MX2011000385A - Criba mejorada. - Google Patents

Abstract

El invento se refiere a un bastidor de criba destinado a utilizarse en un separador por agitación y al que ha de unirse una tela metálica, que comprende un perímetro exterior y una pluralidad de costillas de plástico que se extienden entre regiones opuestas del perímetro, estando dispuesto el bastidor de tal modo que, cuando está montado en un separador por agitación al cual está destinado, parte de las regiones opuestas está sujeta en su sitio y parte de las regiones opuestas no está sujeta, siendo el número de costillas de plástico por unidad de longitud para la parte sujeta mayor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud para la parte no sujeta, y a un separador por agitación que comprende, por lo menos, un bastidor de criba de esta clase.

Description

CRIBA MEJORADA Campo de la Invención El invento se refiere a cribas que, en uso, están montadas en un separador por agitación para separar sólidos de líquidos y, en particular, para separar sólidos de lodos de perforación líquidos provenientes de un pozo cuando se perfora en busca de petróleo o de gas.

Antecedentes de la Invención El separar sólidos de líquidos en forma eficaz constituye un problema técnico generalizado. Uno de los métodos más prácticos y robustos de conseguir esto sigue siendo el uso de un tamiz o criba para separar los sólidos de la mezcla de líquido y sólidos.

Cuando se perfora en busca de petróleo y/o de gas, se utilizan lodos o fluidos de perforación sintéticos. Dado que estos lodos son relativamente caros de fabricar, una vez utilizados se les recupera, típicamente, mediante un proceso que incluye cribar las rocas, los esquistos y otros desechos del lodo. Esto supone el uso de un denominado separador por agitación que lleva montadas una o más cribas constituidas por un bastidor de criba con una o más capas de tela metálica o criba, estiradas sobre aquél y aseguradas al mismo. En uso, el separador por agitación hace vibrar a la o a las cribas para facilitar el proceso de cribado.

Con el fin de que tales cribas sean capaces de soportar los rigores de un proceso de esta clase, deben poseer una cierta rigidez y ser muy resistentes al desgaste. Ello ha dado como resultado un diseño de criba con un bastidor de criba que tiene una pluralidad de "costillas" de refuerzo. Un diseño común de bastidor de criba es rectangular y comprende un perímetro rectangular exterior cada uno de cuyos lados está conectado al lado opuesto mediante una pluralidad de costillas. Tal diseño da como resultado una pluralidad de aberturas rectangulares. Típicamente, la criba se une no sólo al perímetro rectangular sino, también, a las costillas para proporcionar una mejor adherencia de la criba al bastidor y prolongar su vida útil.

En uso, los lados largos del perímetro están sujetos, con frecuencia, en posición, quedando los lados cortos sin sujetar. La dirección del flujo en bruto de la mezcla líquido/sólidos es, sustancialmente, paralela a los lados sujetos .

Las aberturas rectangulares están dispuestas de tal modo que la dimensión larga de las aberturas rectangulares sea sustancialmente paralela a la dirección del flujo en bruto de la mezcla líquido/sólidos que pasa sobre la criba. Se cree que ello se debe a que los sólidos reducirán su velocidad al pasar sobre una costilla y, así, cuantas menos costillas transversales hayan de sobrepasarse, menos errático será el movimiento de los sólidos. Esto tiene el efecto de que el número de costillas de plástico por unidad de longitud que se extienden entre los lados sujetos, sea menor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud que se extienden entre los lados no sujetos.

En vista del hecho de que las cribas son colocadas en su sitio a mano, durante un tiempo dichos bastidores de criba se han fabricado de material plástico para reducir su peso. Un diseño común de bastidor de criba de plástico está reforzado por la inclusión de una estructura metálica de alambre, empotrada en el perímetro rectangular de plástico y en la disposición de costillas.

Sin embargo, a pesar de las medidas adoptadas para proporcionar una rigidez suficiente, los presentes inventores han encontrado que el movimiento de vibración típicamente inherente de los separadores por agitación, no es transmitido de manera satisfactoria por el bastidor de la criba a la criba asociada. Se ha observado un movimiento excesivo de las cribas, denominado "batido" que puede tener como consecuencia un transporte errático de los sólidos y el fallo prematuro de la criba.

Sumario de la Invención El presente invento se refiere a un bastidor de criba destinado a utilizarse en un separador por agitación y al que ha de unirse una tela metálica, que comprende un perímetro exterior y una pluralidad de costillas que se extienden entre regiones opuestas del perímetro, estando dispuesto el bastidor de tal modo que, cuando se monta en un separador por agitación al cual está destinado, parte de las regiones opuestas está sujeta en su sitio y parte de las regiones opuestas no está sujeta, siendo el número de costillas de plástico por unidad de longitud de la parte sujeta mayor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud de la parte no sujeta.

Descripción Detallada de las Modalidades Representativas de la Invención Los presentes inventores han encontrado que disponiendo una mayor densidad de costillas de plástico que se extiendan entre la parte sujeta de las que corren entre la parte no sujeta, se consigue una mayor rigidez sin incrementar necesariamente el peso del bastidor de la criba.

Preferiblemente, el bastidor tiene un perímetro que consiste en cuatro lados rectos, por ejemplo, rectangular, extendiéndose las costillas de plástico entre ambos pares de lados, formando una pluralidad de aberturas rectangulares.

En una realización preferida, el bastidor de la criba tiene una malla de alambre unida a él, que comprende una red de alambres ortogonales con una separación mucho menor que la existente entre la pluralidad de costillas de plástico.

En uso, se hace que al menos un bastidor de acuerdo con el invento vibre hacia arriba y hacia abajo mediante el separador por agitación en que está montado. La mezcla líquido/sólidos que ha de someterse a separación es hecha pasar recorriendo dicho al menos un bastidor de acuerdo con el invento, en general desde un lado del perímetro rectangular hacia el lado opuesto. Este movimiento vertical de vibración va acompañado también, usualmente, por un movimiento lateral en la dirección de paso de la mezcla líquido/sólidos. Este movimiento lateral puede estar en fase con el movimiento vertical a fin de producir un movimiento en diagonal del bastidor, movimiento que se produce en la misma dirección general en que se realiza el paso de la mezcla líquido/sólidos cuando el bastidor se mueve hacia arriba. Alternativamente, el movimiento lateral puede estar fuera de fase con respecto al movimiento vertical, por ejemplo para proporcionar un movimiento elíptico del bastidor. En consecuencia, el bastidor se desplaza en la dirección general opuesta a la del paso de la mezcla liquido/sólidos cuando el bastidor se mueve hacia abajo. El movimiento del bastidor puede realizarse, de manera conveniente, en una dirección que forme 45° con la vertical.

Si el bastidor es rectangular entonces, de preferencia, está sujeto a lo largo de sus lados largos para conseguir una rigidez incrementada.

Más comúnmente, en uso, el movimiento de vibración lateral del bastidor tiene una dirección paralela a los lados sujetos del bastidor rectangular, de manera que la circulación de los sólidos sea, también, paralela a los lados sujetos. Sin embargo, también es posible que, en uso, el movimiento de vibración lateral sea ortogonal a los lados sujetos .

El perímetro se hace, de preferencia, de plástico, por ejemplo de plástico GRP y tiene un grosor, desde la cara superior hasta la cara inferior, de desde 3 a 8 cm. Para simplificar, las costillas de plástico están hechas, preferiblemente, del mismo material que el perímetro y, también preferiblemente, tienen en esencia el mismo grosor, dotando al bastidor de una cara superior y, típicamente, también una cara inferior, bien definidas.

Cuando es rectangular, el perímetro puede comprender lados largos con una longitud de, por ejemplo, entre 40 y 100 cm y lados cortos con una longitud de, por ejemplo, entre 20 y 70 cm, y tendrá dimensiones seleccionadas con el fin ajustar apretadamente en el separador por agitación particular en el que esté destinado a utilizarse.

En una realización preferida, el bastidor está sujeto a lo largo de sus lados largos y la circulación de sólidos es - - paralela a los lados sujetos. Asi, los sólidos tendrán que ¦ pasar sobre un número de costillas transversales mayor que en la técnica anterior. Sin embargo, sorprendentemente se ha encontrado que esto no hace que el movimiento de los sólidos sea notablemente más errático.

Típicamente, la relación entre el número de costillas de plástico por unidad de longitud entre las partes sujetas y el número de costillas de plástico por unidad de longitud entre partes no sujetas es de desde 1,1:1 a 10:1, preferiblemente desde 1,5:1 a 5:1, más preferiblemente desde 2:1 a 4:1.

El número de costillas que se extienden entre los lados sujetos puede ser de desde 15 a 30 por metro y el número de costillas entre los lados no sujetos puede ser de desde 3 a 15 por metro.

Para incrementar aún más su rigidez, el bastidor de la criba puede comprender, también, al menos una costilla de metal que se extienda entre regiones opuestas, sujetas, del perímetro .

Se ha encontrado que el contar con más costillas de metal proporciona una rigidez incrementada a costa, no obstante, de un mayor peso.

Por tanto, preferiblemente, el bastidor comprende de una a cinco costillas de metal, preferiblemente de dos a cuatro costillas de metal. Se ha encontrado que tres costillas de metal proporcionan una rigidez óptima sin incrementar excesivamente el peso.

Los extremos de las costillas de metal están situados, idealmente, en o dentro del material del perímetro para otorgar una rigidez óptima. Sin embargo, los extremos podrían quedar cerca del perímetro, a pequeña distancia de éste, siempre que se emplease otro material para conectar las costillas de metal al perímetro. Generalmente, dicha al menos una costilla de metal se extenderá en, al menos, el 90% de la distancia existente entre las regiones opuestas entre las que se tiende.

Dicha al menos una costilla de metal se extiende, también, desde la cara superior hasta la cara inferior. Preferiblemente, dicha al menos una costilla de metal se extiende entre el 50% y el 100% de la distancia existente entre la cara superior y la cara inferior, más preferiblemente del 60% al 90%.

Dicha al menos una costilla de metal es, típicamente, recta, con una sección transversal rectangular constante. La longitud de los lados de la sección transversal rectangular que se extienden entre las caras superior e inferior es, de preferencia, mucho mayor que la de los lados cortos de la sección transversal rectangular. El hecho de tener lados cortos en sección transversal, o costillas "delgadas", reduce el peso sin que ello suponga una reducción significativa de la rigidez. Típicamente, dicha al menos una costilla de metal tiene un grosor de menos de 1,0 cm.

Así, unas dimensiones típicas para una costilla de metal para uso en el invento son 50 cm x 5 cm x 0,5 cm.

Dicha' al menos una costilla de metal puede utilizarse por sí sola o, preferiblemente, puede estar envuelta toda ella en material plástico. De preferencia, está revestida con el mismo material plástico que forma las costillas de plástico y de manera que las dimensiones de la costilla metálica revestida sean, sustancial o exactamente, la mismas que las de las costillas de plástico.

Preferiblemente, dicha al menos una costilla de metal tiene una pluralidad de agujeros. Esto, no sólo reduce el peso sin afectar significativamente a la rigidez sino que, también, facilita el paso del plástico fundido cuando se revisten las costillas de metal, si asi se desea. Dicha al menos una costilla de metal puede estar hecha de cualquier metal adecuado, por ejemplo, acero.

En una realización preferida, algunas o todas las costillas de plástico están reforzadas con alambres internos. Preferiblemente, los alambres se extienden por todo el interior de las costillas, terminando en o cerca del perímetro. Los extremos de los alambres pueden conectarse mediante otro alambre que corra a través del material del perímetro, formándose así una estructura de malla de alambre envuelta en las costillas de plástico y en el material del perímetro .

Según otro refinamiento, la malla de alambre puede tener una segunda capa de estructura de malla de alambre de manera que dos alambres corran a través de, por lo menos, algunas de las costillas de plástico, uno por encima de otro. La segunda capa, de estar presente, está por encima de la primera capa y, típicamente, está rígidamente conectada a ella. Tramos de alambre doblados para formar separadores y destinados a montarse entre las estructuras de alambre superior e inferior, pueden soldarse o unirse de otro modo a los alambres superiores e inferiores con el fin de extenderse entre ellos y mantener la separación deseada de las dos capas de alambres. Preferiblemente, los separadores están contenidos en su totalidad dentro del material plástico que - - forma las costillas.

En una realización preferida, dicha al menos una costilla de metal adopta el lugar de uno o más alambres de refuerzo y se conecta con la estructura de malla de alambre y, preferiblemente, también con la segunda capa de estructura de malla de alambre, si está presente.

En otro aspecto, el invento se refiere a un separador por agitación que comprende, al menos, un bastidor de criba de acuerdo con el invento, sujeto en posición.

El invento se refiere, también, a un proceso de separación de sólidos a partir de una mezcla liquido/sólidos, que comprende emplear al menos un bastidor de criba de acuerdo con el invento, sujeto en posición en un separador por agitación.

El invento se describirá ahora, a modo de ejemplo, con referencia a las siguientes figuras, de las que: la figura 1 es una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de parte de una criba conocida; la figura 2 es una vista en perspectiva de una criba conocido, sujeta en posición; la figura 3 es una vista en perspectiva de un bastidor de criba de acuerdo con el invento; la figura 4 es una vista en perspectiva de una estructura de bastidor de alambre que comprende costillas de metal para uso de acuerdo con el invento.

La figura 1 ilustra un bastidor de criba 10 conocido y muestra una vista, en despiece ordenado, de tres capas de tela metálica 12. El bastidor 10 comprende una agrupación ortogonal de costillas de plástico 14 reforzadas con dos capas de alambres 16. Las costillas están formadas de una - - pieza con parte de un perímetro rectangular 18.

La figura 2 muestra un bastidor de criba 20 conocido, que comprende un perímetro rectangular de plástico 22 y una agrupación ortogonal de costillas de plástico 24. El perímetro 22 está sujeto por sus extremos largos mediante órganos de fijación 26. Puede verse que el número, de costillas de plástico por unidad de longitud que se extienden entre los lados sujetos es menor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud que se extienden entre los lados no sujetos.

La figura 3 muestra un bastidor de criba 30 de acuerdo con el invento. Como en la figura 2, el bastidor de la criba comprende un perímetro rectangular de plástico 32 con cuatro lados 34, 35, 36, .37 y una agrupación ortogonal de costillas de plástico 38. El perímetro 32 está sujeto por sus lados largos mediante órganos de fijación 39. Sin embargo, en contraste con la criba ilustrada en la figura 2, puede verse que el número de costillas de plástico por unidad de longitud que se extienden entre los lados sujetos 35, 37 es mayor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud. que se extienden entre los lados no sujetos 34, 36.

La figura 4 muestra una estructura de alambre 40 que puede estar envuelta en material plástico para formar un bastidor de criba de acuerdo con el invento. La estructura 40 comprende una pluralidad de alambres de acero 42 unidos juntos y dispuestos para formar una agrupación superior 44 y una agrupación inferior 46. Separadores 48 están soldados a los alambres en ambas agrupaciones, superior e inferior, para mantener la distancia de separación deseada. Tres costillas de metal 50 están posicionadas entre las agrupaciones - - superior e inferior y están soldadas a ellas. Agujeros 52 están previstos en las costillas de metal 50 para reducir el peso y permitir el paso del plástico durante el revestimiento con el plástico.

En uso, con referencia a la figura 3, los órganos de sujeción 39 vibran en la dirección indicada por la flecha 33 y con un movimiento en fase, hacia arriba y hacia abajo de modo que el bastidor vibre en una dirección paralela a los lados sujetos y que forma 45° con la dirección de la flecha 33. Alternativamente, el movimiento lateral puede estar fuera de fase con el movimiento vertical, produciendo un movimiento elíptico, formando el eje largo de la elipse un ángulo de 45° con la dirección de la flecha 33.

La mezcla liquido/sólidos (no mostrada) pasa también recorriendo la cara superior del bastidor en dirección paralela a los lados sujetos y en la dirección de la flecha 33.

Claims (1)

1. REIVINDICACIO ES Un bastidor de criba destinado a utilizarse en un separador por agitación para separar sólidos de una mezcla liquido/sólidos y al cual ha de unirse una tela metálica, que comprende un perímetro exterior y una pluralidad de costillas de plástico que se extienden entre regiones opuestas del perímetro, estando dispuesto el bastidor de tal modo que, cuando se monta en un separador por agitación en el que está destinado a montarse, parte de las regiones opuestas está sujeta en posición y parte de las regiones opuestas no está sujeta, siendo el número de costillas de plástico por unidad de longitud para la parte sujeta, mayor que el número de costillas de plástico por unidad de longitud para la parte no sujeta. Un bastidor de criba de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo bastidor tiene un perímetro rectangular, extendiéndose las costillas de plástico entre ambos pares de regiones opuestas, formando así una pluralidad de aberturas rectangulares. Un bastidor de criba de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la relación entre el número de costillas de plástico por unidad de longitud entre la parte sujeta y el número de costillas de plástico por unidad de longitud entre la parte no sujeta es de desde 1,1:1 a 10:1. Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la criba comprende, además, por lo menos una costilla de metal que se extiende entre regiones opuestas, sujetas, del perímetro. Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende de una a cinco costillas de metal. Un bastidor de criba de acuerdo con la reivindicación 5, que tiene de dos a cuatro costillas de metal. Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha al menos una costilla de metal se extiende en, al menos, el 90% de la distancia existente entre las regiones opuestas entre las que se tiende. Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha al menos una costilla de metal se extiende entre el 50% y el 100% de la distancia existente entre la cara superior y la cara inferior. Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha al menos una costilla de metal está envuelta en material plástico . Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha al { menos una costilla de metal tiene una pluralidad de orificios . Un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha al menos una costilla de metal es parte de una estructura de malla de alambre que está envuelta en material plástico . Un separador por agitación que comprende por lo menos un bastidor de criba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.