專利名稱：：脫水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本公開總體上涉及在鉆井液廢料處理和鉆井液體積縮減中使用的脫水系統(tǒng)。更具體而言，本公開涉及結(jié)合干態(tài)和/或液態(tài)絮凝劑來源的脫水系統(tǒng)。再具體而言，本公開涉及自動(dòng)且整裝的(self-contained)干態(tài)禾tl/或液態(tài)脫水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：通常，廢料處理脫水系統(tǒng)將固體和細(xì)顆粒從鉆井液的液相中分離，從而留下澄清的水溶液。在鉆井操作中，脫水可以凈化廢液，例如與來自轉(zhuǎn)盤、泥漿罐、泥漿泵、發(fā)電機(jī)、以及來自圍繞鉆機(jī)的任何其它出料點(diǎn)的水混合的鉆井液。典型地，脫水廢料處理系統(tǒng)通過凝結(jié)、絮凝和/或機(jī)械分離對(duì)鉆井液進(jìn)行清潔。凝結(jié)發(fā)生在固體上的靜電荷減少、從而破壞固體的穩(wěn)定并允許其通過范德華力被吸引到其它固體上時(shí)。絮凝是單個(gè)固體顆粒結(jié)合成多個(gè)顆粒的聚集體。絮凝是物理的，而不是與電有關(guān)的，并且發(fā)生在絮凝聚合物鏈的一個(gè)鏈節(jié)同時(shí)吸附到多于一個(gè)顆粒上的情況下。機(jī)械分離包括從溶液中移除固體顆粒的機(jī)械設(shè)備(例如，水力旋流器和離心分離機(jī))。典型地，用于在鉆井液的脫水中從溶液中移除固體的方法包括使用鈣基或氯基離子污染復(fù)制天然泥漿絮凝機(jī)理。將石灰和各種氯源(例如A1C13)用于絮凝。如上所述，然后可以通過重力過濾和/或機(jī)械設(shè)備將固體聚集體分離出來。然而，由于引入非分散性的、抑制性水基鉆井液(例如部分水解的聚丙烯酰胺和KC1)，已將泥漿系統(tǒng)內(nèi)的粘土顆粒調(diào)節(jié)為抗離子污染(即，抗絮凝和/或抗聚集的)。因此，水基鉆井液的脫水需要多電荷、高分子量聚合物用于絮凝。典型地，用于絮凝作用的聚合物是以干態(tài)形式制備的，并且在處理泥漿體系之前由脫水系統(tǒng)操作者混合到溶液中。此外，由于將干態(tài)聚合物加5入到液體中，因此需要陳化過程以使干態(tài)聚合物活化。此外，這些聚合物趨向于是吸濕性的，并且因而具有有限的儲(chǔ)存期限。因此，當(dāng)被存放在室外儲(chǔ)存設(shè)備中，如在當(dāng)前商業(yè)鉆井操作中典型地發(fā)生的被存放在室外儲(chǔ)存設(shè)備中時(shí)，吸濕性聚合物吸收水，從而減少其有效壽命。此外，聚合物在當(dāng)前商業(yè)系統(tǒng)中典型地暴露于寬的溫度變化，從而進(jìn)一步導(dǎo)致有效壽命降低。由于對(duì)聚合物溶液陳化的需要、分批混合、和當(dāng)前商業(yè)系統(tǒng)中的有限壽命，因此干態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)的管理是昂貴并且資源依賴性的。響應(yīng)水基鉆井液的應(yīng)用的增長(zhǎng)，很多公司現(xiàn)在制備提供活性和有效壽命增加的逆乳液液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑。然而，由于它們的納米乳液配方，這些產(chǎn)品需要用于破乳和活化的高能量。此外，當(dāng)暴露于潮濕和寬的溫度變化時(shí)，液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑仍經(jīng)歷壽命降低。因此，液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑在當(dāng)前商業(yè)系統(tǒng)中不會(huì)一直有效地起作用。因此，存在對(duì)于整裝的、環(huán)境調(diào)節(jié)的(climatized)并且自動(dòng)的脫水系統(tǒng)的需要。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)一方面，本文公開的實(shí)施方案涉及包括以下部分的系統(tǒng)進(jìn)料器、陳化罐、設(shè)置在進(jìn)料器和陳化罐之間的多噴射器(polyductor)、以及與陳化罐流體連接的的絮凝劑溶液泵。此外，該系統(tǒng)包括便攜式滑動(dòng)底板(skid)以容納迸料器、陳化罐、多噴射器、以及絮凝劑溶液泵。在某些實(shí)施方案中，多噴射器被設(shè)置為將液體與來自進(jìn)料器的干態(tài)絮凝劑混合并將所得到的絮凝劑溶液分散在陳化罐中，陳化罐被設(shè)置為接收絮凝劑溶液，并且絮凝劑溶液泵被設(shè)置為從陳化罐中移除絮凝劑溶液。另一方面，本文公開的實(shí)施方案涉及包括以下部分的系統(tǒng)液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐、陳化罐、定量泵、水增壓泵以及與陳化罐流體連接的絮凝劑溶液泵。此外，該系統(tǒng)包括容納液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐、陳化罐、定量泵、水增壓泵以及絮凝劑溶液泵的便攜式滑動(dòng)底板。在某些實(shí)施方案中，定量泵被設(shè)置為將來自液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐的液態(tài)絮凝劑分散到與定量泵、陳化罐和水增壓泵連接的管道中，水增壓泵向管線提供用于與液態(tài)絮凝劑混合以形成液態(tài)絮凝劑溶液的水，液態(tài)絮凝劑溶液在陳化罐中陳化，并且絮凝劑溶液泵被設(shè)置為將液態(tài)絮凝劑溶液從陳化罐中移除。另一方面，本文公開的實(shí)施方案涉及使鉆井液脫水的方法，該方法包括使用具有以下部分的系統(tǒng)進(jìn)料器、陳化罐、設(shè)置在進(jìn)料器和陳化罐之間的多噴射器以及與陳化罐流體連接的絮凝劑溶液泵。此外，該系統(tǒng)包括容納進(jìn)料器、陳化罐、多噴射器以及絮凝劑溶液泵的便攜式滑動(dòng)底板。在某些實(shí)施方案中，將多噴射器設(shè)置為將液體與來自進(jìn)料器的干態(tài)絮凝劑混合，并將所得到的絮凝劑溶液分散在陳化罐中，將陳化罐設(shè)置為接收絮凝劑溶液，并且將絮凝劑溶液泵設(shè)置為從陳化罐中移除絮凝劑溶液。另一方面，本文公開的實(shí)施方案涉及使鉆井液脫水的方法，該方法包括使用具有以下部分的系統(tǒng)液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐、陳化罐、定量泵、水增壓泵以及與陳化罐流體連接的絮凝劑溶液泵。此外，該系統(tǒng)包括容納液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐、陳化罐、定量泵、水增壓泵以及絮凝劑溶液泵的便攜式滑動(dòng)底板。在某些實(shí)施方案中，定量泵被設(shè)置為將來自液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐的液態(tài)絮凝劑分散到與定量泵、陳化罐和水增壓泵連接的管線中，水增壓泵向管線提供用于與液態(tài)絮凝劑混合以形成液態(tài)絮凝劑溶液的水，液態(tài)絮凝劑溶液在陳化罐中陳化，并且絮凝劑溶液泵被設(shè)置為將液態(tài)絮凝劑溶液從陳化罐中移除。從以下描述和后附權(quán)利要求中，本公開的其它方面將變得明顯。圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的干態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)的示意性圖。圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的干態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)的工藝流程圖。圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的干態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑脫水系統(tǒng)的示意圖。圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的液態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)的示意圖。圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的干態(tài)絮凝劑和液態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)的示意圖。圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的滑動(dòng)底板化(skidbased)的脫水模塊的頂視圖布置。具體實(shí)施例方式本文公開的實(shí)施方案主要涉及用于將水基鉆井液脫水，從而從液相中分離固體和其它細(xì)顆粒，留下澄清水性產(chǎn)物的系統(tǒng)和方法。更具體而言，本文公開的實(shí)施方案涉及一種整裝的、模塊化(modular-based)的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)可以在鉆井現(xiàn)場(chǎng)更有效率地使水基鉆井液脫水。典型地，當(dāng)使用過的鉆井液從井下返回時(shí)，其中可能懸浮鉆屑和其它細(xì)顆粒物質(zhì)。首先，使用過的鉆井液可以經(jīng)歷許多分離技術(shù)(例如，離心、篩選、泥漿清潔器和振蕩)以從液體中移除大的鉆屑。盡管上述方法可以移除大的鉆屑，但是其它固體和細(xì)顆粒物質(zhì)可能保持懸浮在鉆井液中。為了進(jìn)一步移除顆粒物質(zhì)，如上所述，可以使用凝結(jié)和/或絮凝。首先參照?qǐng)D1，顯示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的模塊脫水系統(tǒng)100。在此實(shí)施方案中，進(jìn)料器101與多噴射器102連接。進(jìn)料器101可以包括任何能夠容納并分散干態(tài)絮凝粉末的裝置(例如，具有篩網(wǎng)和轉(zhuǎn)盤的料斗)。多噴射器102可以包括特別為干態(tài)聚合物設(shè)計(jì)的高效率噴射器。通常，多噴射器102可以產(chǎn)生高真空氣流以傳輸來自進(jìn)料器101的轉(zhuǎn)盤的干態(tài)聚合物絮凝劑。在此類系統(tǒng)中，多噴射器102可以與進(jìn)料器101連接，并且可以接收來自進(jìn)料器101的干態(tài)絮凝劑聚合物。多噴射器102還可以與水供應(yīng)管線流體連接。在一個(gè)實(shí)施方案中，多噴射器102可以使用在高效噴嘴中被加速的水將干態(tài)絮凝劑稀釋。通過在其流出噴嘴的時(shí)候帶走空氣，高速水流可以產(chǎn)生真空。在多噴射器102中，聚合物顆粒和水流之間的高速碰撞可以使得聚合物顆粒分散。因此，如上所述，使用多噴射器102可以導(dǎo)致更快的水化作用，并且將聚合物活化所需的陳化時(shí)間最小化。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)干態(tài)絮凝劑聚合物進(jìn)入多噴射器102時(shí)，水量調(diào)節(jié)閥(未顯示)可以控制進(jìn)入多噴射器102的水流。在多噴射器102中，水與干態(tài)絮凝劑聚合物混合，并且可以將所得到的溶液分散到陳化罐103中。在陳化罐103中，絮凝劑聚合物可以根據(jù)所使用的絮凝劑的時(shí)間需求進(jìn)行陳化。在適當(dāng)?shù)年惢?，可以?jīng)由絮凝劑溶液泵104(例如，聚合物8溶液泵、正位移泵或隔膜泵)將絮凝劑注入到含有使用過的鉆井液的管線內(nèi)。仍然參照?qǐng)D1，向使用過的鉆井液內(nèi)注入絮凝劑通過可編程的邏輯控制器(PLC)105控制。PLC105可以通過控制絮凝劑溶液泵104、正位移泵(未顯示)和/或隔膜泵(未顯示)調(diào)節(jié)絮凝劑向使用過的鉆井液中的分散。在備選的實(shí)施方案中，例如，PLC105還可以控制系統(tǒng)中的其它過程，比如，將絮凝劑從多噴射器102向陳化罐103分散。在其它實(shí)施方案中，在系統(tǒng)100中可以使用特別的組件以進(jìn)一步增加脫水效率。簡(jiǎn)要地參照?qǐng)D2，顯示了包括三級(jí)陳化罐201的模塊脫水系統(tǒng)200。在此實(shí)施方案中，將陳化罐201分為三個(gè)部，包括混合部202、陳化部203、和泵部204。當(dāng)絮凝劑溶液從多噴射器205進(jìn)入混合部202時(shí)，攪拌裝置(未顯示)可以進(jìn)一步混合絮凝劑溶液。在由使用的絮凝劑的性質(zhì)所決定的適當(dāng)?shù)幕旌蠒r(shí)間之后，可以將混合部202的內(nèi)容物傳輸?shù)疥惢?03。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到適當(dāng)?shù)臄嚢钑r(shí)間在本領(lǐng)域是己知的。在陳化部203中，第二攪拌裝置(未顯示)可以進(jìn)一步混合和/或攪拌溶液，直至溶液達(dá)到其所需性質(zhì)。然后可以將溶液傳輸?shù)奖貌?04，其可以作為儲(chǔ)存部直至溶液被泵入含有使用過的鉆井液的管線中?，F(xiàn)參照?qǐng)D3，顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的模塊脫水系統(tǒng)300。在此實(shí)施方案中，如上所述，將干態(tài)絮凝劑進(jìn)料器301、絮凝劑多噴射器302、絮凝劑陳化罐303和溶液泵304連接。此外，可以將凝結(jié)劑供應(yīng)罐306連接到水增壓泵307。水增壓泵307可以允許將液體凝結(jié)劑混合到加壓水流中，從而在不需要獨(dú)立的陳化/儲(chǔ)存罐的情況下混合凝結(jié)劑溶液。在某些實(shí)施方案中，水增壓泵307還可以與凝結(jié)劑溶液泵(未顯示)連接，用于注入到含有使用過的鉆井液的管線內(nèi)。如圖所示，將溶液泵304設(shè)置為接收絮凝劑溶液和凝結(jié)劑溶液并將這些溶液注入到含有使用過的鉆井液的管線中。在備選實(shí)施方案中，當(dāng)干態(tài)凝結(jié)劑進(jìn)入多噴射器時(shí)，水量調(diào)節(jié)閥可以控制進(jìn)入多噴射器內(nèi)的水流。在多噴射器中，水與干態(tài)凝結(jié)劑聚合物混合，并且可以將所得溶液分散到陳化罐中。在陳化罐中，凝結(jié)劑可以根據(jù)所使用的凝結(jié)劑的時(shí)間需要進(jìn)行陳化。在適當(dāng)?shù)年惢螅梢越?jīng)由水增壓泵將凝結(jié)劑注入到含有使用過的鉆井液的管線內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在混合后，某些凝結(jié)劑可以不需陳化。在此類系統(tǒng)中，陳化罐可以作為用于混合的凝結(jié)劑溶液的儲(chǔ)存罐，或如上所述，絮凝劑溶液可以從流體連接多噴射器和水增壓泵的管線直接注入。仍參照?qǐng)D3，向使用過的鉆井液內(nèi)注入絮凝劑和凝結(jié)劑通過可編程的邏輯控制器(PLC)305控制。與系統(tǒng)100類似，PLC305可以控制絮凝劑溶液向含有使用過的鉆井液的管線內(nèi)的分散率。此外，PLC305可以控制凝結(jié)劑溶液向含有使用過的鉆井液的管線內(nèi)的分散率。在某些實(shí)施方案中，如上所述，通過適當(dāng)?shù)谋盟脱b置，PLC305可以控制絮凝劑和凝結(jié)劑的分散率。此外，PLC305可以控制系統(tǒng)300的其它方面，包括但不限于控制多噴射器302和307以及陳化罐303和308的陳化時(shí)間?，F(xiàn)參照?qǐng)D4，顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的液態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)400。在此實(shí)施方案中，液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐401連接到定量泵402。供應(yīng)罐401可以包括任何能夠容納液態(tài)絮凝劑的設(shè)備。定量泵402連接到供應(yīng)罐401并且可以接受來自供應(yīng)罐401的液態(tài)絮凝劑溶液。定量泵402將液態(tài)絮凝劑注入到陳化罐403中，以根據(jù)對(duì)絮凝劑所建議的陳化進(jìn)行適當(dāng)?shù)年惢?。在某些?shí)施方案中，因?yàn)橐簯B(tài)絮凝劑需要更短的陳化時(shí)間，所以陳化罐403可以明顯小于干態(tài)聚合物系統(tǒng)的陳化罐。在適當(dāng)?shù)年惢螅?jīng)由絮凝劑溶液泵404將液態(tài)絮凝劑注入到使用過的鉆井液中。在備選實(shí)施方案中，系統(tǒng)400還可以包括水增壓泵(未顯示)。在此種實(shí)施方案中，將液態(tài)絮凝劑從供應(yīng)罐401注入到介于定量泵402和陳化罐403之間的管線內(nèi)。通過水增壓泵(未顯示)提供的水與液態(tài)絮凝劑混合，然后可以進(jìn)入陳化罐403進(jìn)行陳化。以上過程是對(duì)于液態(tài)絮凝劑描述的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，向輸送管線中投放任何物質(zhì)(例如，絮凝劑或凝結(jié)劑)用于與來自水增壓泵的水混合是在本公開的范圍內(nèi)。此外，在某些實(shí)施方案中，水增壓泵可以向很多絮凝劑和/或凝結(jié)劑輸送管線提供水，用于輸送過程中的稀釋。仍然參照?qǐng)D4，向使用過的鉆井液內(nèi)注入絮凝劑通過PLC405控制。在此實(shí)施方案中，PLC405可以通過控制水增壓泵405來調(diào)節(jié)絮凝劑向使用過的鉆井液中的分散。在備逸實(shí)施方案中，例如，PLC405還可以控制系統(tǒng)中的其它過程，例如絮凝劑從定量泵402向陳化罐403中的分散。現(xiàn)參照?qǐng)D5，顯示根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的組合干態(tài)絮凝劑和液態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)500。在此實(shí)施方案中，如上所述，將干態(tài)絮凝劑進(jìn)料器501、絮凝劑多噴射器502和絮凝劑陳化罐503連接到絮凝劑溶液泵504。此外，如上所述，將液體供應(yīng)罐505、液態(tài)絮凝劑定量泵506和液態(tài)絮凝劑陳化罐507連接到絮凝劑溶液泵504。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到備選系統(tǒng)可以包括許多其它溶液泵，從而可以有效率地注入絮凝劑。一個(gè)實(shí)施方案可以包括水增壓泵(未顯示)，以在在陳化罐507中陳化之前稀釋液態(tài)絮凝劑。如上所述，可以通過PLC508控制系統(tǒng)500的操作，其包括至少絮凝劑溶液泵504的操作。此外，在某些系統(tǒng)中，可以將分離設(shè)備(例如離心分離機(jī))流體連接到絮凝劑溶液泵504以從使用過的鉆井液中移除絮凝物。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在某些實(shí)施方案中，可以將分離設(shè)備包括在便攜式滑動(dòng)底板上。在此實(shí)施方案中，將絮凝劑溶液泵504設(shè)置為接收來自絮凝劑陳化罐503和液態(tài)絮凝劑陳化罐507的進(jìn)料管線。然后絮凝劑溶液泵504可以將絮凝劑注入到容納有使用過的鉆井液的管線中。典型地，將不在一次運(yùn)轉(zhuǎn)中既使用干態(tài)絮凝劑又使用液態(tài)絮凝劑。然而，通過給鉆井操作者選擇或在一個(gè)系統(tǒng)中使用任一種類型的絮凝劑，操作者可以選擇最有效的絮凝技術(shù)。此外，因?yàn)閭溥x系統(tǒng)可以包括多個(gè)泵，所以本系統(tǒng)可以向鉆井操作者提供在絮凝劑的類型之間無縫地轉(zhuǎn)換的能力。因此，在鉆井操作者用盡例如干粉絮凝劑的鉆井操作中，鉆井操作者可以容易地轉(zhuǎn)換到液態(tài)絮凝劑。這種絮凝劑之間的無縫轉(zhuǎn)換可以防止可能另外增加鉆井總成本的停工期。盡管沒有獨(dú)立地描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其中使用許多干態(tài)和/或液態(tài)絮凝模塊的備用系統(tǒng)包括在本公開的范圍內(nèi)。此外，可以將在本公開的范圍內(nèi)的任何系統(tǒng)擴(kuò)展到包括凝結(jié)劑模塊、其它干粉絮凝劑模塊和/或其它液態(tài)絮凝劑模塊。因此，根據(jù)本公開的模塊脫水系統(tǒng)的實(shí)施方案可以允許鉆井操作者在使鉆井液脫水的時(shí)候具有許多在絮凝劑和/或凝結(jié)劑組合之間的選擇?，F(xiàn)參照?qǐng)D6，顯示了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的滑動(dòng)底板化的脫水系統(tǒng)600的頂視圖布置。在此實(shí)施方案中，脫水系統(tǒng)600包括干態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐601、干態(tài)絮凝劑進(jìn)料系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)100的進(jìn)料器和多噴射器)602、和干態(tài)絮凝劑陳化罐603。此外，系統(tǒng)600包括凝結(jié)劑供應(yīng)罐604、凝結(jié)劑進(jìn)料系統(tǒng)605和水增壓泵606。在此實(shí)施方案中，因?yàn)榭梢灾苯幼⑷胍簯B(tài)凝結(jié)劑并與來自水增壓泵606的水混合，所以沒有凝結(jié)劑陳化罐。當(dāng)絮凝劑和凝結(jié)劑溶液準(zhǔn)備好注入到含有使用過的鉆井液的管線中時(shí)，可以分別通過絮凝劑溶液泵607和凝結(jié)劑溶液泵608注入絮凝劑和凝結(jié)劑溶液。在此實(shí)施方案中，系統(tǒng)600包括其上連接了所有以上列出的組件的便攜式滑動(dòng)底板609。因此，系統(tǒng)600是整裝在結(jié)合了脫水系統(tǒng)的全部必須組件的單一模塊滑動(dòng)底板上的。此類便攜式滑行底板可以在鉆井操作之間運(yùn)輸，從而降低鉆井操作的資本支出成本。此外，系統(tǒng)600提供在滑動(dòng)底板609上的供應(yīng)罐601和604。在某些實(shí)施方案中，可以將滑動(dòng)底板609封閉在外殼(未顯示)內(nèi)。在此類系統(tǒng)中，可以將干態(tài)/液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑儲(chǔ)存在由環(huán)境調(diào)節(jié)裝置(例如，空氣調(diào)節(jié)器、濕度控制裝置或外殼結(jié)構(gòu))調(diào)節(jié)的環(huán)境調(diào)節(jié)的環(huán)境中。因?yàn)榭梢哉{(diào)節(jié)絮凝劑和凝結(jié)劑的溫度，所以可以延長(zhǎng)它們的有效使用期。此外，因?yàn)榭梢詫⑿跄齽┖湍Y(jié)劑儲(chǔ)存在內(nèi)部，所以它們將較少暴露于可能進(jìn)一步縮短其有效壽命的太陽和/或濕氣(即降水)。實(shí)施例以下實(shí)施例用于檢驗(yàn)本文公開的脫水系統(tǒng)和方法。第一個(gè)野外試驗(yàn)是在設(shè)計(jì)為鉆井到12，500英尺、在400英尺和2,500英尺處具有套管柱的定向井上進(jìn)行的。脫水系統(tǒng)包括與用于重晶石回收的第一離心分離機(jī)和用于脫水的第二離心分離機(jī)流體連接的獨(dú)立液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑系統(tǒng)。液態(tài)聚合物滑動(dòng)底板是結(jié)合了絮凝劑和凝結(jié)劑混合/注入系統(tǒng)的整裝的、環(huán)境調(diào)節(jié)的元件。該系統(tǒng)還配備有通過水管線維持在30psi的水增壓泵，用于適當(dāng)混合/注入化合物。此外，該系統(tǒng)包括20加侖的絮凝劑陳化罐。凝結(jié)劑被混合并注入在管線中。對(duì)于井的上段，僅需要絮凝劑(CYTEC，sSUPERFLOCSD2081)。對(duì)于具有增加的泥漿重量和鹽分的第二段，需要加入凝結(jié)劑(CYTEC'sSUPERFLOC⑧607)。下表提供野外試驗(yàn)結(jié)果，該野外試驗(yàn)結(jié)果顯示在根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的液態(tài)聚合物裝置中的泥漿流速的可調(diào)整性、聚合物稀釋(dilaticm)和聚合物濃度控制。表l:脫水野外試驗(yàn)結(jié)果-液態(tài)聚合物裝置時(shí)間離心速度[rpm]泥漿流速[gpm]聚合物聚合物稀釋[%]聚合物濃度[ppm]8:201900500008:301900500009:10190050SD2081.210010:10190050SD2081.210010:15190050SD2081.215010:34190050SD2081.215010:40190050SD2081.220010:55190050SD2081.220010:56190050SD2081.225011:20190050SD2081.225011:22190050SD2081.230011:40l卯050SD2081.230011:45190040SD2081.215012:00190040SD2081.215012:05190040SD2081.220012:20190040SD2081.220012:25190040SD2081.210012:40190040SD2081.210013<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>上表顯示在液態(tài)絮凝劑脫水系統(tǒng)中以百萬分之一(ppm)計(jì)的的絮凝劑聚合物濃度的可調(diào)整性。此外，表格顯示以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rmp)計(jì)的離心速度和以每分鐘加侖數(shù)(gpm)計(jì)的泥漿流速。在第一個(gè)野外試驗(yàn)中，在保持50gpm的恒定泥漿流速的條件下，將聚合物濃度從Oppm至300ppm遞增調(diào)節(jié)。然后，使泥漿流速在40grm和60grm之間變化。進(jìn)料泥漿具有1.2的比重和大于1,200的可測(cè)范圍以外的濁度(NTU)。使用150ppm絮凝劑處理泥漿產(chǎn)生具有1.08比重和762NTU的離心分離機(jī)流出液。當(dāng)使用更高劑量的絮凝劑時(shí)，獲得了更好的濁度測(cè)量結(jié)果。系統(tǒng)的可調(diào)整性允許操作者調(diào)節(jié)泥漿流速，使得隨著聚合物濃度降低，流速也能降低。在此類系統(tǒng)中，隨著泥漿流速降低，負(fù)載絮凝劑的泥漿可以在離心分離機(jī)中保持得更長(zhǎng)。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到通過調(diào)節(jié)泥漿流速、聚合物濃度和/或聚合物稀釋，系統(tǒng)操作者可以將脫水系統(tǒng)調(diào)節(jié)為以最大效率對(duì)給定操作的泥漿進(jìn)行處理。第二個(gè)野外試驗(yàn)是在設(shè)計(jì)為鉆井到9,500英尺、在400英尺和1,700英尺處設(shè)置有套管柱的井上進(jìn)行的。脫水系統(tǒng)包括與用于脫水的單一離心分離機(jī)流體連接的獨(dú)立干態(tài)絮凝劑系統(tǒng)。干態(tài)聚合物滑動(dòng)底板是結(jié)合了進(jìn)料器、多噴射器和三隔室陳化罐的整裝的、環(huán)境調(diào)節(jié)的元件。聚合物溶液混合是由PLC系統(tǒng)控制的。在該系統(tǒng)中使用的干態(tài)絮凝劑是CIBA'sMAGNAFLOC351。下表提供顯示在根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案的干態(tài)聚合物裝置中的泥漿流速可調(diào)整性和聚合物濃度操縱的野外試驗(yàn)結(jié)果。表2:脫水野外試驗(yàn)結(jié)果-干態(tài)聚合物裝置<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在第二個(gè)野外試驗(yàn)中，在將泥漿流速保持恒定在50gpm的條件下，將聚合物濃度在O和200ppm之間調(diào)節(jié)。進(jìn)料泥漿具有1.26的比重和可測(cè)范圍以外的濁度(NTU)。處理后的離心分離機(jī)流出液具有1.06的比重和326的NTU。使用更高的聚合物劑量獲得了更好的濁度測(cè)量結(jié)果(在250ppm聚合物濃度下低至123NTU)。類似于在第一個(gè)試驗(yàn)中所出現(xiàn)的，系統(tǒng)的可調(diào)整性允許脫水系統(tǒng)操作者調(diào)節(jié)聚合物濃度以提供最有效率的脫水。同樣，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本公開的自動(dòng)系統(tǒng)可以允許操作者調(diào)節(jié)系統(tǒng)的變量，以針對(duì)特定條件進(jìn)行泥漿脫水。有利地，上述系統(tǒng)和方法的實(shí)施方案可以增加水基鉆井液脫水的操作效率。因?yàn)樯鲜鱿到y(tǒng)可以包括處理干態(tài)/液態(tài)絮凝劑和凝結(jié)劑的獨(dú)立模塊，所以可以將在絮凝劑或凝結(jié)劑類型調(diào)整的過程中可能經(jīng)歷的裝配停工期最小化。此外，由于通過使用可編程的邏輯控制器，所述系統(tǒng)可以是全自動(dòng)的，所以聚合物混合可以更精確，從而在潛在地降低聚合物消耗量的情況下增加絮凝劑和凝結(jié)劑稠度。此外，由于鉆井操作者不再必須混合各個(gè)聚合物，所以操作者有更多時(shí)間去注意鉆井操作的其它部分。此外，因?yàn)榭梢愿鼑?yán)格地調(diào)節(jié)產(chǎn)物絮凝劑和凝結(jié)劑溶液，所以可以在更高的離心分離機(jī)進(jìn)料率下出現(xiàn)固體分離增加。聚合物使用的減少、人力的更有效率的利用、和固體分離的增加全都可以對(duì)鉆井操作中顯著的成本降低有所貢獻(xiàn)。此外，因?yàn)楦鶕?jù)本公開的實(shí)施方案的系統(tǒng)可以被安裝在便攜式滑動(dòng)底板上，所以可以進(jìn)一步增加成本的節(jié)省和系統(tǒng)的效率。特別地，因?yàn)榫酆衔锟梢砸噪x脫水操作很近的方式儲(chǔ)存在環(huán)境調(diào)節(jié)的外殼中，所以可以防止對(duì)聚合物的有效使用期的損害。通過將暴露于太陽和過早暴露于水對(duì)聚合物的損害最小化，可以浪費(fèi)更少的聚合物，從而進(jìn)一步降低脫水的成本。最后，將系統(tǒng)安裝在便攜式滑動(dòng)底板上使得該脫水系統(tǒng)為整裝的并且便攜的。這樣的系統(tǒng)可以被用作固體處理系統(tǒng)中的組件，并且通過組件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)一步降低鉆井操作的成本。盡管本發(fā)明針對(duì)有限數(shù)目的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是從本公開中獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以設(shè)計(jì)出不偏離本文描述的公開內(nèi)容的范圍的其它實(shí)施方案。因此，本公開的范圍僅受后附權(quán)利要求所限。權(quán)利要求1.一種脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)包括進(jìn)料器；陳化罐；多噴射器，所述的多噴射器設(shè)置在所述進(jìn)料器和所述陳化罐之間；絮凝劑溶液泵，所述的絮凝劑溶液泵與所述陳化罐流體連接；以及便攜式滑動(dòng)底板，所述便攜式滑動(dòng)底板容納所述進(jìn)料器、所述陳化罐、所述多噴射器和所述絮凝劑溶液泵；其中將所述多噴射器設(shè)置為使液體和來自所述進(jìn)料器的干態(tài)絮凝劑混合并且將所得絮凝劑溶液分散在所述陳化罐中；其中將所述陳化罐設(shè)置為接收所述絮凝劑溶液；并且其中將所述絮凝劑溶液泵設(shè)置為從所述陳化罐中移除所述絮凝劑溶液。2.權(quán)利要求1所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括凝結(jié)劑供應(yīng)罐；水增壓泵；以及凝結(jié)劑溶液泵，所述凝結(jié)劑溶液泵與所述凝結(jié)劑供應(yīng)罐和所述水增壓泵流體連接。3.權(quán)利要求1所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括被設(shè)置為連接到所述進(jìn)料器的絮凝劑供應(yīng)罐。4.權(quán)利要求1所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括可編程的邏輯控制器，用于至少調(diào)節(jié)所述絮凝劑溶液從所述陳化罐中的移除。5.權(quán)利要求1所述的脫水系統(tǒng)，其中所述絮凝劑溶液泵與分離設(shè)備流體連接。6.權(quán)利要求5所述的脫水系統(tǒng)，其中所述分離設(shè)備是離心機(jī)。7.權(quán)利要求l所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置。8.權(quán)利要求7所述的脫水系統(tǒng)，其中所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置是空氣調(diào)節(jié)器09.權(quán)利要求1所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐，用于儲(chǔ)存液態(tài)絮凝劑；定量泵，用于調(diào)節(jié)液態(tài)絮凝劑向所述陳化罐中的分散；以及液體陳化罐，用于陳化所述液態(tài)絮凝劑；其中通過所述絮凝劑溶液泵，將所述液態(tài)絮凝劑從所述液體陳化罐中移除。10.權(quán)利要求9所述的脫水系統(tǒng)，其中通過第二絮凝劑溶液泵，將所述液態(tài)絮凝劑從所述液體陳化罐中移除。11.權(quán)利要求l所述的脫水系統(tǒng)，其中所述便攜式滑動(dòng)底板還包括外殼，用于包封所述脫水系統(tǒng)。12.—種脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)包括液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐；陳化罐；定量泵；水增壓泵；絮凝劑溶液泵，所述的絮凝劑溶液泵與所述陳化罐流體連接；以及便攜式滑動(dòng)底板，所述便攜式滑動(dòng)底板容納所述液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐、所述陳化罐、所述定量泵、所述水增壓泵和所述絮凝劑溶液泵；其中所述定量泵被設(shè)置為將來自所述液態(tài)絮凝劑供應(yīng)罐的液態(tài)絮凝劑分散到管線中，所述管線連接所述定量泵、所述陳化罐和所述水增壓泵；其中所述水增壓泵向所述管線提供用于與所述液態(tài)絮凝劑混合以形成液態(tài)絮凝劑溶液的水；其中所述液態(tài)絮凝劑溶液在所述陳化罐中被陳化；并且其中將所述絮凝劑溶液泵設(shè)置為從所述陳化罐中移除所述液態(tài)絮凝劑溶液。13.權(quán)利要求12所述脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括凝結(jié)劑供應(yīng)罐；水增壓泵；以及凝結(jié)劑溶液泵，所述凝結(jié)劑溶液泵與所述凝結(jié)劑供應(yīng)罐和所述水增壓泵流體連接。14.權(quán)利要求12所述的脫水系統(tǒng)，其中所述絮凝劑溶液泵與分離設(shè)備流體連接。15.權(quán)利要求12所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置。16.權(quán)利要求12所述的脫水系統(tǒng)，所述脫水系統(tǒng)還包括可編程的邏輯控制器，用于至少調(diào)節(jié)所述液態(tài)絮凝劑溶液從所述陳化罐中的移除。17.權(quán)利要求12所述的脫水系統(tǒng)，其中所述便攜式滑動(dòng)底板還包括外殼，用于包封所述脫水系統(tǒng)。'18.—種使鉆井液脫水的方法，所述方法包括使用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)。19.一種使鉆井液脫水的方法，所述方法包括使用權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)。全文摘要本發(fā)明公開了用于使鉆井液脫水的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括進(jìn)料器、陳化罐、設(shè)置在所述進(jìn)料器和所述陳化罐之間的多噴射器、以及與所述陳化罐流體連接的絮凝劑溶液泵。此外，所述系統(tǒng)包括容納進(jìn)料器、陳化罐、多噴射器和絮凝劑溶液泵的便攜式滑動(dòng)底板。在某些實(shí)施方案中，所述多噴射器被設(shè)置為將液體與來自所述進(jìn)料器的干態(tài)絮凝劑混合，并且將所得絮凝劑溶液分散在所述陳化罐中，將所述陳化罐設(shè)置為接收所述絮凝劑溶液，并且將所述絮凝劑溶液泵設(shè)置為從所述陳化罐中移除所述絮凝劑溶液。文檔編號(hào)C02F11/14GK101522580SQ200780036192公開日2009年9月2日申請(qǐng)日期2007年7月25日優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日發(fā)明者克特林·伊萬,加里·E·福特,朱利奧·羅伯托·龍德羅斯申請(qǐng)人:M-I有限公司