MX2014000420A - Unidad novedosa de floculacion por inyeccion y desagüe por compresion para control de solidos y administracion de fluidos de perforacion y metodos relacionados con los mismos. - Google Patents

Abstract

Un método puede incluir el proporcionar un fluido devuelto que comprende un fluido, y un contaminante sólido; introducir el fluido devuelto en un clasificador de sólidos- líquidos, separando así el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculación, formando así un fluido floculado; y desaguar el fluido floculado utilizando un bastidor de desagüe.

Description

UNIDAD NOVEDOSA DE FLOCULACION POR INYECCIÓN Y DESAGÜE POR COMPRESIÓN PARA CONTROL DE SÓLIDOS Y ADMI ISTRACIÓN DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN Y MÉTODOS RELACIONADOS CON LOS MISMOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de floculación y desagüe para separar mezclas de sólidos - líquidos . Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculación y desagüe para reciclar y reacondicionar fluidos de tratamiento subterráneos y métodos de uso de los mismos .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las operaciones subterráneas, tales como la perforación, exploración de minerales y extracción de muestras geológicas a menudo requieren fluidos que se introducen en el entorno subterráneo para la terminación de las tareas deseadas. Por ejemplo, los fluidos de perforación, también conocidos comúnmente como lodos de perforación, se utilizan en la mayoría de las operaciones de perforación modernas. En una operación de perforación, un fluido de perforación proporciona ciertas funciones importantes, que incluyen impedir que los fluidos de la formación ingresen al pozo, realizar cortes de perforación, suspender los cortes de perforación mientras la perforación se encuentra en pausa, y mantener la broca fresca y limpia. En general, los fluidos de perforación que proporcionan estabilidad a un pozo durante una operación de perforación. Algunos fluidos se denominan "fluidos de perforación de yacimiento" . Los fluidos de perforación de yacimiento son fluidos de perforación especializados y diseñados para la perforación a través de la sección de yacimiento de un pozo. Las razones para utilizar un lodo diseñado especialmente son: (1) perforar exitosamente la zona de yacimiento, a menudo un agujero de drenaje horizontal y largo; (2) minimizar el daño y maximizar la producción de las zonas expuestas, y (3) facilitar la terminación del pozo necesaria, que puede incluir procedimientos complicados . Los fluidos de perforación de yacimiento son a menudo salmueras que comprenden únicamente sólidos de rangos apropiados de tamaño de partícula, tales como cristales de sal o carbonato de calcio y polímeros . En términos generales, únicamente los aditivos esenciales para el control de filtración y cortes que llevan se encuentran presentes en un fluido de perforación de yacimiento. El término fluidos de perforación, como se utiliza en la presente, incluye fluidos de perforación de yacimiento.

Existen muchos tipos diferentes de fluidos de perforación a base de agua, que incluyen, fluidos a base de aceites, a base de polímeros, a base de arcillas, y a base de sintéticos. Si bien la composición puede variar, un fluido de perforación se compone generalmente por un fluido (líquido o gas) y puede comprender además diversos aditivos que incluyen, pero sin limitarse a, polímeros, sales, arcillas, y agentes de viscosidad. La composición exacta de un fluido de perforación puede diseñarse para satisfacer las necesidades específicas de una operación de perforación con base en factores tales como la formación de rocas, el tipo de petróleo que se está recuperando, las cuestiones ambientales, y lo similar. Un fluido de perforación generalmente es homogéneo y se mezcla antes de la distribución en un entorno subterráneo. Sin embargo, una vez que se introduce un fluido de perforación en un pozo, su composición puede cambiar drásticamente. Por ejemplo, los cortes de perforación tales como rocas, arena, esquisto, arena, y otros contaminantes pueden suspenderse y mezclarse en el fluido de perforación durante una operación de perforación. Inevitablemente, estos sólidos se desplazan ascendentemente como parte de los fluidos devueltos a medida que el fluido de perforación es devuelto a la superficie.

Si bien los fluidos de perforación proporcionan numerosas ventajas, existen varios inconvenientes. Por ejemplo, los fluidos de perforación pueden ser muy caros y, aunque el costo exacto depende de la operación, puede implicar una parte significativa del costo total de la perforación de un pozo. Además, los efectos a largo plazo que tienen los fluidos de perforación sobre el medio ambiente pueden ser poco claros. Estas consideraciones importantes han estimulado los esfuerzos para reacondicionar los fluidos de perforación devueltos de manera que los fluidos de perforación pueden reciclarse y reintroducirse en un pozo.

En las operaciones de perforación convencionales, los fluidos de perforación se recirculan después de extraer el corte de perforación y otros contaminantes sólidos del fluido. Este proceso de reciclaje y reacondicionamiento generalmente implica la recuperación del fluido de perforación devuelto en la superficie, extraer los cortes de perforación y sólidos de perforación indeseables, y redistribuir el fluido de perforación reacondicionado al pozo reacondicionado. La extracción o separación de los sólidos de los fluidos de perforación se realiza típicamente utilizando una pantalla de exclusión por tamaño. Los sólidos más pequeños pueden extraerse adicionalmente, al menos de manera parcial, por equipos de procesamiento adicionales, tales como un hidrociclón o centrifugadoras . Un hidrociclón o una centrifugadora separan las suspensiones por densidad y generan dos tipos de fluidos, un desbordamiento y un subdesbordamiento . La composición del desbordamiento es la misma o muy similar a un nuevo fluido de perforación y puede reintroducirse en el pozo sin tratamientos adicionales . Por otra parte, el subdesbordamiento es un fluido concentrado que comprende la mayor parte de los sólidos no deseados presentes en el fluido devuelto.

Sin embargo, existen limitaciones en las técnicas de separación actuales. Por ejemplo, en un proceso típico de reciclaje y reacondicionamiento, sólo aproximadamente el 50-80% del fluido devuelto puede separarse para el desbordamiento. Esto significa que queda un volumen considerable de subdesbordamiento. Debido a que este subdesbordamiento típicamente requiere tratamiento adicional antes de que pueda desecharse o reutilizarse, existen consideraciones significativas de costo y tiempo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de floculación y desagüe para separar mezclas de sólidos- líquidos . Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculación y desagüe para reciclar y reacondicionar fluidos de tratamiento de pozo y métodos de uso de los mismos.

En una modalidad, un método comprende: proporcionar un fluido devuelto que comprende: un fluido, y un contaminante sólido; introducir el fluido devuelto en un . clasificador de sólidos-líquidos, separando así el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculación, formando así un fluido floculado, y desaguar el fluido floculado utilizando un bastidor de desagüe.

En una modalidad, un método comprende: proporcionar un fluido devuelto, que comprende: un fluido de perforación en el que el fluido de perforación se ha distribuido en un entorno subterráneo; hacer fluir el fluido devuelto a través de un hidrociclón, separando así el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculación, formando así un fluido floculado; desaguar el subdesbordamiento en un bastidor de desagüe; e introducir el desbordamiento en una unidad de mezclado que comprende: un depósito.

En una modalidad, un método que comprende: proporcionar un fluido devuelto, que comprende: un fluido de perforación en el que el fluido de perforación se ha distribuido en un entorno subterráneo; hacer fluir el fluido devuelto a través de un hidrociclón, separando así el fluido devuelto en un desbordamiento que comprende el fluido de perforación reutilizable y un subdesbordamiento que comprende los contaminantes sólidos; introducir el subdesbordamiento en una cámara de floculación que comprende: un canal que comprende un puerto de inyección para introducir un floculante, formando así un fluido floculado; e introducir el fluido floculado en un bastidor de desagüe que comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración situada en al menos una cesta de recolección, y una prensa de filtro; y desaguar el subdesbordamiento al presionar la bolsa de recolección de filtración con la prensa de filtro.

Las características y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para aquellos expertos en la materia tras una lectura de la descripción de las modalidades preferidas que se exponen a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las siguientes figuras se incluyen para ilustrar determinados aspectos de la presente invención, y no deben interpretarse como modalidades exclusivas. La materia objeto divulgada es capaz de modificación, alteración, y equivalentes significativos en forma y función, como se les ocurra a aquellos expertos en la materia y que tengan el beneficio de esta descripción.

La Figura 1A-1B son diagramas esquemáticos de un sistema de floculación y desagüe. La Figura 1A es una modalidad de un sistema de floculacion y desagüe en el modo de reacondicionamiento. La Figura IB es una modalidad de un sistema de floculacion y desagüe en el modo de mezclado.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de acercamiento de una modalidad de una cámara de floculacion y un bastidor de desagüe.

La Figura 3A-3C son diagramas esquemáticos de las diferentes posiciones de un sistema de palanca con múltiples posiciones de una prensa de filtro.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de floculacion y desagüe para separar mezclas de sólidos-líquidos. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de floculacion y desagüe para reciclar y reacondicionar fluidos y métodos de uso de los mimos .

La presente invención proporciona sistemas y métodos para reciclar y reacondicionar fluidos devueltos. Como se utiliza en la presente, "fluido devuelto" se refiere en términos generales a un fluido de tratamiento que se ha introducido en un entorno subterráneo y que se ha distribuido nuevamente hacia la superficie. Los ejemplos adecuados de fluidos devueltos para su uso junto con la presente invención incluyen, pero sin limitarse a, fluidos de perforación, fluidos de terminación, y combinaciones de los mismos. Los fluidos adecuados para su uso junto con la presente invención pueden ser a base de agua, a base de aceites, a base de polímeros, a base de arcillas {por ejemplo, ¦ bentonita) , a base de sintéticos, y lo similar.

En particular, un ejemplo de un fluido devuelto puede ser un fluido de perforación que se ha utilizado en una operación de perforación y que incluye diversos contaminantes sólidos tales como cortes de perforación, rocas, arena, pizarra, arenisca, residuos variados, y otros contaminantes sólidos. Como se observa en la Figura 1, los sistemas de floculación y desagüe 100 de la presente invención proporciona elementos, tales como, clasificador de sólidos-líquidos 102, cámara de floculación 104, bastidor de desagüe 110, etc., que pueden utilizarse individualmente o en serie para reacondicionar los fluidos devueltos, formando así un fluido reacondicionado que puede reciclarse al ser reutilizado. El sistema de floculación y desagüe 100 de la presente invención también puede utilizarse para mezclar diversos fluidos y materias prima a fin de proporcionar los fluidos de tratamiento que pueden introducirse en un entorno subterráneo. Los elementos pueden ser de naturaleza modular y/o pueden reconfigurarse según se desee. Los fluidos reacondicionados pueden reutilizarse al ser reintroducidos en un entorno subterráneo, minimizando así los desechos químicos generados .

Se considera que la presente invención proporciona una separación superior de las mezclas de sólidos- líquidos en comparación con los sistemas y técnicas típicas de separación. Específicamente, se considera que la presente invención proporcionaría una mayor proporción de desbordamiento a subdesbordamiento en comparación con los sistemas y métodos típicos de separación. Como se utiliza en la presente, "desbordamiento" se refiere a una porción separada de un fluido devuelto que puede reutilizarse y reciclarse. Como se utiliza en la presente, "subdesbordamiento" se refiere a una porción separada de un fluido devuelto que requiere reacondicionamiento para recuperar las porciones reutilizables y reciclables de un fluido de tratamiento. Típicamente, el desbordamiento puede reutilizarse sin reacondicionamiento adicional. Generalmente, el subdesbordamiento comprende contaminantes sólidos como aquéllos acumulados, mientras que un fluido devuelto se distribuye en un entorno subterráneo. En una operación de perforación, los contaminantes sólidos pueden ser cortes de perforación, rocas, arena, pizarra, arenisca, residuos variados y otros contaminantes sólidos que pueden llegar a suspenderse y mezclarse en el fluido de perforación durante una operación de perforación. En algunas modalidades, el desbordamiento comprende los fluidos de tratamiento reutilizables que pueden introducirse en la unidad de mezclado 126. Además, la presente invención es capaz de reacondicionar el subdesbordamiento de manera que una gran parte sea reutilizable en una operación subterránea y, consecuentemente, reciclable. Los contaminantes sólidos que se separan son típicamente no reutilizables. También se considera que la presente invención proporciona una mayor eficiencia en el reacondicionamiento del subdesbordamiento en comparación con los sistemas y técnicas típicas de separación. Esta mayor eficiencia se encuentra en parte relacionada con las características superiores de mezclado y floculantes de la cámara de floculación 104, en particular, el canal de floculación 106. Se considera que la geometría (por ejemplo, la pendiente del canal) del canal de floculación 106 mejora inesperadamente el mezclado y la floculación del subdesbordamiento. Esta capacidad para reacondicionar los fluidos devueltos para su reutilización subsecuente en operaciones subterráneas le permiten al operador ahorrar costos significativos.

Otra ventaja de la presente invención es que los elementos del sistema de floculación y desagüe 100 se han configurado (por ejemplo, geométricamente, volumétricamente, etc.) y optimizado para facilitar el manejo de grandes cantidades de fluidos devueltos. Aún otra ventaja es que algunos o todos los elementos de la presente invención se han diseñado para ser portátiles. La presente invención también proporciona un sistema único que es capaz de funcionar en dos modos separados: el modo de reacondicionamiento (Figura 1A) y el modo de mezclado (Figura IB) . Esta doble funcionalidad proporciona mayor comodidad y ahorra costes significativos. Esto puede ser particularmente importante si la operación particular de floculación y desagüe se encuentra en una ubicación remota o de difícil acceso.

A fin de facilitar una mejor comprensión de la presente invención, se proporcionan los siguientes ejemplos de modalidades preferidas. De ninguna manera los siguientes ejemplos deben ser leídos para limitar, o definir, el alcance de la invención.

La Figura 1A muestra un diagrama esquemático que representa una modalidad de la presente invención. Haciendo referencia a la Figura 1A, el sistema de floculación y desagüe 100 de la presente invención generalmente comprende un clasificador de sólidos-líquidos 102, una cámara de floculación 104, una bomba 108, y un bastidor de desagüe 110. Generalmente, la cámara de floculación comprende un canal de floculación 106. Opcionalmente, el sistema de floculación y desagüe 100 puede comprender una unidad de mezclado 126 que comprende un depósito 128 para reintroducir el desbordamiento o fluido reacondicionados . Las Figuras 1A-1B muestran también diversos elementos de la presente invención, que incluyen bastidor de desagüe 110, tolva 112, foso/sumidero 114, filtro 116, bolsa de recolección de filtración 118, salida 120, cesta de recolección 122, prensa de filtro 124, unidad de mezclado 126, depósito 128, red de conductos 130, válvula de dos vías 132, tanque activo 134, deflector 200, puerto de inyección 202, distribuidor de floculante 208, y sistema de palanca de 300. Los elementos de la presente invención se describirán a continuación.

En algunas modalidades, el clasificador de sólidos-líquidos 102 puede clasificar una mezcla de sólidos-líquidos tal como una suspensión por densidad utilizando fuerza centrífuga. Por ejemplo, un clasificador de sólidos- líquidos 102 separará un fluido devuelto tal como un fluido de perforación que se ha distribuido en un entorno subterráneo en un fluido de densidad relativamente menor (desbordamiento) que comprende contaminantes relativamente menos sólidos y un fluido de densidad relativamente mayor (subdesbordamiento) que comprende contaminantes relativamente más sólidos. Los ejemplos adecuados de clasificador de sólidos-líquidos 102 incluyen, pero sin limitarse a, centrifugadoras, lechos agitadores, clasificadores tubulares de hélice, pantallas de contrahilado, lechos de vibración, cajas de filtro y/o hidrociclones .

En la modalidad mostrada en la Figura 1A, el fluido devuelto puede introducirse en un clasificador de sólidos-líquidos 102 de diversas maneras, incluyendo una red de conductos 130 que comprende una válvula de dos vías 132 la cual controla la dirección del flujo de fluido. En algunas modalidades, puede utilizarse una pluralidad de válvulas de una vía (no se muestra) en lugar de válvulas de dos vías 132. La red de conductos 130 se extiende al menos parcialmente a través del sistema de floculación y desagüe 100, proporcionando así una conexión fluida gripe entre los elementos. En algunas modalidades, puede haber una pluralidad de válvulas de dos vías 132 a fin de formar un sistema de válvula de dos vías. En algunas modalidades, la red de conductos 130 se conecta al depósito 128 de una unidad de mezclado 126. En algunas modalidades, un depósito 128 puede conectarse a un tanque activo 134. En algunas modalidades, puede utilizarse un tanque activo 134 como un depósito para almacenar los fluidos de desbordamiento y/o subdesbordamiento . En algunas modalidades, un tanque activo 134 puede introducir fluidos (por ejemplo, fluido de desbordamiento, de reacondicionamiento, etc.) en un depósito 128 que actúa después como un depósito para mezclar fluidos.

Haciendo referencia a las Figuras 1A-1B, el depósito 128 puede utilizarse para mezclar diversos componentes, incluyendo las materias primas de un fluido de tratamiento y el fluido reacondicionados . En algunas modalidades, el sistema de floculación y desagüe 100 puede alternar entre un modo de mezclado en el que la función primaria es preparar un fluido de tratamiento hacia un modo de reacondicionamiento en el que la función primaria es reacondicionar un fluido devuelto para su uso posterior en una aplicación subterránea. Un cambio entre los modos puede realizarse rápida y eficientemente en el campo, sin tener que reubicar o reconfigurar el sistema de floculación y desagüe 100.

La Figura 1A es un diagrama esquemático del sistema de floculación y desagüe 100 en un modo de reacondicionamiento típico. En la modalidad mostrada en la Figura 1A, se colocan múltiples válvulas de dos vías 132 de manera que el fluido devuelto pueda ser extraído de un foso o sumidero 114 a través de una red de conductos 130 por una bomba 108. El fluido devuelto puede pasar a través de un filtro opcional 116 con objeto de extraer los sólidos que se encuentran por encima del máximo tamaño tolerado por el sistema de floculación y desagüe 100. Los ejemplos adecuados de un filtro 116 incluyen un manguito y/o tubo cilindrico que tiene aberturas en la periferia, de manera que el fluido pueda ingresar axialmente en un extremo y salir radialmente a través de las aberturas periféricas. Eventualmente, el fluido devuelto se introduce en el clasificador de sólidos -líquidos 102 para la floculación y después se deshidrata en un bastidor de desagüe 110. La red de conductos 130 también puede utilizarse para transferir el agua extraída del bastidor de desagüe 110 a otros elementos del sistema de floculación y desagüe 100.

La Figura IB es un diagrama esquemático del sistema de floculación y desagüe 100 en un modo de mezclado típico. Los elementos del sistema de floculación y desagüe 100 son modulares y pueden reorganizarse y/o reconfigurarse si se desea. En el modo de mezclado, el sistema de floculación y desagüe 100 se configura generalmente de manera similar a la patente de E.U.A. núm. 5,779,355, que se incorpora en la presente por referencia. En términos generales, mientras se encuentra en el modo de mezclado, la cámara de floculación 104 y el bastidor de desagüe 110 no se utilizan activamente.

En general, como se muestra en las Figuras 1A-1B, puede utilizarse una bomba 108 para transferir fluidos a través de la red de conductos 130. Los ejemplos adecuados de una bomba incluyen bombas de pistón, bombas de tipo tornillo, bombas de diafragma, bombas de desplazamiento positivo y bombas centrífugas. En algunas modalidades, la bomba 108 tiene entre aproximadamente 5 caballos de potencia hasta aproximadamente 25 caballos de potencia. En algunas modalidades, la bomba 108 pesa menos de aproximadamente 454 kg (1000 libras) . La bomba 108 es útil para transferir fluidos provenientes de un elemento (por ejemplo, la unidad de mezclado 126, clasificador de sólidos- líquidos 102, etc.) del sistema de floculación y desagüe 100 a otro elemento (por ejemplo, clasificador de sólidos- líquidos 102, cámara de floculación 104, etc.) del sistema de floculación y desagüe 100. Dependiendo de la conveniencia, la bomba 108 puede instalarse en cualquier lugar dentro del sistema de floculación y desagüe 100. En algunas modalidades, puede utilizarse una pluralidad de bombas.

Haciendo referencia a la Figura 1A, el clasificador de sólidos-líquidos 102 generalmente está configurado para transferir el subdesbordamiento a la cámara de floculación 104 por una bomba 108 o por otras técnicas adecuadas, tales como por gravedad y lo similar. Cuando sea deseable, el clasificador de sólidos- líquidos 102 puede configurarse para transferir convenientemente el desbordamiento a una unidad de mezclado 126 que comprende un depósito 128 a través de la red de conductos 130. En algunas modalidades, la unidad de mezclado 126 puede tener varias funciones, incluyendo, pero sin limitarse a, mezclar el desbordamiento con los fluidos de tratamiento no utilizados y reintroducir la mezcla en un entorno subterráneo. La unidad de mezclado 126 también puede comprender una tolva 112 para introducir productos reactivos secos que posteriormente se mezclan con el fluido de tratamiento. En algunas modalidades, el entorno subterráneo puede ser un pozo para la extracción de petróleo, extracción de muestras geológicas, exploración de minerales y lo similar .

La Figura 2 es un esquema de acercamiento que muestra el clasificador de sólidos-líquidos 102, cámara de floculación 104 y bastidor de desagüe 110. En la modalidad mostrada en la Figura 2, el clasificador de sólidos-líquidos 102 es un hidrociclón. Haciendo referencia a la Figura 2, la cámara de floculación 104 generalmente comprende un canal de floculación 106 que comprende al menos un deflector 200 y un puerto de inyección 202 para introducir un floculante y una salida 120 para extraer un fluido floculado. La salida 120 se utiliza para transferir un fluido floculado proveniente de la cámara de floculación 104 hacia el bastidor de desagüe 110.

Haciendo . referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, un hidrociclón comprenderá una base cónica en la que el tamaño de la parte superior de la base cónica es de aproximadamente 2 pulgadas (5.1 cm) a aproximadamente 4 pulgadas. (10.1 cm) de diámetro. En algunas modalidades, el tamaño de la parte superior de la base cónica es de aproximadamente 1 pulgada (2.5 cm) a aproximadamente 2 pulgadas (5.1 cm) de diámetro. El tamaño de la parte superior de la base cónica determina el tamaño o intervalo de tamaños de las partículas que pueden separarse. En general, un tamaño mayor de la parte superior separará los sólidos relativamente más grandes, mientras que un tamaño más pequeño de la parte superior separará los sólidos relativamente más pequeños . Se considera que un tamaño de la parte superior de aproximadamente 2 pulgadas (5.1 cm) a 4 pulgadas (10.1 cm) de diámetro separará aproximadamente sólidos de 15-30 mieras. En algunas modalidades, puede utilizarse una pluralidad de hidrociclones para separar un intervalo múltiple de tamaños de sólidos. La pluralidad de hidrociclones puede utilizarse secuencialmente o en reemplazo.

Haciendo referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, el puerto de inyección 202 se conecta a un distribuidor de floculante 208 (mostrado en la Figura 1A) que puede introducir floculantes húmedos o secos en la cámara de floculación 104. El mezclado del floculante con el subdesbordamiento forma un fluido floculado. Los ejemplos adecuados de floculantes incluyen, pero sin limitarse a, alumbre, poliacrilamida (PEPA, partially-hydrolyzed polyacrylamide) , poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA) , quitosano, guar y gelatina.

Haciendo referencia a la Figura 2, en algunas modalidades, el canal de floculación 106 puede dividirse a fin de dividir la cámara de floculación 104 en una cámara de floculación superior 204 y una cámara de floculación inferior 206. En algunos casos, la partición se crea al tener un canal de floculación 106 con una pendiente de aproximadamente 1 grado a aproximadamente 46 grados medidos desde la parte inferior de la cámara de floculación 104. El canal de floculación 106 en pendiente comprende la cámara de floculación superior 204 mientras que la parte inferior de la cámara de floculación 104 comprende la cámara de floculación inferior 206. En algunas modalidades, la cámara de floculación inferior 206 puede comprender una salida 120 para transferir el fluido floculado fuera de la cámara de floculación 104. La partición de la cámara de floculación 104 en una cámara de floculación superior 204 y una cámara de floculación inferior 206 puede mejorar el mezclado del floculante con el subdesbordamiento mejorando así la floculación del subdesbordamiento por varias razones. Sin limitarse a la teoría, se considera que el deflector 200 y la pendiente del canal de floculación 106 facilitarán el mezclado del fluido devuelto y el floculante. La partición alarga la duración del mezclado a medida que los fluidos deben recorrer una distancia más lejana antes de salir de la cámara de floculación 104. Se considera también que el mezclado y de floculación mejoran aún más por el impacto creado a medida que el fluido devuelto se introduce en la cámara de floculación 104 y choca en el canal de floculación 106. Este fue un resultado inesperado confirmado por inspección visual. Una vez que el floculante se introduce en el canal de floculación 106 y se mezcla con el subdesbordamiento, se formará un fluido floculado. En algunas modalidades, las dimensiones del canal de floculación 106 son de aproximadamente 24 pulgadas (60.9 cm) a aproximadamente 48 pulgadas (121.9 cm) de largo, aproximadamente 6.5 pulgadas (16.5 cm) a aproximadamente 18 pulgadas (45.7 cm) de ancho, y alrededor de 10 pulgadas (25.4 cm) a 24 pulgadas (60.9) de altura .

Haciendo referencia nuevamente a la Figura 2, el bastidor de desagüe 110 comprende generalmente al menos una bolsa de recolección de filtración 118, y una prensa de filtro 124. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede ser una bolsa rezumante. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede colocarse en una cesta de recolección 122 o sobre el suelo. La cesta de recolección 122 puede configurarse para permitir que los fluidos pasen a través de la misma. Por ejemplo, la cesta de recolección 122 puede comprender mallas 210, poros, o ser generalmente permeable. En algunas modalidades, la bolsa de recolección de filtración 118 puede estar hecha de fieltro tejido, fieltro no tejido, o una combinación de ambos. La bolsa de recolección de filtración 118 puede contener aproximadamente 10 galones (37.8 litros) a 100 galones (378 litros) de fluido floculado. En algunas modalidades, puede haber más de una bolsa de recolección de filtración 118. Una vez que la bolsa de recolección de filtración 118 se llena con un fluido floculado, puede utilizarse una prensa de filtro 124 (mostrada en la Figura 3A-3C) para extraer el agua del fluido floculado a fin de formar un fluido floculado desaguado. Haciendo referencia a la Figura 1A, en algunas modalidades, el agua extraída puede introducirse después en la unidad de mezclado 126 o en el distribuidor de floculante 208.

Las Figuras 3A-3C muestran la prensa de filtro 124 con un sistema de palanca 300. Haciendo referencia a las Figuras 3A-3C, la prensa de filtro 124 generalmente se configura para acoplarse a la bolsa de recolección de filtración 118 y desaguar el fluido floculado. En algunas modalidades, la prensa de filtro 124 puede activarse manualmente como por un sistema de palanca 300. Como se muestra en las Figuras 3A-3C, el sistema de palanca 300 puede ser un sistema de palanca de múltiples posiciones. La Figura 3A muestra la prensa de filtro 124 en un estado no comprimido. La Figura 3B muestra la prensa de filtro 124 en un estado semicomprimído . La Figura 3C muestra la prensa de filtro 124 en un estado totalmente comprimido. En algunas modalidades, la prensa de filtro 124 puede desaguar el fluido floculado hidráulicamente, neumáticamente, o ambas.

Los métodos de la presente invención generalmente comprenden proporcionar un fluido devuelto que comprende un fluido, y un contaminante sólido; introducir el fluido devuelto en un clasificador de sólidos- líquidos, separando así el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculación 104, formando así un fluido floculado; y desaguar del fluido floculado utilizando un bastidor de desagüe 110.

El fluido puede ser un líquido o un fluido a base de gas. En algunas modalidades, el fluido devuelto puede comprender un fluido de perforación en el que el fluido de perforación se ha distribuido en un entorno subterráneo. Hacer fluir el fluido devuelto a través de un hidrociclón puede separar el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento. El desbordamiento puede comprender fluido de perforación reutilizable . El subdesbordamiento puede comprender contaminantes sólidos. En algunos casos, el desbordamiento puede introducirse en una unidad de mezclado 126 que comprende un depósito 128. En algunas modalidades, el subdesbordamiento puede flocularse en una cámara de floculación 104 y desaguarse en un bastidor de desagüe 110. En algunas modalidades, el subdesbordamiento puede desaguarse presionando la bolsa de recolección de filtración 118 tal como presionando una prensa de filtro 124.1 Por lo tanto, la presente invención se adapta bien para lograr los fines y ventajas mencionados, así como también aquellos que son inherentes a los mismos. Las modalidades particulares descritas con anterioridad son únicamente ilustrativas, ya que la presente invención puede modificarse y llevarse a la práctica de diferentes maneras pero equivalentes, aparentes para aquellos expertos en la materia que tengan el beneficio de las enseñanzas de la presente. Además, no se pretende ninguna limitación a los detalles de construcción o diseño mostrados en la presente, excepto aquellos descritos en las reivindicaciones mostradas a continuación. Por lo tanto, es evidente que las modalidades ilustrativas particulares descritas con anterioridad pueden alterarse, combinarse o modificarse, y todas estas variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la presente invención. Aunque las composiciones y métodos se describen en términos de "que comprende" , "que contiene" , o "que incluye", diversos componentes o etapas, las composiciones y los métodos también pueden "consistir esencialmente en" o "consistir en" los diversos componentes y etapas. Todos los números e intervalos descritos con anterioridad pueden variar en una cierta cantidad. Cada vez que se divulga un intervalo numérico con un límite inferior y un límite superior, cualquier número y cualquier intervalo incluido que se encuentre dentro del intervalo es descrito específicamente. En particular, cada intervalo de valores (de la forma, "desde aproximadamente a hasta aproximadamente b" , o, equivalentemente, "desde aproximadamente a hasta b" , o, equivalentemente, "desde aproximadamente a-b") descrito en la presente debe entenderse a que revela cada número e intervalo abarcado dentro del más amplio rango de valores. También, los términos de las reivindicaciones tienen su significado claro y común a menos que sea definido explícita y claramente por el titular de la patente. Además, los artículos indefinidos "un" o "una", como se utilizan en las reivindicaciones, se definen en la presente para referirse a uno o más de los elementos que introduce. Si existe algún conflicto en los usos de una palabra o término en esta especificación y una o más patentes u otros documentos que pueden incorporarse en la presente por referencia, deben adoptarse las definiciones que sean consistentes con esta especificación.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un método que comprende: proporcionar un fluido devuelto, caracterizado porque comprende : un fluido; y un contaminante sólido; introducir el fluido devuelto en un clasificador de sólidos-liquidos , separando asi el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculación, formando asi un fluido floculado; y desaguar el fluido floculado utilizando un bastidor de desagüe .

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido devuelto comprende un fluido utilizado seleccionado del grupo que consiste en: un fluido de perforación, un fluido de terminación y cualquier combinación de los mismos.

3. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido es gas o liquido.

4. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el contaminante sólido comprende uno seleccionado a partir del grupo que consiste en: un corte de perforación, una roca, arena, residuos de esquisto, arenisca, residuos variados, y cualquier combinación de los mismos.

5. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el clasificador de sólidos-liquidos es una centrifugadora, un lecho agitador, un clasificador tubular de hélice, una pantalla de contrahilado, un lecho de vibración, una caja de filtro y/o un hidrociclón.

6. El método según la reivindicación 5, caracterizado porque el hidrociclón comprende una base cónica en la que el tamaño de la parte superior de la base cónica varia entre aproximadamente 2 a 4 pulgadas (5.1 a 10.1 cm) de diámetro.

7. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido floculado se forma por un floculante que comprende uno seleccionado a partir del grupo que consiste en: alumbre, poliacrilamida, poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA), quitosano, guar y gelatina.

8. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido devuelto, que comprende: un fluido de perforación en el que el fluido de perforación se ha distribuido en un entorno subterráneo; hacer fluir el fluido devuelto a través de un hidrociclón, separando asi el fluido devuelto en un desbordamiento y un subdesbordamiento; flocular el subdesbordamiento en una cámara de floculacion, formando asi un fluido floculado; desaguar el subdesbordamiento en un bastidor de desagüe; e introducir el desbordamiento en una unidad de mezclado que comprende: un depósito.

9. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque el entorno subterráneo es un pozo.

10. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque la cámara de floculacion comprende: un canal de floculacion que comprende: al menos un deflector; un puerto de inyección para introducir un floculante; y una salida para extraer el fluido floculado.

11. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque el bastidor de desagüe comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración situada en al menos una cesta de recolección; y una prensa de filtro.

12. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque la prensa de filtro se activa manualmente por un sistema de palanca.

13. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque la prensa de filtro extrae el agua de la bolsa de recolección de filtración al comprimir hidráulicamente, neumáticamente, o ambas.

14. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar un fluido devuelto, que comprende: un fluido de perforación en el que el fluido de perforación se ha distribuido en un entorno subterráneo; hacer fluir el fluido devuelto a través de un hidrociclón, separando asi el fluido devuelto en un desbordamiento que comprende fluido de perforación reutilizable y un subdesbordamiento que comprende los contaminantes sólidos; introducir el subdesbordamiento en una cámara de floculación que comprende: un canal que comprende un puerto de inyección para introducir un floculante, formando asi un fluido floculado; e introducir el fluido floculado en un bastidor de desagüe que comprende: al menos una bolsa de recolección de filtración situada en al menos una cesta de recolección; y una prensa de filtro, y desaguar el desbordamiento presionando la bolsa de recolección de filtración con la prensa de filtro.

15. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque los contaminantes sólidos comprenden uno seleccionado a partir del grupo que consiste en: un corte de perforación, una roca, arena, residuos de esquisto, arenisca, residuos variados, y cualquier combinación de los mismos.

16. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque el floculante comprende uno seleccionado a partir del grupo que consiste en: alumbre, poliacrilamida, poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA), quitosano, guar y gelatina.

17. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque el bastidor de desagüe comprende dos bolsas de recolección de filtración.

18. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque el desagüe se alcanza presionando la prensa de filtro manualmente .

19. El método según la reivindicación 18, caracterizado porque el desagüe se alcanza presionando la prensa de filtro por un sistema de palanca.

20. El método según la reivindicación 14, caracterizado porque el canal de floculación es de aproximadamente 24 pulgadas (60.9 cm) a aproximadamente 48 pulgadas (121.9 cm) de largo, aproximadamente 6.5 pulgadas (16.5 cm) a aproximadamente 18 pulgadas (45.7 cm) de ancho, y aproximadamente de 10 pulgadas (25.4 cm) a 24 pulgadas (60.9 cm) de altura.