專利名稱：改進的細分篩的制作方法
技術領域：
本發明涉及細分篩，這些細分篩在使用時被安裝在一個振動器上以便從液體中分 離出固體物，并且具體是在鉆探石油或天然氣時從井下帶上的液體鉆探泥漿中分離出固體 物。
背景技術：
從液體中有效地分離出固體物是一個普通性的技術問題。做到這種點的最實用且 最魯棒的方法之一仍然是使用篩子、或篩屏將固體物從從液體和固體的混合物中篩出。當鉆探石油和/或天然氣時，使用合成的鉆井液或泥漿。由于這些泥漿的制造是 相對昂貴的，一旦經過使用，典型地講它們在一個過程中回收，這個過程包括從泥漿中篩出 巖石、頁巖以及其他雜物。這涉及了使用所謂振動器，這種振動器上安裝了一個或多個細分 篩，這種細分篩由一個篩屏框架組成，該篩屏框架上展開并固定了一層或多層的編織金屬 絲網或篩屏。在使用中，振動器是這個或這些細分篩振動，以便幫助篩分過程。為了使這些細分篩能夠經受這種過程的嚴苛情況，它們必須具有一定的剛性并且 是很難磨損的。這已經導致一種細分篩的設計，該細分篩具有一種篩屏框架，該篩屏框架具 有多個加強“肋材”。篩屏框架的一種常見的設計是矩形的，它包括一個外部矩形周邊，該周 邊的每一邊通過多個肋材連接到它的對側從而共同形成了一個上表面和一個下表面。這樣 的一種設計導致了多個矩形開口。典型地，篩屏不僅被附裝到矩形周邊上并且還附裝到這 些肋材上，以此提供篩屏到框架上的更好的附著并且延長它的壽命。上表面和下表面是水 平的并且彼此平行，這些肋材在與這兩個面正交(即垂直)的面之間向下延伸。鑒于事實上細分篩是被人工操作進入位置的，此類篩屏框架已經有一段時間是由 塑料材料制成的以便減輕重量。一種常見的塑料篩屏框架設計是通過包括一種金屬絲的結 構來進行加強的，該金屬絲結構被嵌入塑料矩形周邊以及肋材安排之中。然而，盡管采取了這些措施來提供足夠的剛性，諸位發明人已經發現在振動器中 典型涉及的振動運動并沒有通過該篩屏框架成功地傳輸到所附著的篩屏上。已經觀察到了 篩屏的過度運動(被稱為“抖動”)，它能夠導致不穩定的固體運輸和過早的篩屏損壞。
發明內容
本發明涉及一種篩屏框架，該篩屏框架被適配為在一個振動器中使用以便從一種 液體/固體混合物中分離出固體物并且該篩屏框架上有待附裝編織的金屬絲網，該篩屏框 架包括一個外部周邊以及多個肋材，這些肋材在該周邊的相對區域之間延伸，這些肋材定 義了一個上水平面，該上水平面上有待附裝一個篩屏，其中至少一個肋材以偏離垂直方向 的一個角度從該上水平面向下延伸。當該框架被安裝在一個特定類型的振動器上、并且安裝為正確的朝向時，在該周 邊的至少兩邊上將它夾持。在使用中，引發該框架與上水平面成一個角度而振動，肋材的這 種成角度的性質增強了該框架的剛性并且因為該框架的成角度的性質并沒有必然地增加重量。優選地將其裝配為以一個特定的朝向安裝在該振動器上以防止它被錯誤地安裝。優選地，該框架具有由四條直邊組成的一個周邊，例如是矩形的，這些肋材在相對 區域的兩個對之間延伸，從而形成了多個矩形開口，并且這些上下表面是彼此平行的。在一個優選實施方案中，該篩屏框架具有附裝在其上的一個金屬絲網，該金屬絲 網包括一個正交金屬絲的網絡，這些正交金屬絲的間隔遠小于在該多個肋材之間的間隔。在使用中，根據本發明的框架被其中安裝了該框架的振動器強迫以一種上下的方 式(即，與該上表面正交)振動。然后，有待被分離的液體/固體混合物穿過至少一個根據 本發明的框架，通常從該矩形周邊的一側到其對側。這種垂直振動運動通常還伴有在該液 體/固體混合物的穿行方向上的側向運動。這種側向運動可以是與垂直運動同相的以便產 生該框架的一個斜向運動，從而當該框架向上移動時使該框架以與穿行的液體/固體混合 物的方向總體上相同的方向移動。可替代地，該側向運動可以與該垂直運動不同相，例如， 以便提供該框架的一種橢圓運動。因此，當框架向下移動時，該框架以與穿行的液體/固體 混合物總體上相反的方向移動。這種運動具有的作用是輸送這些固體穿越該框架的表面。該篩屏框架被安排成使得至少一個成角度的肋材與該側向運動的方向基本上橫 交，并且從垂直方向成角度地離開以便更接近地與該斜向運動的方向對齊。諸位發明人已經觀察到橫向肋材的剛性是取決于這些肋材在斜向運動方向上的 慣性。通過使至少一個橫向肋材成角度這樣使它更接近地與該斜向運動對齊提供了增加的 慣性，并且因此提供了增加的剛性，而沒有增加重量。這種框架被優選地安排使得該至少一個成角度的肋材在該周邊的區域之間延伸， 這些區域有待在該振動器上被夾持在位。如果該框架是矩形的，那么為了增加剛性，優選地 將它沿其長邊夾持。同樣有可能將矩形框架的所有四條邊都夾持住。最常見地是在使用中該框架的側方向的振動運動是與該矩形框架的被夾持的邊 平行的，這樣使得固體的流動也是平行于這些被夾持的邊。然而，還有可能在使用中使該側 方向的振動與這些被夾持的邊正交。這個周邊優選地由塑料(例如GRP塑料)制成，并且具有一定厚度，該厚度從3厘 米到8厘米垂直延伸。為了簡單起見，這些肋材優選地由與該周邊相同的材料制成，并且優 選地同樣具有基本上相同的厚度，從而為該框架提供一個明確限定的上表面，典型地還有 一個下表面。當該周邊是矩形時，它可以包括具有(例如)從40厘米到100厘米長度的長邊以 及具有(例如)從20到70厘米長度的短邊、并且將尺寸選擇為以便合適地安裝到將它進 行適配而在其中使用的特定的振動器中。已經發現具有更多成角度的肋材給出了增加的剛性。因此，該篩屏優選地包括多 個成角度的肋材，并且在一個優選實施方案中，基本上所有的橫向肋材都是成角度的肋材。理想地，這些肋材將是成角度的，這樣使得它們與斜向運動的方向相一致。因此， 優選地，該至少一個成角度的肋材以小于30°的一個角度面對斜向的運動方向，優選地以 小于20°，更優選地以小于10°并且理想地是0°。最常見的是該斜向運動將與該上表面的平面近似成45°角。因此，優選地，該至少 一個成角度的肋材從垂直方向(對于上表面和下表面是法向的)以從15°到75°成角度 地離開，優選地從25°到65°，更優選地從35°到55°并且理想地是45°。
為了進一步增加它的剛性，該篩屏框架還可以包括在該周邊的相對的被夾持的區 域之間延伸的至少一個金屬肋材。已經發現具有更多的金屬肋材給出了增加的剛性，然而是以增加的重量。因此，優選地，該框架包括一到五個金屬肋材，優選地為二到四個金屬肋材。已經 發現三個金屬肋材提供了一個最佳的剛性并且沒有過度增加重量。這些金屬肋材的末端理想地被定位于該周邊材料上或在其內以給出最佳的剛性。 然而，如果采用了另一種材料來將這些金屬肋材連接到周邊上，這些末端可以比周邊短一 小段距離。總體上，該至少一個金屬肋材將橫越它在其間延伸的這些相對區域間距離的至 少 90%。該至少一個金屬肋材同樣從上表面向該下表面延伸。優選地，該至少一個金屬肋 材延伸從上表面到下表面的距離的從50%到100%，更優選地從60%到90%。該至少一個金屬肋材典型地是直的并且具有一個恒定的矩形截面。在該上下表面 之間延伸的該矩形截面的邊的長度優選地遠遠大于該矩形截面的短邊。在截面中具有短的 邊，或者“薄”的肋材，減輕了重量而并沒有顯著地減小剛性。典型地，該至少一個金屬肋材 在厚度上小于1.0厘米。因此，本發明中使用的的一個金屬肋材的典型尺寸是50厘米χ 5厘米χ 0.5厘 米。該至少一個金屬肋材能夠以其本身的形式來使用，或者優選地，它可以被周圍的 塑料材料包覆。優選地，它被與形成了這些塑料肋材的相同的塑料材料所包覆并且這樣使 得被包覆的金屬肋材的尺寸基本上、或者精確地與這些塑料肋材的尺寸相同。優選地，該至少一個金屬肋材具有多個孔。這不僅減輕了重量而沒有顯著地影響 剛性，而且如果希望的話，還在包覆這些金屬肋材時幫助熔化的塑料通過。該至少一個金屬 肋材可以由任何適當的金屬制成，例如鋼。優選地，這些肋材由塑料制成并且這些塑料肋材中的一些或全部是用內部的金屬 絲加強的。優選地，這些金屬絲在這些肋材的內部全長延伸，而結束在該周邊處或該周邊 內。這些金屬絲的末端可以被穿過周邊材料的一個另外的金屬絲連接，從而形成被包覆在 塑料肋材和周邊材料中的一個金屬絲網結構。在另一個改進中，該金屬絲網可以具有一個第二層的金屬絲網結構，這樣使得兩 條金屬絲穿過至少一些肋材，一條金屬絲在另一條之上。如果存在的話，該第二層位于該第 一層上方并且典型地剛性連接到其上。將多段金屬絲長度彎曲以便形成隔離件并且被適配 為安裝在上下金屬絲結構之間，它們可以被焊接或以別的方式結合到該上下金屬絲上，以 便在其間延伸并且維持這兩層金屬絲的所希望的分離。這些隔離件優選地完全包含在形成 這些肋材的塑料材料之中。在一個優選實施方案中，該第一和第二金屬絲網結構各自是一個金屬絲的正交陣 列，該陣列被安排為彼此相對地水平位移，這樣使得當包覆在塑料中時，多個加強的肋材在 該周邊之間延伸并且以偏離垂直方向的一個角度從上表面向下延伸。在另一個方面中，本發明涉及一個振動器，該振動器包括至少一個根據本發明的、 被夾持在適當位置中的篩屏框架。本發明還涉及從一種液體/固體混合物中分離出固體物的一種方法，該方法包括使用至少一個根據本發明的、被夾持在一個振動器的適當位置上的篩屏框架。現在將通過舉例參照以下附圖對本發明進行說明，在附圖中
圖1是一個已知篩屏的一部分的分解透視圖。圖2是被夾持在適當位置中的一個已知篩屏的透視圖。圖3是根據本發明的一個篩屏框架的透視圖。圖4是一個示意性的部分截面視圖，它以截面示出一個已知篩屏框架的橫向肋 材。圖5是一個示意性的部分截面視圖，它示出根據本發明的一個篩屏框架的成角度 的橫向肋材。圖6是一個另外的部分截面視圖，它示出根據本發明的一個篩屏框架的成角度的 橫向肋材。詳細說明圖1示出一個已知的篩屏框架10，示出了三層編織的金屬絲網12的分解圖。框架 10包括多個塑料肋材14的一個正交陣列，這些塑料肋材利用兩層金屬絲16進行加強。這 些肋材與矩形周邊18的一部分整體地形成。圖2示出一個已知的篩屏框架20，該篩屏框架包括一個塑料周邊22以及多個塑料 肋材M的一個正交陣列。周邊22沿它的長端被夾具沈夾持。這些肋材共同形成了一個 定義明確的上水平面和下水平面(未示出)。這些肋材以一個垂直方向從上面到下面向下 延伸。在使用中，夾具沈沿箭頭觀表示的方向振動并且伴有向上和向下(即與上下表 面正交)的同相運動，這樣使得該框架以與箭頭觀的朝向成45°角振動，或者伴有一個不 同相的側方向運動從而提供了橢圓運動，該橢圓運動的長軸與箭頭觀的朝向成45°角。圖3示出根據本發明的一個篩屏框架30，該篩屏框架包括一個周邊32以及一個由 縱向肋材34和橫向肋材36組成的塑料肋材的正交陣列。這些肋材共同形成了一個上水平 面，該上水平面上附裝了一個篩屏。縱向肋材34以垂直方向向下延伸而橫向肋材36以與 垂直面成大約45°角的角度向下延伸。在使用中，多個夾具(未示出)沿箭頭38表示的方向振動，并且伴有一個向上和 向下(即與上下表面正交)的同相運動，這樣使得該框架以與箭頭38的朝向成45°角的朝 向振動，或者伴有一個不同相的側方向運動從而提供了橢圓運動，該橢圓運動的長軸與箭 頭38的朝向成45°角。因此，橫向肋材36與框架30的運動朝向對齊。圖4示出從圖2中方向I-I的一個示意性部分截面視圖。在使用中，該篩屏框架 的運動朝向由雙頭箭頭40表示。如果從上表面到下表面肋材的高度是1. 0個單位，那么在 運動方向的朝向上該肋材的長度是1/ V 2，或者說是約0.7個單位。換言之，僅有它們高度 的70%對該篩屏的剛性做出了貢獻。圖5示出與圖2所示的篩屏框架類似的一個篩屏框架的示意性部分截面視圖，但 是其中橫向肋材52與運動方向50是對齊的。因此，這些肋材長度的100%對該篩屏的剛性 做出了貢獻，從而在圖2所示的篩屏框架上給出了剛性方面的一個顯著改進而沒有增加重量。圖6示出從圖3中II-II方向的示意性部分截面視圖。與圖5中一樣，橫向肋材52與運動方向50是對齊的。然而，這些肋材比圖5中的那些長，從而在該周邊的上下區域 之間全長地延伸(未示出)。如果圖5中的肋材42的長度是1. 0，那么圖6中的肋材52的 長度是V 2，或者說是大約1.4，它們100%地對該框架的剛性做出了貢獻。因此根據本發明 的這些成角度的肋材52的剛性是如圖4中所示的現有技術中的那些肋材剛性的2倍(1. 4 與0.7相比)。
權利要求
1.一種篩屏框架，該篩屏框架被適配為在一個振動器中使用以便從一種液體/固體混 合物中分離出固體物并且在該篩屏框架上有待附裝編織的金屬絲網，該篩屏框架包括一個 外部周邊以及多個肋材，這些肋材在該周邊的相對區域之間延伸，這些肋材定義了一個上 水平面，該上水平面有待附裝一個篩屏，其中至少一個肋材以偏離垂直方向的一個角度從 該上水平面向下延伸。
2.根據權利要求1所述的篩屏框架，其中該框架具有一個矩形的周邊，這些塑料的肋 材在兩對相對區域之間延伸，因此形成了多個矩形開口。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的篩屏框架，該篩屏框架被適配為有待安裝在一 個特定類型的振動器中并且在該周邊的至少兩側上被夾持。
4.根據以上權利要求中的任何一項所述的篩屏框架，其中該至少一個成角度的肋材在 該周邊的多個區域之間延伸，這些區域有待在該振動器的適當位置上被夾持。
5.根據以上權利要求中的任何一項所述的篩屏框架，該篩屏框架包括多個成角度的肋 材，這些肋材基本上彼此平行。
6.根據權利要求5所述的篩屏框架，其中處于一個特定朝向中的所有肋材都是成角度 的肋材。
7.根據以上權利要求中的任何一項所述的篩屏框架，該篩屏框架被適配為有待以一個 特定的朝向安裝到該振動器上，這樣使得在使用中該至少一個成角度的肋材與振動的側方 向是橫交的并且與從該上水平面垂直延伸的一個理論上的肋材相比更接近地與振動的實 際朝向對齊。
8.根據權利要求7所述的篩屏框架，其中該至少一個成角度的肋材以一個小于30°的 角度面對該振動方向。
9.根據權利要求8所述的篩屏框架，其中該至少一個成角度的肋材以一個小于20°的 角度面對該振動方向。
10.根據以上權利要求中的任何一項所述的篩屏框架，其中該至少一個成角度的肋材 與垂直方向是處于15°到75°之間的角度。
11.根據權利要求10所述的篩屏框架，其中該至少一個成角度的肋材與垂直方向是處 于25°到65°之間的角度。
12.—種振動器，包括至少一個根據以上權利要求中的任何一項所述的篩屏框架。
全文摘要
本發明涉及一種篩屏框架，該篩屏框架被適配為在一個振動器中使用以便從一種液體/固體混合物中分離出固體物并且該篩屏框架上有待附裝編織的金屬絲網，該篩屏框架包括一個外部周邊以及多個肋材，這些肋材在該周邊的相對區域之間延伸，這些肋材定義了一個上水平面，一個篩屏有待附裝在這個上水平面上，其中至少一個肋材以偏離垂直方向的一個角度從這個上表面向下延伸，并且本發明涉及一種振動器，該振動器包括至少一個此類篩屏框架。
文檔編號B07B1/46GK102089087SQ200980126823
公開日2011年6月8日 申請日期2009年7月8日 優先權日2008年7月10日
發明者A·拉爾夫, C·蓋洛韋, G·羅伯遜 申請人:聯合電線有限公司