脱水系统技术方案

本发明专利技术公开了用于使钻井液脱水的系统和方法，所述系统包括进料器、陈化罐、设置在所述进料器和所述陈化罐之间的多喷射器、以及与所述陈化罐流体连接的絮凝剂溶液泵。此外，所述系统包括容纳进料器、陈化罐、多喷射器和絮凝剂溶液泵的便携式滑动底板。在某些实施方案中，所述多喷射器被设置为将液体与来自所述进料器的干态絮凝剂混合，并且将所得絮凝剂溶液分散在所述陈化罐中，将所述陈化罐设置为接收所述絮凝剂溶液，并且将所述絮凝剂溶液泵设置为从所述陈化罐中移除所述絮凝剂溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及在钻井液废料处理和钻井液体积縮减中使用的脱 水系统。更具体而言，本公开涉及结合干态和/或液态絮凝剂来源的脱水系统。再具体而言，本公开涉及自动且整装的(self-contained)干态禾tl/或液态 脱水系统。
技术介绍
通常，废料处理脱水系统将固体和细颗粒从钻井液的液相中分离，从 而留下澄清的水溶液。在钻井操作中，脱水可以净化废液，例如与来自转 盘、泥浆罐、泥浆泵、发电机、以及来自围绕钻机的任何其它出料点的水 混合的钻井液。典型地，脱水废料处理系统通过凝结、絮凝和/或机械分离 对钻井液进行清洁。凝结发生在固体上的静电荷减少、从而破坏固体的稳定并允许其通过 范德华力被吸引到其它固体上时。絮凝是单个固体颗粒结合成多个颗粒的 聚集体。絮凝是物理的，而不是与电有关的，并且发生在絮凝聚合物链的 一个链节同时吸附到多于一个颗粒上的情况下。机械分离包括从溶液中移 除固体颗粒的机械设备(例如，水力旋流器和离心分离机)。典型地，用于在钻井液的脱水中从溶液中移除固体的方法包括使用钙 基或氯基离子污染复制天然泥浆絮凝机理。将石灰和各种氯源(例如 A1C13)用于絮凝。如上所述，然后可以通过重力过滤和/或机械设备将固 体聚集体分离出来。然而，由于引入非分散性的、抑制性水基钻井液(例 如部分水解的聚丙烯酰胺和KC1)，已将泥浆系统内的粘土颗粒调节为抗 离子污染(即，抗絮凝和/或抗聚集的)。因此，水基钻井液的脱水需要多 电荷、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态形式制备的，并且在处理泥 浆体系之前由脱水系统操作者混合到溶液中。此外，由于将干态聚合物加5入到液体中，因此需要陈化过程以使干态聚合物活化。此外，这些聚合物 趋向于是吸湿性的，并且因而具有有限的储存期限。因此，当被存放在室 外储存设备中，如在当前商业钻井操作中典型地发生的被存放在室外储存 设备中时，吸湿性聚合物吸收水，从而减少其有效寿命。此外，聚合物在 当前商业系统中典型地暴露于宽的温度变化，从而进一步导致有效寿命降 低。由于对聚合物溶液陈化的需要、分批混合、和当前商业系统中的有限 寿命，因此干态絮凝剂脱水系统的管理是昂贵并且资源依赖性的。响应水基钻井液的应用的增长，很多公司现在制备提供活性和有效寿 命增加的逆乳液液态絮凝剂和凝结剂。然而，由于它们的纳米乳液配方， 这些产品需要用于破乳和活化的高能量。此外，当暴露于潮湿和宽的温度 变化时，液态絮凝剂和凝结剂仍经历寿命降低。因此，液态絮凝剂和凝结 剂在当前商业系统中不会一直有效地起作用。因此，存在对于整装的、环境调节的(climatized)并且自动的脱水系统的需要。
技术实现思路
根据一方面，本文公开的实施方案涉及包括以下部分的系统进料器、 陈化罐、设置在进料器和陈化罐之间的多喷射器(polyductor)、以及与陈化 罐流体连接的的絮凝剂溶液泵。此外，该系统包括便携式滑动底板(skid) 以容纳迸料器、陈化罐、多喷射器、以及絮凝剂溶液泵。在某些实施方案 中，多喷射器被设置为将液体与来自进料器的干态絮凝剂混合并将所得到 的絮凝剂溶液分散在陈化罐中，陈化罐被设置为接收絮凝剂溶液，并且絮 凝剂溶液泵被设置为从陈化罐中移除絮凝剂溶液。另一方面，本文公开的实施方案涉及包括以下部分的系统液态絮凝剂供应罐、陈化罐、定量泵、水增压泵以及与陈化罐流体连接的絮凝剂溶 液泵。此外，该系统包括容纳液态絮凝剂供应罐、陈化罐、定量泵、水增 压泵以及絮凝剂溶液泵的便携式滑动底板。在某些实施方案中，定量泵被 设置为将来自液态絮凝剂供应罐的液态絮凝剂分散到与定量泵、陈化罐和 水增压泵连接的管道中，水增压泵向管线提供用于与液态絮凝剂混合以形 成液态絮凝剂溶液的水，液态絮凝剂溶液在陈化罐中陈化，并且絮凝剂溶液泵被设置为将液态絮凝剂溶液从陈化罐中移除。另一方面，本文公开的实施方案涉及使钻井液脱水的方法，该方法包 括使用具有以下部分的系统进料器、陈化罐、设置在进料器和陈化罐之 间的多喷射器以及与陈化罐流体连接的絮凝剂溶液泵。此外，该系统包括 容纳进料器、陈化罐、多喷射器以及絮凝剂溶液泵的便携式滑动底板。在 某些实施方案中，将多喷射器设置为将液体与来自进料器的干态絮凝剂混合，并将所得到的絮凝剂溶液分散在陈化罐中，将陈化罐设置为接收絮凝 剂溶液，并且将絮凝剂溶液泵设置为从陈化罐中移除絮凝剂溶液。另一方面，本文公开的实施方案涉及使钻井液脱水的方法，该方法包括使用具有以下部分的系统液态絮凝剂供应罐、陈化罐、定量泵、水增 压泵以及与陈化罐流体连接的絮凝剂溶液泵。此外，该系统包括容纳液态 絮凝剂供应罐、陈化罐、定量泵、水增压泵以及絮凝剂溶液泵的便携式滑 动底板。在某些实施方案中，定量泵被设置为将来自液态絮凝剂供应罐的 液态絮凝剂分散到与定量泵、陈化罐和水增压泵连接的管线中，水增压泵 向管线提供用于与液态絮凝剂混合以形成液态絮凝剂溶液的水，液态絮凝 剂溶液在陈化罐中陈化，并且絮凝剂溶液泵被设置为将液态絮凝剂溶液从 陈化罐中移除。从以下描述和后附权利要求中，本公开的其它方面将变得明显。 附图说明图1是根据本公开的一个实施方案的干态絮凝剂脱水系统的示意性图。图2是根据本公开的一个实施方案的干态絮凝剂脱水系统的工艺流程图。图3是根据本公开的一个实施方案的干态絮凝剂和凝结剂脱水系统的 示意图。图4是根据本公开的一个实施方案的液态絮凝剂脱水系统的示意图。 图5是根据本公开的一个实施方案的干态絮凝剂和液态絮凝剂脱水系 统的示意图。图6是根据本公开的一个实施方案的滑动底板化(skidbased)的脱水模块的顶视图布置。 具体实施例方式本文公开的实施方案主要涉及用于将水基钻井液脱水，从而从液相中 分离固体和其它细颗粒，留下澄清水性产物的系统和方法。更具体而言，本文公开的实施方案涉及一种整装的、模块化(modular-based)的脱水系统， 所述脱水系统可以在钻井现场更有效率地使水基钻井液脱水。典型地，当使用过的钻井液从井下返回时，其中可能悬浮钻屑和其它 细颗粒物质。首先，使用过的钻井液可以经历许多分离技术(例如，离心、 筛选、泥浆清洁器和振荡)以从液体中移除大的钻屑。尽管上述方法可以 移除大的钻屑，但是其它固体和细颗粒物质可能保持悬浮在钻井液中。为 了进一步移除颗粒物质，如上所述，可以使用凝结和/或絮凝。首先参照图1，显示了根据本公开的一个实施方案的模块脱水系统 100。在此实施方案中，进料器101与多喷射器102连接。进料器101可以包括任何能够容纳并分散干态絮凝粉末的装置(例如，具有筛网和转盘 的料斗)。多喷射器102可以包括特别为干态聚合物设计的高效率喷射器。 通常，多喷射器102可以产生高真空气流以传输来自进料器101的转盘的 干态聚合物絮凝剂。在此类系统中，多喷射器102可以与进料器101连接， 并且可以接收来自进料器101的干态絮凝剂聚合物。多喷射器102还可以 与水供应管线流体连接。在一个实施方案中，多喷射器102可以使用在高效喷嘴中被加速的水 将干态絮凝剂稀释。通过在其流出喷嘴的时候带走空气，高速水流可以产 生真空。在多喷射器102中，聚合物颗粒和水流之间的高速碰撞可以使得 聚合物颗粒分散。因此，如上所述，使用多喷射器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱水系统，所述脱水系统包括：　进料器；　陈化罐；　多喷射器，所述的多喷射器设置在所述进料器和所述陈化罐之间；　絮凝剂溶液泵，所述的絮凝剂溶液泵与所述陈化罐流体连接；以及　便携式滑动底板，所述便携式滑动底板容 纳所述进料器、所述陈化罐、所述多喷射器和所述絮凝剂溶液泵；　其中将所述多喷射器设置为使液体和来自所述进料器的干态絮凝剂混合并且将所得絮凝剂溶液分散在所述陈化罐中；　其中将所述陈化罐设置为接收所述絮凝剂溶液；并且　其中将所述 絮凝剂溶液泵设置为从所述陈化罐中移除所述絮凝剂溶液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-2 11/461,9691. 一种脱水系统，所述脱水系统包括进料器；陈化罐；多喷射器，所述的多喷射器设置在所述进料器和所述陈化罐之间；絮凝剂溶液泵，所述的絮凝剂溶液泵与所述陈化罐流体连接；以及便携式滑动底板，所述便携式滑动底板容纳所述进料器、所述陈化罐、所述多喷射器和所述絮凝剂溶液泵；其中将所述多喷射器设置为使液体和来自所述进料器的干态絮凝剂混合并且将所得絮凝剂溶液分散在所述陈化罐中；其中将所述陈化罐设置为接收所述絮凝剂溶液；并且其中将所述絮凝剂溶液泵设置为从所述陈化罐中移除所述絮凝剂溶液。2. 权利要求1所述的脱水系统，所述脱水系统还包括 凝结剂供应罐；水增压泵；以及凝结剂溶液泵，所述凝结剂溶液泵与所述凝结剂供应罐和所述水增压 泵流体连接。3. 权利要求1所述的脱水系统，所述脱水系统还包括被设置为连接 到所述进料器的絮凝剂供应罐。4. 权利要求1所述的脱水系统，所述脱水系统还包括可编程的逻辑 控制器，用于至少调节所述絮凝剂溶液从所述陈化罐中的移除。5. 权利要求1所述的脱水系统，其中所述絮凝剂溶液泵与分离设备 流体连接。6. 权利要求5所述的脱水系统，其中所述分离设备是离心机。7. 权利要求l所述的脱水系统，所述脱水系统还包括环境调节装置。8. 权利要求7所述的脱水系统，其中所述环境调节装置是空气调节器09. 权利要求1所述的脱水系统，所述脱水系统还包括液态絮凝剂供应罐，用于储存液态絮凝剂；定量泵，用于调节液态絮凝剂向所述陈化罐中的分散；以及 液体陈化罐，用于陈化所述液态絮凝剂；其中通过所述絮凝剂溶液泵，将所述液态絮凝剂从所述液体陈化罐中 移除。10. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里E福特，朱利奥罗伯托龙德罗斯，克特林伊万，
申请(专利权)人：MI有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]