ES2343739T3 - Mejoras introducidas en y relacionadas con cribas. - Google Patents

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ES2343739T3 ES05818328T ES05818328T ES2343739T3 ES 2343739 T3 ES2343739 T3 ES 2343739T3 ES 05818328 T ES05818328 T ES 05818328T ES 05818328 T ES05818328 T ES 05818328T ES 2343739 T3 ES2343739 T3 ES 2343739T3
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Abstract

Un bastidor sobre el que ha de estirarse y asegurarse una malla de alambre tejida para formar una criba que puede utilizarse para cribar sólidos separándolos de lodos de perforación recuperados de pozos profundos cuando se perfora en busca de petróleo o de gas, que comprende un bastidor de plástico moldeado rectilíneo que tiene regiones de borde mediante las que se asegura en posición en un agitador y que define una pluralidad de ventanas rectilíneas formadas por una agrupación de costillas ortogonales que se cruzan, también de material plástico moldeado, en el que algunas de las costillas están reforzadas interiormente mediante miembros rígidos de metal (42, 44, 46, 48) que se extienden ortogonalmente entre miembros huecos (34, 36, 38, 40) con sección de caja cuyos extremos están unidos para definir un bastidor secundario para reforzar las regiones de borde del bastidor, por lo que las regiones de borde están reforzadas interiormente por los miembros huecos con sección de caja, estando los miembros de refuerzo (42, 44, 46, 48) rígidos, metálicos, ortogonales, asegurados por sus extremos al bastidor secundario, de modo que no sólo estén reforzadas interiormente las regiones de borde sino, también, algunas de las costillas que se cruzan ortogonalmente, con el fin de obtener, así, un bastidor rígido.

Description

Mejoras introducidas en y relacionadas con cribas.
Campo del invento
Este invento se refiere a cribas tales como las montadas en agitadores, que se emplean para separar sólidos de líquidos y, en particular, para separar sólidos de lodos de perforación líquidos obtenidos a partir de pozos profundos cuando se perfora en busca de petróleo o de gas.
Antecedentes del invento
Históricamente, tales cribas se han construido a partir de hojas de malla de alambre tejida estiradas sobre bastidores metálicos y aseguradas a ellos mediante el uso de un adhesivo polímero. Típicamente, los bastidores son generalmente rectangulares y definen una o más aberturas rectangulares sobre las que se estira la malla de alambre.
Usualmente, a cada bastidor metálico se aseguran dos o más capas de malla de alambre con diferentes tamaños de malla. Las tensiones de los alambres de urdimbre y de trama de una malla son, normalmente, mayores que las tensiones de los alambres de urdimbre y de trama correspondientes de la otra malla.
Formas del bastidor
Tales construcciones han tenido tendencia a dar como resultado cribas relativamente pesadas y, dado que son manipuladas, típicamente, manualmente para ponerlas en su sitio, hace algunos años la compañía solicitante introdujo un nuevo diseño de bastidor. En su mayor parte estaba construido de un moldeo de polímero GRP (reforzado con fibras) en el que durante el proceso de moldeo se incorporaba un bastidor de alambre, para reforzar la estructura final y comunicarle una rigidez suficiente, no sólo para contener y conservar las tensiones de las mallas de alambre sino, también, para garantizar que los bastidores no se curvaban bajo el peso de la suspensión, relativamente densa, que forma los lodos de perforación y la acumulación de sólidos sobre la criba durante el uso.
Este diseño de criba era idealmente adecuado para agitadores tales como la gama de agitadores VSM (Marca registrada) suministrados por Rig Technology Ltd., de Aberdeen, Escocia, Reino Unido.
El rendimiento de una criba de agitador viene dictado, al menos en parte, por el área de la malla de la criba sobre la que se depositan los lodos de perforación durante el uso. Como el área de cada bastidor rectangular venía dictada, en parte, por el peso máximo permitido de la criba final, se crearon áreas de filtrado mayores que la ofrecida por una sola criba disponiendo dos o cuatro cribas apoyadas borde con borde en una cesta rígida rectilínea con soportes de borde sobre los que descansaban los bordes de las cribas. Las cribas se mantenían en posición mediante abrazaderas y, preferiblemente, se empleaba un mecanismo de fijación inflable para sujetar el borde de las cribas sobre los soportes de borde de la cesta rígida. La fijación inflable garantizaba, también, una buena obturación estanca en torno a los bordes de las cribas.
Se han desarrollado otros agitadores que acomodan cribas de gran área pero menos bien soportadas, y se ha propuesto construir tales cribas utilizando bastidores de GRP reforzados con bastidores de alambre pero, después de probar los prototipos, se encontró que no tenían rigidez suficiente para funcionar en el campo.
El documento GB 232259 describe un bastidor para una criba filtrante, en la que un refuerzo de bastidor de alambre es encapsulado totalmente durante un proceso de moldeo del bastidor.
En particular, se observó que las cribas de GRP de mayor área, reforzadas con bastidores de alambre, se agitaban violentamente en torno al centro de la parte no soportada. El resultado de ello era que la criba se separaba de los soportes de borde con respecto a los cuales debía mantenerse en aplicación de obturación en todo momento durante el uso. Esto permitía que la suspensión se saltase la criba y cayese al sumidero reservado para líquidos filtrados.
Además, la agitación de las regiones de borde de la criba sobre los soportes de borde tenía como consecuencia daños en el lado inferior del bastidor de la criba.
Además, la excesiva agitación provocaba considerables salpicaduras de la suspensión sobre las paredes de la cesta y sobre el piso en que estaba montado el agitador. Dejando de lado la pérdida de lodos de perforación, relativamente costosos, no es aceptable que los productos químicos que constituyen los lodos sean vertidos al mar. Por tanto, cualquier salpicadura de esta clase podría tener como consecuencia una contaminación ambiental e importantes penalizaciones para los operadores de las torres de perforación si alguno de tales vertidos no se recogía y se desechaba de manera correcta, todo lo cual incrementaba el coste del tratamiento y la recuperación de los lodos de pozos profundos.
Se ha propuesto construir una estructura de refuerzo para una criba de esta clase, en la que los alambres se extienden entre las caras superior e inferior de un bastidor secundario rectangular formado por tramos metálicos con sección de caja y están asegurados a ellas, con el fin de incrementar la rigidez de los bordes de la criba. Sin embargo, esta disposición no resulta adecuada para todos los diseños de cribas, especialmente aquéllos en los que la profundidad del bastidor secundario esté restringida de manera que, a su vez, se reduzca la separación entre los alambres de refuerzo, disminuyendo por tanto el movimiento de curvado de las costillas.
Por tanto, un objeto del presente invento es proporcionar una forma mejorada de construcción de bastidor relativamente ligera que sea lo bastante rígida para no agitarse excesivamente durante el uso y que pueda definir áreas de cribado no soportadas mayores que las de las cribas con bastidor de GRP reforzado con alambre, previamente producidas, pero también pueden emplearse en agitadores en los que la profundidad de la criba no permita que las costillas sean reforzadas de forma fiable mediante pares de alambres paralelos espaciados unidos en sus extremos a un bastidor secundario de unión.
Sumario del invento
El presente invento se refiere a un bastidor como se define en la reivindicación 1.
En una realización el refuerzo interno para aquéllas costillas que han de reforzarse comprende miembros metálicos con sección de caja. Estos pueden ser de sección transversal similar a los miembros de bastidor secundario.
En otra realización, el refuerzo interno para aquéllas costillas que han de ser reforzados comprende miembros metálicos de sección transversal a modo de viga en I. Típicamente, los miembros de viga en I tienen la misma altura que los miembros con sección de caja que constituyen el bastidor secundario.
Los miembros con sección de caja del bastidor que refuerza el perímetro pueden tener sección transversal cuadrada o rectangular.
Preferiblemente, el bastidor secundario está encapsulado en el mismo material plástico que forma la agrupación ortogonal moldeada de costillas que se cruzan.
Formando el perímetro rectangular del bastidor de la criba a partir de metal con sección de caja, la criba resultante no sólo es suficientemente rígida para no agitarse cuando se la hace vibrar, en uso, en un agitador, sino que es lo bastante fuerte para soportar el curvado o la deformación debidos a la tensión de los alambres de la malla, puede ofrecer áreas sin soporte mayores que las cribas de GRP reforzadas previamente desarrolladas para la serie de agitadores VSM de Rig Technology pero, al utilizar refuerzos metálicos rígidos para las costillas ortogonales, se ha encontrado que solamente es necesario reforzar algunas de estas últimas y no todas las costillas como cuando se emplea refuerzo con alambre.
El invento reside, también, en una criba para un agitador construida con un bastidor de un material de GRP moldeado en torno a una estructura de refuerzo de bastidor, como antes se ha dicho, y al menos una capa de alambres tejidos estirada sobre la superficie superior del bastidor y asegurada a ella, de forma que se mantenga la tensión en la tela de alambres hasta el final del proceso de fabricación.
En uso, el perímetro de la criba se aplica en relación de obturación contra un asiento rectilíneo dentro de la cesta de un agitador con el fin de impedir el escape de líquido en torno a ella. El refuerzo de la región de borde con sección de caja proporciona resistencia suficiente para eliminar la separación que puede producirse entre el bastidor y el asiento debido a la agitación y, así, se solucionarán las cuestiones del escape del fluido y de los daños en la obturación. El perímetro rígido también actúa como soporte adicional para los refuerzos internos para las costillas ortogonales y esto reduce la desviación relativa de la rejilla creada por las costillas que se cruzan, hasta el punto de que también se reducirán, si no se eliminan por completo, las salpicaduras excesivas.
El invento reside, asimismo, en una criba como antes se ha mencionado, montada en un agitador, cuya criba se sujeta en posición en la cesta de un agitador utilizando un cierre neumático o mediante cuñas llevadas a su sitio entre apoyos que sobresalen internamente desde la cesta del agitador y la cara superior de regiones de borde de la criba.
Se describirá ahora el invento, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la fig. 1 es una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de parte de una criba conocida.
la fig. 2 es una sección recortada del extremo superior de una de las agrupaciones de costillas que se cruzan del bastidor conocido, que muestra un alambre de refuerzo empotrado en la material de GRP moldeado,
la fig. 3 es una vista en perspectiva de la rejilla de refuerzo de alambres soldados, empleada en la fabricación de la criba conocida,
la fig. 4 es una sección dada a través de una de las costillas de la fig. 1, que muestra ambos alambres, superior e inferior,
la fig. 5 es una vista en perspectiva de una estructura de refuerzo formada en su totalidad por partes con sección de caja y construida como una realización del invento,
la fig. 6 es una vista similar a la de la fig. 5 después de cubierto el bastidor con GRP y en el que las costillas intermedias han sido moldeadas para extenderse entre los miembros de bastidor cubiertos, en la que la esquina más próxima al lector ha sido arrancada para dejar al descubierto los miembros de bastidor con sección de caja,
la fig. 7 es una sección, a escala agrandada, dada a través del bastidor secundario cubierto con GRP de la fig. 6,
la fig. 8 es una vista similar de la criba completada después de que el bastidor de la fig. 6 ha sido encapsulado en material de GRP,
la fig. 9 es una vista en perspectiva de una criba en la que el bastidor de refuerzo interno está formado parcialmente de partes con sección de caja y parcialmente de partes con sección de viga en I,
la fig. 10 es una vista agrandada de las costillas intermedias de la criba de la fig. 8,
las figs. 11 y 12 ilustran cómo pueden montarse juntos los miembros intermedios con sección de viga en I,
las figs. 13 y 14 ilustran como pueden soportarse las partes con sección de caja en un útil de molde, y
La fig. 15 muestra una técnica para asegurar una criba en la cesta de un agitador.
En la fig. 1 se muestra un bastidor de soporte conocido que comprende una rejilla soldada de alambres de refuerzo, designada en general con 10 (y que se ve del mejor modo en la fig. 3) empotrada en una estructura rectilínea moldeada que define una pestaña rectilínea externa 12 y una rejilla constituida por costillas ortogonales que se cruzan, dos de las cuales están designadas con 14 y 16 en la fig. 1. Capas de malla de alambre tejida, tales como 19, 21, 23, se tienden encima, se tensan y se aseguran al bastidor, en forma de por sí conocida.
Los bordes superiores de las costillas 14, 16 tienen una sección transversal triangular, como se ve del mejor modo en la fig. 2, que muestra el alma 18 de material plástico que integra una de las capas superiores de alambres 20 y el revestimiento exterior de desgaste, duro y liso, de material plástico 22.
Como se ve del mejor modo en la fig. 1, dos alambres se extienden a través de cada costilla, un alambre superior 20 y un alambre inferior 24, paralelo.
Los alambres inferiores, tales como 24, están curvados y soldados a los alambres superiores en extremos opuestos de cada tramo de alambre y (aunque no se muestra en la fig. 3), también a lo largo de cada uno de los dos lados más largos del armazón de refuerzo, como se representa en 26. Se ha encontrado que el doble grosor de alambre que se extiende en las pestañas laterales y de extremo del bastidor eventual, proporciona suficiente rigidez a las pestañas para las cribas de área más pequeña, tales como las empleadas en la gama de agitadores VSM de Rig Technology Ltd.
La fig. 4 es una sección dada a través de la costilla 16 de la fig. 1.
Las figs. 5-7 muestran como la estructura de refuerzo de alambre de las figs. 1-4, es reemplazada por un bastidor reforzado con sección de caja, de acuerdo con un aspecto del invento. La sección metálica 32 en forma de caja puede ser cuadrada, como se muestra, pero son posibles otras formas de sección transversal, tales como rectangular o triangular. Los miembros 34, 36, 38, 40 de refuerzo con sección de caja, crean un bastidor secundario rígido, no flexible, para la criba. Los extremos del bastidor secundario están formados por tres tramos escalonados con sección de caja, tales como 36A, 38B y 36C, con el fin de crear asas en la criba final.
Las esquinas del bastidor secundario con sección de caja están formadas por juntas a tope soldadas.
Miembros transversales intermedios, tales como 42 y 44 van de lado a lado y de extremo a extremo del bastidor secundario rectangular formado por los miembros 34-40 con sección de caja. Los miembros transversales intermedios y los miembros de bastidor secundario están soldados o pegados entre sí para formar la estructura mostrada en la fig. 5.
Una criba que incorpore el bastidor de refuerzo construido de acuerdo con las figs. 5-7, se forma introduciendo el bastidor en un útil de molde e inyectando un material de GRP a presión en el útil con el fin de encapsular el bastidor con el material plástico, para formar un bastidor terminado tal como se muestra en la fig. 8. El conjunto encapsulado se ilustra parcialmente recortado en la fig. 6 para dejar al descubierto los miembros de refuerzo 34, 36A, 42 y 44.
La fig. 9 ilustra como los miembros transversales intermedios 42, 44 con sección de caja, pueden ser reemplazados por miembros con sección de viga en I, tales como 46, 48.
Los extremos de los con sección de viga en I se sueldan o se pegan a las partes 34, 36, etc., con sección de caja.
Como se muestra en las figs. 11 y 12, los miembros de viga en I se cruzan gracias a uniones a media altura formadas mediante recortes en 46, 47 y 48, 49.
Como en el caso de la criba de las figs. 5-7, las costillas no reforzadas de GRP 50, 52, etc., se moldean de manera que se extiendan entre los extremos del bastidor y las costillas separadas, paralelas, como 46.
Las partes con sección de caja 34, 36, etc., encapsuladas están formadas con crestas triangulares paralelas, separadas, tal como se muestra en 33, 35 en la fig. 7.
Crestas paralelas separadas, similares, están formadas a lo largo de las superficies superiores de las costillas moldeadas reforzadas tales como 43 en la fig. 6 y 53 en la fig. 9. Las crestas se identifican con 55 en la fig. 9 y una costilla única formada a lo largo del borde superior de cada una de las costillas no reforzadas (tales como 45 en la fig. 6 y 50, 52 en la fig. 9), es como se muestra en 57 en la fig. 9.
Las crestas de material de GRP se funden durante el proceso de fabricación de la criba, para asegurar en posición la tela de alambres tejida.
Como el bastidor secundario con sección de caja y los miembros intermedios de viga en I o con sección de caja han de ser encapsulados por el material plástico, es necesario que los primeros estén, al menos, separados del interior del útil de molde y, para ello, se montan clips en C, como 100, en puntos alrededor de las partes 78, 80, etc., con sección de caja, como se muestra en las figs. 13 y 14. Además, los extremos abiertos de la sección de caja se cierran antes del moldeo por medio de tapones 102, como se muestra en la fig. 14. Los últimos pueden ser de material plástico o de metal. Pueden incorporarse soportes en la parte superior y en la parte inferior del útil del molde para separar los miembros intermedios del útil.
Un método de asegurar la criba en la cesta 46 de un agitador se representa diagramáticamente en la fig. 15.
En este caso, los bordes laterales opuestos 36' y 40' de una criba 58 se muestran sujetos entre una estructura de soporte inferior (ilustrada en contorno de trazos en 59A, 59B y 59C) que forma un asiento para los bordes de la criba, y dos bloques 64, 66. Dos cuñas 60, 62 son llevadas a su sitio y encajadas entre los bloques 64, 66 que sobresalen lateralmente y hacia dentro desde la cesta 46 del agitador, para asegurar la criba en posición.
La pared trasera de la cesta se muestra en 72 y una pared frontal de altura reducida se ilustra en 74. La última proporciona soporte para uno de los bordes largos de la criba, mientras que la parte de asiento 59B proporciona soporte para el otro borde largo de la criba.
Las cuñas 60, 62 garantizan que los bordes laterales de la criba se aplican en relación de obturación con las partes de asiento 59A, 59B pero, a no ser que la estructura de la criba sea suficientemente rígida como para impedir la flexión y la agitación, la relación de obturación entre los bordes largos de la criba y las partes de asiento delantera y trasera 74, 59B puede romperse durante el uso. Esto permite que el fluido se filtre en torno a los bordes más largos de la criba. La unión entre dos de los bordes en cuestión se muestra en 76 en la fig. 15.

Claims (10)

1. Un bastidor sobre el que ha de estirarse y asegurarse una malla de alambre tejida para formar una criba que puede utilizarse para cribar sólidos separándolos de lodos de perforación recuperados de pozos profundos cuando se perfora en busca de petróleo o de gas, que comprende un bastidor de plástico moldeado rectilíneo que tiene regiones de borde mediante las que se asegura en posición en un agitador y que define una pluralidad de ventanas rectilíneas formadas por una agrupación de costillas ortogonales que se cruzan, también de material plástico moldeado, en el que algunas de las costillas están reforzadas interiormente mediante miembros rígidos de metal (42, 44, 46, 48) que se extienden ortogonalmente entre miembros huecos (34, 36, 38, 40) con sección de caja cuyos extremos están unidos para definir un bastidor secundario para reforzar las regiones de borde del bastidor, por lo que las regiones de borde están reforzadas interiormente por los miembros huecos con sección de caja, estando los miembros de refuerzo (42, 44, 46, 48) rígidos, metálicos, ortogonales, asegurados por sus extremos al bastidor secundario, de modo que no sólo estén reforzadas interiormente las regiones de borde sino, también, algunas de las costillas que se cruzan ortogonalmente, con el fin de obtener, así, un bastidor rígido.
2. Un bastidor como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el refuerzo interno para las costillas reforzadas comprende miembros metálicos huecos (42, 44) con sección de caja.
3. Un bastidor como se reivindica en la reivindicación 2, en el que los miembros con sección de caja que refuerzan las costillas tienen una sección transversal similar a la de los miembros huecos con sección de caja que definen el bastidor secundario.
4. Un bastidor como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el refuerzo interno para las costillas reforzadas comprende miembros metálicos (46, 48) con sección en forma de viga en I.
5. Un bastidor como se reivindica en la reivindicación 4, en el que los miembros de viga en I tienen la misma altura que los miembros con sección de caja que definen el bastidor secundario.
6. Un bastidor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los miembros huecos con sección de caja que definen el bastidor secundario, tienen una sección transversal cuadrada o rectangular.
7. Un bastidor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el bastidor secundario está encapsulado en el mismo material plástico de que están formadas la agrupación ortogonal moldeada de costillas que se cruzan.
8. Una criba para un agitador, construida de material de GRP moldeado en torno a un bastidor como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Un agitador que comprende una criba como se reivindica en la reivindicación 8.
10. Un agitador como se reivindica en la reivindicación 9, en el que la criba está sujeta en posición en la cesta de un agitador utilizando un cierre neumático o mediante cuñas puestas en posición entre apoyos que sobresalen internamente desde la cesta del agitador y la cara superior de regiones de borde de la criba.
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