Просеивающее сито
Формула / Реферат
1. Рама, предназначенная для растягивания и закрепления тканой проволочной сетки для образования просеивающего сита, которое используется для отделения твердых частиц из бурового раствора, извлекаемого из скважины при бурении на нефть или газ, содержащая прямолинейную отлитую пластмассовую раму, имеющую краевые зоны, с помощью которых она закрепляется в вибраторе и определяет множество прямолинейных окон, образованных ортогональной решеткой из пересекающихся ребер, также отлитых из пластмассового материала, по меньшей мере, некоторые из которых усилены внутри с помощью структуры, содержащей два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся, расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы внутри ребер для увеличения их жесткости, при этом краевые зоны рамы внутренне усилены металлическими элементами с коробчатым поперечным сечением, соединенными на своих четырех углах и определяющими усиление периметра, причем концы проволоки прикреплены к элементам с коробчатым поперечным сечением.
2. Рама по п.1, в которой элементы с коробчатым поперечным сечением заключены в тот же пластмассовый материал, из которого отлита ортогональная решетка из пересекающихся ребер.
3. Рама по п.1 или 2, в которой чередующиеся ребра выполнены без усиления проволокой.
4. Рама по п.3, в которой не усиленные ребра проходят только на части пути между верхней и нижней поверхностями рамы.
5. Рама по любому из пп.1-4, в которой отрезки проволоки, отогнутые для образования распорок и предназначенные для вхождения между верхней и нижней проволоками усиливающей ребро структуры, соединены с верхней и нижней проволоками с прохождением между ними и сохранением желаемого разделения двух слоев проволоки во время процесса инкапсуляции/заливки в пластмассу.
6. Рама по п.5, в которой распорки приварены к проволокам.
7. Рама по любому из пп.1-6, в которой элементы с коробчатым поперечным сечением усиления периметра имеют квадратное или прямоугольное поперечное сечение.
8. Рама по любому из пп.1-7, в которой концы двух слоев проволоки прикреплены к верхней и нижней поверхностям усиления периметра.
9. Каркас для усиления рамы из пластмассового материала, предусмотренной для натяжения и прикрепления тканой проволочной сетки для образования просеивающего сита, содержащий два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы, и прямолинейный окружающий подрамник из металлических элементов с коробчатым поперечным сечением, соединенный на своих четырех концах, к которому прикреплены концы проволок, при этом концы проволок в одном слое прикреплены к верхней поверхности элементов подрамника, а концы проволок в другом слое прикреплены к нижней стороне элементов подрамника.
10. Сито, выполненное из рамы по любому из пп.1-8 и по меньшей мере одного слоя тканой проволоки, растянутой над верхней поверхностью рамы и прикрепленной к ней, так что натяжение сохраняется в проволочном полотне в конце процесса изготовления.
Текст
008558 Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к просеивающим ситам, таким как устанавливаемые в вибраторах,которые используются для отделения твердых частиц из жидкостей и, в частности, для отделения твердых частиц из жидких буровых растворов, поднимаемых из скважины при бурении на нефть или газ. Уровень техники Исторически такие сита выполнялись из листов тканой проволочной сетки, натягиваемой и прикрепляемой к металлическим рамам с использованием полимерного клея. Обычно рамы в основном прямоугольные и определяют одно или несколько отверстий, над которыми растягивают проволочную сетку. Обычно два или несколько слоев проволочной сетки, имеющих разный размер сетки, прикрепляют к каждой металлической раме. Натяжение проволоки основы и утка одной сетки обычно больше, чем соответствующее натяжение проволоки основы и утка в другой сетке. Формы рамы. Такие конструкции обычно приводят к относительно тяжелым ситам, и поскольку они обычно устанавливаются на место вручную, то несколько лет назад фирмой заявителя была введена новая конструкция рамы. Она была выполнена в основном посредством формирования стеклопластика, в котором во время процесса формирования выполнялась проволочная рама для усиления конечной структуры и внесения достаточной жесткости не только для исключения напряжений в проволочных сетках, но также для предотвращения прогибания сеток под весом относительно плотных суспензий, составляющих буровой раствор, и накапливающихся твердых частиц на используемом сите. Эта конструкция сита идеально подходила для вибраторов, таких как вибраторы серии VSM, поставляемых фирмой Rig Technology Ltd. of Aberdeen, Scotland, UK. Пропускная способность вибрационного сита определяется, по меньшей мере, частично площадью проволочного сита, на которую при использовании подается буровой раствор. Поскольку площадь каждой прямоугольной рамы определяется частично максимальным допустимым весом конечного сита, то создавались площади фильтрации, превышающие площадь одного сита, посредством расположения двух или четырех сит с прилегающими друг к другу краями в прямоугольной жесткой корзине, имеющей краевые опоры, на которые опираются края сит. Сита удерживались на месте с помощью зажимов, и предпочтительно применялся надувной зажимной механизм для зажимания краев сит на краевых опорах жесткой корзины. Надувной зажим обеспечивал также хорошее непроницаемое для жидкости уплотнение вокруг краев сит. Были разработаны другие вибраторы, в которых размещались сита с большой поверхностью, но с менее хорошей опорой, и было предложено выполнять такие сита с использованием усиленных проволочной рамой стеклопластиковых рам, однако, после испытания прототипов было установлено, что они не имеют достаточной жесткости для работы на месторождениях. В частности, было установлено, что имеющие большую площадь сита с усиленной проволочной рамой из стеклопластика сильно провисают вокруг центра безопорного пролета. Это приводит к отделению сита от краевых опор, с которыми они должны оставаться соединенными с уплотнением все время. Это позволяет суспензии обходить сито и стекать в отстойник, предназначенный для фильтрованных жидкостей. Дополнительно к этому, провисание краевых зон сита на краевых опорах приводит к повреждению нижней стороны рамы сита. Кроме того, чрезмерное провисание вызывало значительное разбрызгивание суспензии по стенкам корзины и на пол, на котором установлен вибратор. Даже без учета потери относительно дорогих буровых растворов химические вещества, составляющие буровой раствор, нельзя сбрасывать в море. Поэтому любое такое разбрызгивание приводит к загрязнению окружающей среды и к серьезным штрафам для операторов буровых установок, если такие разбрызгивания не собирать и правильно устранять, что увеличивает стоимость обработки и извлечения раствора из скважин. Поэтому задачей данного изобретения является создание улучшенной формы относительно легкой конструкции рамы, которая является достаточно жесткой для исключения чрезмерного провисания при использовании и которая может перекрывать большие площади просеивания, чем изготавливаемые в настоящее время сита с рамами из усиленного проволокой стеклопластика. Сущность изобретения Согласно одному аспекту данного изобретения рама, на которой подлежит растягивать и закреплять тканую проволочную сетку для образования просеивающего сита, которое можно использовать для отделения твердых частиц из бурового раствора, извлекаемого из скважины при бурении на нефть или газ,содержит прямолинейную отлитую пластмассовую раму, имеющую краевые зоны, с помощью которых она закрепляется в вибраторе и определяет множество прямолинейных окон, образованных ортогональной решеткой из пересекающихся ребер, также отлитых из пластмассового материала, при этом ребра усилены внутри с помощью структуры, содержащей два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся, расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы внутри ребер для увеличения их жесткости,при этом краевые зоны внутренне усилены металлическими элементами с коробчатым поперечным сече-1 008558 нием, соединенными на своих четырех углах, а концы проволоки прикреплены к элементам с коробчатым поперечным сечением. Элементы с коробчатым поперечным сечением предпочтительно заключены в тот же пластмассовый материал, который образует отлитую решетку из пересекающихся ребер. В предпочтительном варианте выполнения чередующиеся ребра не усилены проволокой и могут проходить лишь короткий путь между верхней поверхностью и нижней стороной рамы, обычно половину пути, и называются ребрами половинной высоты. Отрезки проволоки, отогнутые для образования распорок и предназначенные для вхождения между верхней и нижней проволоками усиливающей ребро структуры, можно приваривать или соединять другим образом с верхней и нижней проволоками с прохождением между ними и сохранением желаемого разделения двух слоев проволоки во время процесса инкапсуляции/заливки в пластмассу. Распорки находятся полностью внутри пластмассового материала, образующего ребра, во время процесса инкапсуляции/заливки. Поэтому прямоугольный периметр полученного сита является, по существу, жесткой структурой,которая не провисает при вибрации при использовании в вибраторе, и достаточно прочной для сопротивления изгибанию или деформации за счет натяжения проволоки сетки, и может перекрывать большие площади, чем усиленные стеклопластиковые сита, разработанные в последнее время для вибраторов серии VSM, поставляемых фирмой Rig Technology. При использовании сито уплотняется относительно прямолинейной опоры внутри вибратора для предотвращения просачивания жидкости вокруг него. Усиление с коробчатым поперечным сечением обеспечивает достаточную прочность для исключения отделения, которое может происходить между рамой и опорой из-за провисания, и тем самым решает проблемы просачивания жидкости и повреждения уплотнения. Жесткий периметр также действует в качестве дополнительной опоры для верхней и нижней проволок внутренней структуры проволочной решетки, и это уменьшает относительное отклонение решетки из пересекающихся ребер так, что уменьшается, если не исключается, также чрезмерное разбрызгивание. Элементы с коробчатым поперечным сечением, усиливающие периметр рамы, могут иметь квадратное или прямоугольное поперечное сечение. Концы двух слоев проволоки предпочтительно прикрепляются к верхней и нижней поверхностям усиления периметра с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Изобретение относится также к каркасу для усиления рамы из пластмассового материала, на которую подлежит натяжению и прикреплению тканая проволочная сетка для образования просеивающего сита, содержащему два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся,расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы, и прямолинейный соединительный подрамник из металлических элементов с коробчатым поперечным сечением, соединенный на своих четырех концах, к которым прикреплены концы проволок. В таком каркасе концы проволок в одном слое прикреплены к верхней поверхности элементов подрамника, а концы проволок в верхнем слое прикреплены к нижней стороне элементов подрамника. Изобретение относится также к ситу, выполненному из указанной выше рамы, имеющей по меньшей мере один слой тканой проволоки, растянутой над верхней поверхностью рамы и прикрепленной к ней так, что натяжение сохраняется в проволочном полотне в конце процесса изготовления. Такое сито обычно зажимается на месте в корзине вибратора с использованием пневматического уплотнения или с помощью клиньев, вводимых между упорами, выступающими внутрь из корзины вибратора, и верхней поверхностью краевых зон сита. Изобретение также относится к указанному выше ситу, установленному в вибраторе, при этом сито зажимается на месте в корзине вибратора с использованием пневматического уплотнения или с помощью клиньев, вводимых между упорами, выступающими внутрь из корзины вибратора, и верхней поверхностью краевых зон сита. Ниже приводится в качестве примера описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи,на которых изображено на фиг. 1 - часть известного сита в разнесенной изометрической проекции; на фиг. 2 - отрезок верхнего конца одного из пересекающихся ребер решетки в известной раме с изображением усиливающей проволоки, заделанной в литой стеклопластиковый материал; на фиг. 3 - сварная проволочная усиливающая решетка, применяемая при изготовлении известного сита, в изометрической проекции; на фиг. 4 - разрез одного из ребер согласно фиг. 1 с изображением верхней и нижней проволоки; на фиг. 5 - сечение наружного периметра рамы, выполненной в соответствии с первым аспектом данного изобретения, в которой коробчатое поперечное сечение является квадратным; на фиг. 6 - один способ крепления сита большой площади в вибраторе; на фиг. 7 - металлическая усиливающая структура согласно одному варианту выполнения изобретения, в которой усиливающая периметр рама имеет прямоугольное коробчатое поперечное сечение, и-2 008558 проволока проходит между противоположными сторонами рамы, в изометрической проекции; на фиг. 8 - аналогичный вид готового сита после заключения в стеклопластиковый материал, в котором ближний боковой угол срезан для показа усиливающей проволоки и усиления периметра с коробчатым поперечным сечением; на фиг. 9 - вид, аналогичный фиг. 7, показывающий, как концы проволоки могут быть отогнуты для охвата коробчатого поперечного сечения для сваривания с ним; на фиг. 10 - один угол усиливающей структуры согласно фиг. 7 в увеличенном масштабе; на фиг. 11 - опора коробчатого поперечного сечения внутри литейной формы с помощью С-образных зажимов; на фиг. 12 - закрытие открытых концов коробчатого поперечного сечения перед литьем; на фиг. 13 - усиливающая структура согласно фиг. 9 на виде сверху; на фиг. 14 - разрез по линии А-А на фиг. 13 с изображением проволочных распорок; на фиг. 15 - деталь распорки; на фиг. 16 - разрез по линии В-В на фиг. 13; на фиг. 17 - часть рамы после заливки в стеклопластик, но перед нанесением проволочной сетки на виде сверху; на фиг. 18 - часть поперечного сечения рамы согласно фиг. 17; на фиг. 19 - левый конец рамы согласно фиг. 18 в увеличенном масштабе; на фиг. 20 - зона D рамы согласно фиг. 18 в увеличенном масштабе; на фиг. 21 - частичный разрез по линии В-В на фиг. 17; на фиг. 22 - зона F рамы согласно фиг. 21 в увеличенном масштабе. На фиг. 1 показана опорная рама, содержащая сварную решетку из усиливающей проволоки и обозначенная в целом позицией 10 (см. фиг. 3), заделанную в литую прямолинейную структуру, определяющую наружный прямолинейный фланец 12 и решетку из ортогонально пересекающихся ребер, два из которых обозначены на фиг. 1 позициями 14, 16. Слои тканой проволочной сетки, такие как 19, 21, 23,укладываются поверх рамы, натягиваются и прикрепляются к раме известным образом. Верхние края ребер 14, 16 имеют треугольное поперечное сечение, как показано на фиг. 2, на которой изображен внутренний сердечник из пластмассового материала 18, инкапсулирующий один из верхних слоев проволоки 20, и гладкая износостойкая наружная поверхность 22 пластмассового материала. Как показано на фиг. 1, две проволоки проходят через каждое ребро, а именно верхняя проволока 20 и параллельная нижняя проволока 24. Нижняя проволока 24 отогнута вверх и приварена к верхней проволоке на противоположных концах каждого прохода проволоки, а также (хотя не изображено на фиг. 3) вдоль каждой из двух длинных сторон усиливающего каркаса, как обозначено позицией 26. Было установлено, что двойная толщина проволоки, проходящей в концевые и боковые фланцы рамы, обеспечивает достаточную жесткость фланцев для сит малой площади, таких как используются в вибраторах серии VSM, поставляемых фирмой Rig Technology Ltd. На фиг. 4 показано поперечное сечение ребра 16 согласно фиг. 1. На фиг. 5 показано, как фланец 12 заменяется усиленной рамой с коробчатым поперечным сечением согласно изобретению. Металлическое коробчатое поперечное сечение 32 может быть квадратным,как показано на фигурах, но возможны также другие формы поперечного сечения, такие как прямоугольная или треугольная. Усиление с коробчатым поперечным сечением наружных элементов рамы создает жесткий негибкий периметр сита. Способ крепления сита в корзине 46 вибратора схематично показан на фиг. 6. В данном случае противоположные боковые края 48, 50 сита 52 показаны зажатыми между нижней опорной структурой, показанной пунктирной линией и обозначенной позициями 54, 56 и 58, которая образует опору для краев сита, и двумя блоками 64, 66, которые выступают вбок и внутрь из внутренних поверхностей боковых стенок 68, 70 корзины вибратора. Два клина 60, 62 установлены на место и расклинены под блоками 64,66 для закрепления на месте сита. Задняя стенка корзины обозначена позицией 72, а передняя сторона с уменьшенной высотой обозначена позицией 74. Передняя стенка обеспечивает опору для одного из длинных краев сита, в то время как опорная часть 56 обеспечивает опору для другого длинного края сита. Гребни 60, 62 обеспечивают уплотнение боковых краев сита относительно опорных частей 54, 58,однако, если структура сита не является достаточно жесткой для предотвращения изгибания и провисания, уплотнение между длинными краями сита и передней и задней опорными частями 74, 56 может быть нарушено во время использования. Это позволяет жидкости просачиваться вокруг длинных краев сита. Соединение между двумя краями обозначено позицией 76 на фиг. 6. Сито, которое включает усиливающую раму, выполненную согласно данному изобретению, показано на фиг. 10. В этой раме верхний и нижний параллельные слои ортогонально пересекающихся проволок, таких как 75, 77, проходят между четырьмя сторонами прямоугольного металлического окаймляющего элемента с коробчатым поперечным сечением, выполненного из четырех частей 78, 80, 82, 84. Концы проволок приварены к верхней и нижней поверхностям частей 78-84 элемента с коробчатым по-3 008558 перечным сечением. После заливки в подходящей литейной форме проволока и окружающий элемент заключены в пластмассовый материал, предпочтительно усиленный стекловолокном пластмассовый материал, с образованием готовой рамы, такой как показана на фиг. 11. Рама частично срезана для показа проволоки и частей 78 и 80 окружающего элемента с коробчатым поперечным сечением. На фиг. 9 и 10 показано, как можно отгибать концы проволоки для наложения на верхнюю поверхность и прохождения под нижней поверхностью коробчатого поперечного сечения. Две такие проволоки обозначены позициями 86, 88 на фиг. 10, при этом их изогнутые концы обозначены позициями 90, 92. Концы приварены к коробчатому поперечному сечению, как обозначено позицией 94. Углы элемента с коробчатым поперечным сечением соединены встык и сварены, как обозначено позицией 96 на фиг. 10 и позицией 98 на фиг. 9. Поскольку коробчатое поперечное сечение подлежит заключению в пластмассовый материал, то необходимо, чтобы оно отстояло от внутренних стенок литейной формы, и для этой цели установлены Собразные зажимы 100, в точках вокруг частей 78, 80 и т.д. с коробчатым поперечным сечением, как показано на фиг. 11 и 12. Дополнительно к этому открытые концы коробчатого поперечного сечения закрываются перед заливкой с помощью пробок 102, как показано на фиг. 12. Пробки могут быть из пластмассового материала или из металла. На фиг. 13 показана на виде сверху усиливающая структура согласно фиг. 9 в уменьшенном масштабе, а на фиг. 14 показан разрез по линии А-А на фиг. 9 с изображением двух проволочных распорок 104, 106, расположенных между верхней и нижней проволоками 108, 110 и приваренных к ним. Распорки предотвращают продольный изгиб и складывание вставок 108, 110 под давлением литья и могут быть предусмотрены вдоль всех пар проволоки параллельно вставкам 108, 110 или просто вдоль выбранных пар проволоки. На фиг. 16 показано расположение, в котором распорки расположены лишь между третьими, шестыми, девятыми и т.д. парами проволоки. На фиг. 17 показана на виде сверху часть рамы после заключения проволоки и частей с коробчатым поперечным сечением в стеклопластик посредством литья. Гребни 112, 114, 116, 118 образованы вдоль верхних поверхностей каждой из усиленных кромок с коробчатым поперечным сечением рамы, в которые заделывается проволочная сетка во время следующей стадии изготовления для превращения рамы в сито. Гребни показаны также на фиг. 18 и 19 в виде гребней 120 вдоль верхних краев ребер, таких как 122, в которые также заделывается проволочная сетка одновременно с заделыванием в гребни 112, 114 и т.д. На фиг. 19 также показано, как можно экономить материал и время при использовании не усиленных ребер половинной высоты, таких как 124, между усиленными ребрами полной высоты, такими как 122, 126. На фиг. 20 показано, как можно формировать основание средних ребер 120 с наклонными выступами 130, 132 на его противоположных поверхностях. Аналогичные выступы могут быть предусмотрены на внутренней поверхности каждого из двух концов рамы, один из которых обозначен позицией 134 на фиг. 9, при этом его выступ обозначен позицией 136. На фиг. 21 показан другой разрез готовой отлитой рамы согласно фиг. 17, но под прямым углом относительно фиг. 18, который показывает, как все отлитые ребра 138, 140 и т.д. (которые перпендикулярны ребрам, таким как 122) могут быть ребрами полной высоты и полностью усиленными. На фиг. 22 показана левая концевая часть, обозначенная позицией F, в увеличенном масштабе. Инкапсулирующий материал, окружающий части с коробчатым поперечным сечением, обозначен позициями 142 и 143 на фиг. 19 и 22. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Рама, предназначенная для растягивания и закрепления тканой проволочной сетки для образования просеивающего сита, которое используется для отделения твердых частиц из бурового раствора, извлекаемого из скважины при бурении на нефть или газ, содержащая прямолинейную отлитую пластмассовую раму, имеющую краевые зоны, с помощью которых она закрепляется в вибраторе и определяет множество прямолинейных окон, образованных ортогональной решеткой из пересекающихся ребер,также отлитых из пластмассового материала, по меньшей мере, некоторые из которых усилены внутри с помощью структуры, содержащей два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся, расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы внутри ребер для увеличения их жесткости, при этом краевые зоны рамы внутренне усилены металлическими элементами с коробчатым поперечным сечением, соединенными на своих четырех углах и определяющими усиление периметра, причем концы проволоки прикреплены к элементам с коробчатым поперечным сечением. 2. Рама по п.1, в которой элементы с коробчатым поперечным сечением заключены в тот же пласт-4 008558 массовый материал, из которого отлита ортогональная решетка из пересекающихся ребер. 3. Рама по п.1 или 2, в которой чередующиеся ребра выполнены без усиления проволокой. 4. Рама по п.3, в которой не усиленные ребра проходят только на части пути между верхней и нижней поверхностями рамы. 5. Рама по любому из пп.1-4, в которой отрезки проволоки, отогнутые для образования распорок и предназначенные для вхождения между верхней и нижней проволоками усиливающей ребро структуры,соединены с верхней и нижней проволоками с прохождением между ними и сохранением желаемого разделения двух слоев проволоки во время процесса инкапсуляции/заливки в пластмассу. 6. Рама по п.5, в которой распорки приварены к проволокам. 7. Рама по любому из пп.1-6, в которой элементы с коробчатым поперечным сечением усиления периметра имеют квадратное или прямоугольное поперечное сечение. 8. Рама по любому из пп.1-7, в которой концы двух слоев проволоки прикреплены к верхней и нижней поверхностям усиления периметра. 9. Каркас для усиления рамы из пластмассового материала, предусмотренной для натяжения и прикрепления тканой проволочной сетки для образования просеивающего сита, содержащий два расположенных на расстоянии друг от друга слоя ортогонально пересекающихся расположенных на расстоянии друг от друга проволок, проходящих параллельно длине и ширине прямолинейной формы рамы, и прямолинейный окружающий подрамник из металлических элементов с коробчатым поперечным сечением,соединенный на своих четырех концах, к которому прикреплены концы проволок, при этом концы проволок в одном слое прикреплены к верхней поверхности элементов подрамника, а концы проволок в другом слое прикреплены к нижней стороне элементов подрамника. 10. Сито, выполненное из рамы по любому из пп.1-8 и по меньшей мере одного слоя тканой проволоки, растянутой над верхней поверхностью рамы и прикрепленной к ней, так что натяжение сохраняется в проволочном полотне в конце процесса изготовления.
МПК / Метки
МПК: B01D 33/03, B07B 1/46
Метки: просеивающее, сито
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-8558-proseivayushhee-sito.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Просеивающее сито</a>
Предыдущий патент: Соединительное устройство и трансмиссионная система, содержащая соединительное устройство
Следующий патент: Насадка с вращающейся струёй
Случайный патент: Способ литья детали из пластика с присоединяемой металлической деталью, удерживаемой за счет намагничивания, устройство литья детали из пластика