контекст не диктует иное. Иллюстративные варианты осуществления, описанные в подробном описании и чертежах, не подразумеваются в качестве ограничения, а предназначены для объяснительных целей. Другие варианты осуществления могут использоваться, и другие изменения могут выполняться, не отступая от идеи или объема предмета полезной модели, представленного здесь. Будет легко понятным, что аспекты настоящего описания полезной модели, как в целом описанные здесь, и показанные на чертежах, могут предусматриваться, заменяться, комбинироваться и выполняться в большом множестве различных конфигураций, каждая из которых явно предполагается и образует часть настоящего описания полезной модели.
[6] Настоящее описание полезной модели направлено на системы, устройства, установки и/или способы, относящиеся к дроблению частиц в буровом растворе. Конкретно, раскрытые системы, устройства, установки и/или способы относятся к дроблению частиц в буровом растворе, используя множество технологий дробления.
[7] На фиг. 1 показана иллюстративная система 100, которая может использоваться для дробления частиц в буровом растворе, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. Иллюстративная система 100 может включать в себя первую дробилку 120, предназначенную для измельчения частиц для уменьшения их диаметра. Иллюстративная система 100 также может включать в себя вторую дробилку 140 для измельчения частиц для дополнительного уменьшения их диаметра.
[8] Иллюстративная система 100 может получать буровой раствор, включающий в себя частицы, из впуска 110. Впуск 110 может направлять буровой раствор, включающий в себя частицы, в первую дробилку 120. Первый двигатель 125 может соединяться с первой дробилкой 120 таким образом, что первый двигатель 125 приводит в движение первую дробилку 120. Так как первый двигатель 125 побуждает первую дробилку 120 приводиться в действие, первая дробилка 120 может измельчать частицы. Так как первая дробилка 120 измельчает частицы, диаметр частиц уменьшается, и по меньшей мере некоторые частицы могут переноситься во вторую дробилку 140. Когда диаметр частиц в первой дробилке 120 меньше, чем промежутки в диафрагме 130, частицы могут выходить из первой дробилки 120 во вторую дробилку 140 через диафрагму 130.
[9] Второй двигатель 145 может соединяться со второй дробилкой 140 таким образом, что второй двигатель 145 приводит в движение вторую дробилку 140. Так как второй двигатель 145 побуждает вторую дробилку 140 приводиться в действие, вторая дробилка 140 может измельчать частицы. Так как вторая дробилка 140 измельчает частицы, диаметр частиц дополнительно уменьшается, и по меньшей мере некоторые частицы могут переноситься в выпуск 150 через выпускную диафрагму. Когда диаметр частиц во второй дробилке 140 меньше, чем промежутки в выпускной диафрагме, частицы могут выходить из второй дробилки 140 в выпуск 150.
[10] Работа иллюстративной системы 100 может управляться оператором через посредство панели управления. Некоторые иллюстративные панели управления могут получать входные данные для управления работой первой дробилки и/или второй дробилки. Кроме того, некоторые иллюстративные панели управления могут включать нештатные состояния и/или мониторинговые службы для оповещения оператора о состояниях системы.
[11] В некоторых примерах, первая дробилка 120 может представлять собой молотковую дробилку, а вторая дробилка 140 может представлять собой бисерную дробилку. В некоторых примерах, молотковая дробилка может быть горизонтально ориентирована. В некоторых примерах, бисерная дробилка может быть горизонтально ориентирована. В некоторых примерах, первый двигатель 125 и второй двигатель 145 могут представлять собой любой тип двигателя, включая безредукторный двигатель или редукторный двигатель.
[12] На фиг. 2 показан другой вид иллюстративной системы 100. Для иллюстративных целей, диафрагма 130 показана удаленной из установки иллюстративной системы 100.
[13] На фиг. 3 показан вид сзади иллюстративной системы 100. Первая дробилка 120 может включать в себя шарнирный участок, который позволяет оператору открывать верхнюю часть первой дробилки 120. Этот шарнирный участок может включать в себя шарнир 122, соединенный с задним участком первой дробилки 120.
[14] На фиг. 4 показан вид спереди иллюстративной системы 100. Вторая дробилка 140 может включать в себя шарнирный участок, который позволяет оператору открывать переднюю часть второй дробилки 140. Этот шарнирный участок может включать в себя шарнир 142, соединенный с нижним участком второй дробилки 140.
[15] На фиг. 5 показан вид сбоку иллюстративной системы 100. Первая дробилка 120 может включать в себя участок двери 121 для доступа, который позволяет оператору открывать боковую часть первой дробилки 120. Дверь 121 для доступа может включать в себя шарнир 124, соединенный с участком первой дробилки 120. Также показанный на фиг. 5, второй двигатель 145 может приводить в движение вал 146, использующийся при приведении в действие второй дробилки 140.
[16] На фиг. 6 показан участок иллюстративной системы 600, которая может использоваться для дробления частиц в буровом растворе, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. Конкретно, на фиг. 6 главным образом показана иллюстративная молотковая дробилка 620, предназначенная для измельчения частиц для уменьшения их диаметра. Иллюстративная система 600 также может включать в себя бисерную дробилку 640 для измельчения частиц для дополнительного уменьшения их диаметра.
[17] Молотковая дробилка 620 может включать в себя участок двери 621 для доступа, который позволяет оператору открывать боковую часть молотковой дробилки 620. Дверь 621 для доступа может включать в себя шарнир 624, соединенный с участком молотковой дробилки 620. На фиг. 6 показана дверь 621 для доступа в открытом положении.
[18] Молотковая дробилка 620 может включать в себя шарнирный участок, который позволяет оператору открывать верхнюю часть молотковой дробилки 620. Этот шарнирный участок может включать в себя шарнир, соединенный с задним участком молотковой дробилки 620. На фиг. 6 показан шарнирный участок в открытом положении.
[19] Молотковая дробилка 620 может представлять собой роторную дробилку, которая измельчает частицы, используя ударную(ые) силу(ы). Молотковая дробилка 620 может соединяться с двигателем 625 таким образом, что двигатель 625 побуждает молотковую дробилку 620 приводиться в действие. Конкретно, двигатель 625 может соединяться с и вращать вал 626 в молотковой дробилке 620. Ударный(ые) инструмент(ы) 627 может(могут) разъемно соединяться с валом 626. На фиг. 6 показано несколько ударных инструментов 627, выполненных со смещенной или ступенчатой конфигурацией. Другие конфигурации также могут использоваться. В некоторых примерах, каждый ударный инструмент 627 может независимо соединяться с валом 626 и может быть отдельно удаляемым и/или заменяемым.
[20] В некоторых примерах, каждый ударный инструмент 627 может включать в себя ротор 628. В некоторых примерах, инструментальная головка 629 может разъемно соединяться с каждым ротором 628. Инструментальная головка 629 может независимо соединяться с ротором 628 и может быть отдельно удаляемой и/или заменяемой. В некоторых примерах, ротор 628 может включать в себя множество ответвлений, проходящих от вала 626. В некоторых примерах, инструментальная головка 629 может разъемно соединяться с концом каждого ответвления.
[21] В некоторых примерах, ударные инструменты 627 и/или инструментальные головки 629 могут выполняться из карбида вольфрама или другого подходящего материала.
[22] В некоторых примерах, молотковая дробилка 620 может включать в себя бронеплиту(ы) 623, соединенную(ые) с внутренней частью молотковой дробилки 620. В некоторых примерах, бронеплита(ы) 623 может(могут) быть удаляемой(ыми) с молотковой дробилки 620 в виде множества деталей или в виде одного составного элемента.
[23] Иллюстративная система 600 может получать буровой раствор, включающий в себя частицы, из впуска 610. Впуск 610 может направлять буровой раствор, включающий в себя частицы, в молотковую дробилку 620. Двигатель 625 побуждает молотковую дробилку 620 приводиться в действие для измельчения частиц. Так как молотковая дробилка 620 измельчает частицы, диаметр частиц уменьшается, и по меньшей мере некоторые частицы могут переноситься в бисерную дробилку 640. Когда диаметр частиц в молотковой дробилке 620 меньше, чем промежутки в диафрагме 630, частицы могут выходить из молотковой дробилки 620 в бисерную дробилку 640 через диафрагму 630.
[24] На фиг. 7 показан другой вид иллюстративной системы 600. Конкретно, на фиг. 7 также главным образом показана молотковая дробилка 620. Дверь 621 для доступа находится в открытом положении, и шарнирный участок находится в закрытом положении. Аналогично фиг. 6, молотковая дробилка 620 обшита бронеплитой(ами) 623 и включает в себя вал 626, соединенный с ударным(и) инструментом(ами) 627. Ударные инструменты 627 включают в себя ротор(ы) 628, каждый соединенный с инструментальной(ыми) головкой(ами) 629.
[25] На фиг. 7 также показана диафрагма 630. Диафрагма 630 может включать в себя промежутки, которые позволяют частицам проходить в бисерную дробилку 640, при условии, что частицы имеют диаметр меньше, чем промежутки. Диафрагма 630 может быть удаляемой и заменяемой, и разные диафрагмы могут иметь промежутки разных размеров. В некоторых примерах, диафрагма 630 может очищаться, используя систему очистки диафрагмы в первой дробилке. Некоторые иллюстративные системы очистки диафрагмы могут опрыскивать диафрагму очищающей текучей средой (например, водой, очищающим раствором).
[26] На фиг. 8 показан участок иллюстративной системы 800, которая может использоваться для дробления частиц в буровом растворе, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. Конкретно, на фиг. 8 главным образом показана иллюстративная бисерная дробилка 840, предназначенная для измельчения частиц для дополнительного уменьшения их диаметра.
[27] Бисерная дробилка 840 может включать в себя участок двери 841 для доступа, который позволяет оператору открывать боковую часть бисерной дробилки 840. Дверь 841 для доступа может включать в себя шарнир 824, соединенный с участком бисерной дробилки 840. На фиг. 8 показана дверь 821 для доступа в открытом положении.
[28] Бисерная дробилка 840 может включать в себя шарнирный участок 843, который позволяет оператору открывать переднюю часть бисерной дробилки 840. Шарнирный участок 843 может включать в себя шарнир 842, соединенный с нижним участком бисерной дробилки 840. На фиг. 6 показан шарнирный участок 843 в открытом положении.
[29] Бисерная дробилка 840 может представлять собой роторную дробилку, которая измельчает частицы, главным образом используя трение. Бисерная дробилка 840 может соединяться с двигателем 845 таким образом, что двигатель 845 побуждает бисерную дробилку 840 приводиться в действие. Конкретно, двигатель 845 может соединяться с и вращать вал 846 в бисерной дробилке 840. Вращательный(ые) инструмент(ы) 847 может(могут) разъемно соединяться с валом 846. На фиг. 8 показано несколько вращательных инструментов 847, выполненных последовательно. Другие конфигурации также могут использоваться. В некоторых примерах, каждый вращательный инструмент 847 может независимо соединяться с валом 846 и может быть отдельно удаляемым и/или заменяемым.
[30] В некоторых примерах, бисерная дробилка 840 может включать в себя бронеплиту(ы), соединенную(ые) с внутренней частью бисерной дробилки 840. В некоторых примерах, бронеплита(ы) может(могут) быть удаляемой(ыми) с бисерной дробилки 840 в виде множества деталей или в виде одного составного элемента.
[31] Бисерная дробилка 840 может получать буровой раствор, включающий в себя частицы, из молотковой дробилки через диафрагму 830. Двигатель 845 побуждает бисерную дробилку 840 приводиться в действие для измельчения частиц. Когда бисерная дробилка 840 вращается, частицы могут контактировать с измельчающей средой, вращательным(и) инструментом(ами) и/или бронеплитой(ами). Такой контакт работает для измельчения частиц, и диаметр частиц уменьшается (еще больше, чем в молотковой дробилке). В некоторых примерах, измельчающая среда может включать в себя керамическую измельчающую среду или другой подходящий измельчающий материал. По меньшей мере, некоторые из частиц могут переноситься через выпускную диафрагму в выпуск 850. Когда диаметр частиц в бисерной дробилке 840 меньше, чем промежутки в выпускной диафрагме, частицы могут выходить из бисерной дробилки 840 в выпуск 850 через выпускную диафрагму.
[32] На фиг. 9 показан перспективный вид другой иллюстративной бисерной дробилки иллюстративной дробящей системы, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. На фиг. 9, среди прочего, показана бисерная дробилка 940, имеющая открытую дверь 941 для доступа. Дверь 941 для доступа может включать в себя шарнир 924, соединенный с участком бисерной дробилки 940. Иллюстративная выпускная диафрагма 948 может разъемно или постоянно прикрепляться к двери 941 для доступа. Бронеплита 949 может разъемно или постоянно прикрепляться к внутренней поверхности бисерной дробилки 940.
[33] На фиг. 10 показан перспективный вид другой иллюстративной дробящей системы, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. На фиг. 10, среди прочего, показана бисерная дробилка 1040, имеющая открытую дверь 1041 для доступа и выпускную диафрагму 1048. Работа иллюстративной системы 1000 может управляться оператором через посредство панели 1090 управления. Панель 1090 управления может получать входные данные для управления работой молотковой дробилки и/или бисерной дробилки 1040. Кроме того, панель 1090 управления может отображать нештатные состояния и/или мониторинговые службы для оповещения оператора о системных состояниях молотковой дробилки и/или бисерной дробилки 1040.
[34] Фиг. 11 представляет собой блок-схему, показывающую иллюстративный способ 1100 дробления частиц в буровом растворе, в соответствии с по меньшей мере вариантом осуществления настоящего описания полезной модели. Иллюстративный способ 1100 может включать ударное измельчение 1110 частиц в первой камере таким образом, что диаметр каждой из множества частиц уменьшается. Иллюстративный способ 1100 может дополнительно включать фрикционное измельчение 1120 частиц во второй камере таким образом, что диаметр каждой из множества частиц дополнительно уменьшается.
[35] В некоторых примерах, иллюстративный способ 1100 также может включать, до фрикционного измельчения, перенос только частиц, имеющих уменьшенный диаметр, из первой камеры во вторую камеру. В некоторых примерах, иллюстративный способ 1100 также может включать, после фрикционного измельчения, перенос только частиц, имеющих дополнительно уменьшенный диаметр, из второй камеры в выпуск. В некоторых примерах, перенос частиц из первой дробилки во вторую дробилку может происходить на основе давления текучей среды бурового раствора в первой дробилке.
[36] Несмотря на то, что различные аспекты и варианты осуществления были раскрыты здесь, другие аспекты и варианты осуществления будут очевидными для специалистов в данной области. Различные аспекты и варианты осуществления, раскрытые здесь, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены в качестве ограничения, при этом действительный объем и идея определены нижеследующей формулой полезной модели.