018833 B1 018833 B1 (11) 018833

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
018833
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
2013.11.29
(21)
(51) Int. Cl. B07B 1/46 (2006.01)
B01D 33/00 (2006.01)
Номер заявки
201170173
(22)
Дата подачи заявки
2009.07.08
(54)
УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ СИТО ДЛЯ ПРОСЕИВАНИЯ
B1
(72)
Изобретатель:
(74)
Представитель:
(57)
Изобретение относится к ситовой раме, приспособленной для использования в виброустановке
для отделения твердой фазы от смеси жидкость/твердое и к которой прикрепляется тканая
проволочная сетка, содержащая внешний периметр и множество пластмассовых ребер, проходящих
между противоположными участками периметра, при этом пластмассовые ребра вместе образуют
верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, при этом рама дополнительно содержит по меньшей
мере одно металлическое ребро, проходящее между противоположными участками периметра и
проходящее от верхней поверхности к нижней поверхности и к виброустановке, содержащей по
меньшей мере одну такую ситовую раму.
Робертсон Грэхам (GB), Карр Брайан,
Кэйди Эрик (US)
Медведев В.Н. (RU)
B1
018833
(56) DE-C1-3542635
US-A-5049262
WO-A-03057376
GB-A-1483217
DE-B3-102006018870
018833
(31) 0812628.6
(32) 2008.07.10
(33) GB
(43) 2011.06.30
(86) PCT/GB2009/050802
(87) WO 2010/004325 2010.01.14
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ЮНАЙТЕД УАЙР ЛИМИТЕД (GB);
Эм-Ай Эл.Эл.Си. (US)
018833
Область изобретения
Изобретение относится к ситам для просеивания, которые при использовании устанавливаются на
виброустановку, для отделения твердой фазы от жидкой фазы, и в частности, отделения твердой фазы от
жидкого бурового раствора, поднимаемого из нисходящей скважины при бурении для добычи нефти или
газа.
Предпосылки изобретения
Эффективное отделение твердой фазы от жидкой фазы - это широко распространенная техническая
проблема. Одним из наиболее практичных и надежных в эксплуатации способов достижения этого остается использование решета или сита для отсеивания твердой фазы от смеси жидкости и частиц песка.
При бурении для добычи нефти и/или газа используется синтетический буровой раствор или глинистый раствор. Поскольку этот глинистый раствор относительно дорог в производстве, то после использования его обычно восстанавливают в процессе, включающем отсеивание камня, сланцевой глины и другой пустой породы из раствора. Это включает использование так называемой виброустановки, имеющей
одно установленное сито для просеивания или более, состоящее из ситовой рамы, имеющей один или
более лист тканой проволочной сетки, или сита, натянутого и закрепленного на ней. При использовании,
виброустановка вызывает колебание сита или сит для просеивания, помогая процессу просеивания.
Для того чтобы эти сита для просеивания могли выдержать тяжелые условия такого процесса, они
должны иметь определенную жесткость и быть очень износостойкими. Результатом этого стала конструкция сита для просеивания, имеющая ситовую раму, которая имеет множество "ребер" жесткости.
Обычная конструкция ситовой рамы - прямоугольная, содержащая внешний прямоугольный периметр,
при этом каждая сторона соединена с противоположной ей стороной множеством ребер. В результате
такой конструкции получается множество прямоугольных отверстий. Чаще всего, сито прикрепляется не
только к прямоугольному периметру, но также к ребрам, для обеспечения лучшего прилегания сита к
раме и продления его срока службы.
Ввиду того факта, что сита для просеивания помещаются на место вручную, эти ситовые рамы уже
на протяжении определенного времени выполняются из пластмассовых материалов для уменьшения веса. Обычная конструкция пластмассовой ситовой рамы усиливается включением конструкции из металлической проволоки, встроенной в пластмассовый прямоугольный периметр, и расположением ребер.
Однако, несмотря на принятые меры по обеспечению достаточной жесткости, нынешние изобретатели обнаружили, что колебательное движение, наиболее часто присутствующее в виброустановках нерезультативно передается ситовой рамой к прикрепленному ситу. При этом наблюдается чрезмерное
движение сит, известное как "биение", результатом чего может быть неравномерная транспортировка
твердой фазы и преждевременный выход сита из строя.
Краткое описание изобретения
Данное изобретение относится к ситовой раме, приспособленной для использования в виброустановке для отделения твердой фазы от смеси жидкость/твердое, и к которой должна прикрепляться тканая
проволочная сетка, при этом ситовая рама включает внешний периметр и множество пластмассовых ребер, проходящих между противоположными участками периметра, при этом пластмассовые ребра вместе
образуют верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, при этом рама дополнительно содержит по
меньшей мере одно металлическое ребро, проходящее между противоположными участками периметра и
проходящее от верхней поверхности к нижней поверхности.
Данное по меньшей мере одно металлическое ребро обеспечивает ситовой раме жесткость без значительного увеличения веса.
Предпочтительно у рамы имеется периметр, состоящий из четырех прямых сторон, например прямоугольный, при этом пластмассовые ребра проходящие между обеими парами противоположных участков, образуют множество прямоугольных отверстий.
Рама приспособлена для установки в виброустановку определенного типа и фиксируется на по
меньшей мере двух сторонах периметра. Рама устроена так, что по меньшей мере одно металлическое
ребро проходит между участками периметра, которые при использовании фиксируются на определенном
месте в виброустановке. Если рама прямоугольная, тогда она предпочтительно фиксируется вдоль ее
длинных сторон для усиления жесткости.
При использовании вызывается колебание рамы согласно изобретению вверх и вниз (то есть ортогонально к верхней и нижней поверхностям) посредством виброустановки, в которую она вставлена. Затем разделяемая смесь жидкость/твердое пропускается через по меньшей мере одну раму согласно изобретению, как правило, от одной стороны периметра к противоположной стороне. Такое вертикальное
колебательное движение обычно также сопровождается боковым движением в направлении прохода
смеси жидкость/твердое. Такое боковое движение может совпадать по фазе с вертикальным движением,
производя диагональное движение рамы, перемещающееся в том же общем направлении, что и направление проходящей смеси жидкость/твердое во время движения рамы вверх. Альтернативно, боковое
движение может не совпадать по фазе с вертикальным движением, например для обеспечения эллиптического движения рамы. Вследствие этого рама перемещается в общем направлении, противоположном
проходящей смеси жидкость/твердое во время движения рамы вниз. Такое движение дает эффект транс-1-
018833
портировки твердой фазы через поверхность рамы и условно может быть направлено под углом примерно 45° к вертикали.
Чаще всего боковое колебательное движение используемой рамы параллельно зафиксированным
сторонам прямоугольной рамы, так что поток твердой фазы также параллелен зафиксированным сторонам. Однако возможно также, чтобы используемое боковое колебательное движение было ортогональным по отношению к зафиксированным сторонам.
Также возможно фиксирование всех четырех сторон прямоугольной рамы. В этом случае данное по
меньшей мере одно металлическое ребро может проходить между любой парой сторон. Одной возможностью является наличие по меньшей мере одного металлического ребра, проходящего между одной парой противоположных сторон и другого по меньшей мере одного металлического ребра, проходящего
между другой парой сторон.
Периметр предпочтительно выполняется из пластмасс, например из пластмасс, упрочненных стекловолокном (GRP), и имеет толщину, составляющую 3-8 см и проходящую от верхней поверхности к
нижней поверхности. Для простоты, пластмассовые ребра предпочтительно выполняются из того же самого материала, что и периметр и предпочтительно также имеют практически одинаковую толщину,
обеспечивая для рамы хорошо очерченную верхнюю поверхность и нижнюю поверхность.
Когда периметр прямоугольный, он может включать длинные стороны, имеющие длину, например,
40-100 см и короткие стороны, имеющие длину, например, 20-70 см, и иметь размеры, выбранные таким
образом, чтобы быть плотно установленным в определенную виброустановку, к использованию в которой он был приспособлен.
Обнаружено, что наличие большего числа металлических ребер дает увеличенную жесткость, однако, при увеличивающемся весе. Поэтому предпочтительно сито включает от одного до пяти металлических ребер, предпочтительно от двух до четырех металлических ребер. Было обнаружено, что три металлических ребра обеспечивают хорошую оптимальную жесткость без чрезмерного увеличения веса.
Концы металлических ребер при идеальных условиях располагаются на материале периметра или
внутри него для придания оптимальной жесткости. Однако концы могут быть немного короче периметра
при условии, что для присоединения металлических ребер к периметру применяется другой материал.
Как правило, данное по меньшей мере одно ребро проходит через по меньшей мере 90% расстояния между противоположными участками, между которыми оно проходит.
Данное по меньшей мере одно металлическое ребро также проходит от верхней поверхности к
нижней поверхности.
Предпочтительно данное по меньшей мере одно металлическое ребро проходит 50-100% расстояния от верхней поверхности к нижней поверхности, более предпочтительно 60-90%.
Данное по меньшей мере одно металлическое ребро наиболее часто является прямым, с постоянным прямоугольным поперечным сечением. Длина сторон прямоугольного поперечного сечения, проходящего между верхней и нижней поверхностями, предпочтительно намного больше, чем длина коротких
сторон прямоугольного поперечного сечения. Наличие коротких сторон в поперечном сечении или "тонких" ребер уменьшает вес без значительного уменьшения жесткости. Наиболее часто данное по меньшей
мере одно металлическое ребро составляет менее 1,0 см по толщине.
Таким образом, типичный размер металлического ребра для использования в изобретении составляет 50×5×0,5 см.
Данное по меньшей мере одно металлическое ребро может использоваться в неизменном виде или
предпочтительно может быть покрыто окружающим пластмассовым материалом.
Предпочтительно оно покрывается тем же пластмассовым материалом, из которого образованы
пластмассовые ребра, таким образом, что размеры покрытого металлического ребра, в основном, или в
точности такие же, как размеры пластмассовых ребер.
Предпочтительно по меньшей мере одно металлическое ребро имеет множество отверстий. Это не
только уменьшает вес без значительного влияния на жесткость, но также помогает прохождению расплавленной пластмассы во время покрытия металлических ребер, если это необходимо. Данное по
меньшей мере одно металлическое ребро может изготовляться из любого подходящего металла, например из стали.
В предпочтительном варианте осуществления некоторые или все пластмассовые ребра усиливаются
внутренней проволокой. Предпочтительно проволока проходит полностью внутрь ребер, заканчиваясь на
периметре или в периметре. Концы проволоки могут быть соединены дополнительной проволокой, проходящей через материал периметра, образуя, таким образом, конструкцию проволочной сетки, заключенную в пластмассовых ребрах и материале периметра.
При дальнейшем усовершенствовании проволочная сетка может иметь второй слой конструкции
проволочной сетки, так что две проволоки проходят через, по меньшей мере, некоторые пластмассовые
ребра, одна над другой. Второй слой, если он присутствует, находится над первым слоем и обычно жестко соединен с ним. Участки проволоки, изогнутые для образования распорок и приспособленные, чтобы
быть вставленными между верхней и нижней проволочными конструкциями, могут привариваться или
другим образом соединяться с верхней и нижней проволокой так, чтобы проходить между ними и под-2-
018833
держивать необходимое разделение этих двух слоев проволоки. Распорки предпочтительно полностью
заключены внутри пластмассового материала, образующего ребра.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одно металлическое ребро занимает
место усиливающей проволоки или проволок и соединяется с конструкцией проволочной сетки и предпочтительно также со вторым слоем конструкции проволочной сетки, если он присутствует.
С другой стороны, изобретение относится к виброустановке, содержащей по меньшей мере одну
ситовую раму согласно изобретению, зафиксированной в определенном положении.
Изобретение также относится к способу отделения твердой фазы от смеси жидкость/твердое, включающему использование по меньшей мере одной ситовой рамы согласно изобретению, зафиксированной
в определенном положении в виброустановке.
Теперь изобретение будет описано посредством примера со ссылкой к нижеследующим фигурам,
на которых:
фиг. 1 - это покомпонентный общий вид части известного сита;
фиг. 2 - это общий вид конструкции проволочного каркаса, включающего металлические ребра,
предназначенного для использования согласно изобретению;
фиг. 3 - это общий вид ситовой рамы согласно изобретению, зафиксированной в определенном положении.
Фиг. 1 показывает известную ситовую раму 10, показывая покомпонентный вид трех слоев тканой
проволочной сетки 12. Рама 10 включает ортогональный массив пластмассовых ребер 14, усиленный
двумя слоями проволоки 16. Данные ребра выполнены объединенными с частью прямоугольного периметра 18.
Фиг. 2 показывает проволочную конструкцию 20, которая может покрываться пластмассовым материалом для образования ситовой рамы согласно изобретению. Конструкция 20 включает множество
стальных проволок 22, связанных вместе и расположенных так, что они образуют верхний массив 21 и
нижний массив 23. Распорки 24 привариваются к проволокам как верхнего, так и нижнего массивов для
поддержания необходимого разделительного расстояния. Три металлических ребра 26 располагаются
между верхним и нижним массивами и привариваются к ним. В металлических ребрах предусматриваются отверстия для уменьшения веса и чтобы дать возможность протекать пластмассе во время покрытия
пластмассой.
Фиг. 3 показывает ситовую раму 30 согласно изобретению, содержащую проволочную конструкцию (не показана) аналогичную показанной на фиг. 2 после покрытия пластмассовым материалом, упрочненной стекловолокном (GRP). Процесс покрытия произвел пластмассовый прямоугольный периметр
32 и ортогональное расположение в виде сетки пластмассовых ребер 34 так, что металлическая конструкция полностью сокрыта, а все пластмассовые ребра 34 имеют одинаковые размеры и поперечное сечение. Периметр фиксируется по его длинным концам при помощи фиксаторов 36. Металлические ребра
(не показаны) проходят между противоположными участками периметра внутри соответствующих пластмассовых ребер 34, при этом их соответствующие концы расположены в зафиксированных сторонах
периметра. Каждое металлическое ребро также проходит между верхней и нижней поверхностью.
При использовании фиксаторы 36 колеблются вдоль направления указанного стрелкой 38 и с совпадающим по фазе движением вверх и вниз так, что рама колеблется в направлении, параллельном зафиксированным сторонам под углом 45° к направлению стрелки 38.
Смесь (не показана) жидкость/твердое также проходит через верхнюю поверхность рамы в направлении, параллельном зафиксированным сторонам и в направлении стрелки 38.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ситовая рама виброустановки, предназначенная для прикрепления к ней тканой проволочной
сетки и для отделения твердой фазы от смеси жидкости и твердой фазы, содержащая внешний контур и
множество пластмассовых ребер, проходящих между противоположными участками внешнего контура и
образующих верхнюю плоскость и нижнюю плоскость, при этом по меньшей мере часть пластмассовых
ребер усилены внутренними проволоками, соединенными дополнительно с проволокой, проходящей
через контур с образованием при этом проволочной сетки, и по меньшей мере одно металлическое ребро,
проходящее между противоположными участками контура от верхней плоскости к нижней плоскости и
соединенное с проволочной сеткой, при этом указанное металлическое ребро заключено внутри пластмассового ребра.
2. Ситовая рама по п.1, которая имеет прямоугольный контур, при этом пластмассовые ребра проходят между обеими парами противоположных участков и образуют множество прямоугольных отверстий.
3. Ситовая рама по п.1 или 2, выполненная с возможностью фиксирования по меньшей мере на двух
сторонах контура.
4. Ситовая рама по п.3, расположенная таким образом, что по меньшей мере одно металлическое
ребро проходит между участками контура, которые при использовании фиксированы в заданном месте в
-3-
018833
виброустановке.
5. Ситовая рама по одному из пп.1-4, содержащая от одного до пяти металлических ребер.
6. Ситовая рама по п.5, содержащая от двух до четырех металлических ребер.
7. Ситовая рама по одному из пп.1-6, в которой по меньшей мере одно металлическое ребро проходит по меньшей мере 90% расстояния между противоположными участками контура.
8. Ситовая рама по одному из пп.1-7, в которой по меньшей мере одно металлическое ребро проходит 50-100% расстояния от верхней плоскости к нижней плоскости.
9. Ситовая рама по одному из пп.1-8, в которой по меньшей мере одно металлическое ребро покрыто пластмассовым материалом.
10. Ситовая рама по одному из пп.1-9, в которой по меньшей мере одно металлическое ребро имеет
множество отверстий.
11. Виброустановка, содержащая по меньшей мере одну ситовую раму по одному из пп.1-10.
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-4-