CN101082270B - 钻井液处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻井液处理系统，包括：除泥砂部(1)、除气部(2)和复配部(3)，从井口返出的钻井液依次经除泥砂部(1)和除气部(2)分别去除岩屑和天然气后，在复配部(3)复配入灰料和液体化学药剂；在除泥砂部(1)的上游还设置有用于去除钻井液中粘泥饼的刮泥器(4)。本发明通过在除泥、砂部的上游，即在分流器的上游端设置刮泥器，这样，从井口返回的泥浆就先经过刮泥器，首先将泥浆中的粘泥饼去除掉，这样就大大减小了在下游的振动筛的工作量，避免了粘泥饼粘筛、堵筛的情况发生，从而提高了振动筛的处理量和延长了它的使用寿命。

Description

钻井液处理系统
技术领域
本发明涉及一种石油和地质钻探用钻井液处理系统。
背景技术
在石油钻井作业中，钻井液的性能起着举足轻重的作用。若钻井液固相控制不合理可能导致井塌、井涌、井喷或压裂地层并污染地层，导致潜在油气资源无法发现或被破坏等严重后果。
钻井液处理系统由钻井液固相控制系统和钻井液配制系统组成，其主要功能：一是分离出钻井液中的杂质，如气体、泥砂、岩屑等以保证钻井液的比重；二是向钻井液中添加灰料和化学添加剂等，使钻井液达到理想的密度、粘度等性能。中国专利91102428.X公开了一种钻井液处理系统，该系统包括振动筛、除气器、除砂器、除泥器、清洁器、钻井液液路连接设备、钻井液固液分离设备和钻井液混合、搅拌设备等。然而，常规配置的处理系统存在着如下的问题：1、振动筛经常发生堵筛现象，使得振动筛的处理量和使用寿命受到严重影响；2、配制钻井液时，一般都是由工作人员用手直接向泥浆池或混合漏斗中加入灰料或化学制剂，加入的制剂量无法准确计量；不仅如此，多数液体添加剂会散发出刺眼、刺鼻等危害人体健康的气味，有的具有强酸性或碱性，使得这项工作存在着较大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可避免发生堵筛现象的钻井液处理系统。
本发明的一种钻井液处理系统，包括：除泥、砂部、除气部和复配部。从井口返回的钻井液依次经除泥、砂部和除气部分别去除泥、砂和天然气后，在复配部复配入灰料和液体化学药剂使泥浆达到理想的性能；所述除泥砂部进一步包括：分流器、振动筛、泥浆清洁器、除泥器、除砂器、泥浆回流槽、除泥泵、排砂槽、沉砂池和除砂泵，分流器设置在振动筛的上游，在分流器的上游端设置有用于去除钻井液中粘泥饼的刮泥器；泥浆回流槽设置在振动筛的下游，排砂槽设置在泥浆回流槽的下游，除泥器和除砂器设置在振动筛的上方；除砂泵用于向除砂器泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较大颗粒的砂；除泥泵用于向除泥器泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较细的岩屑。
进一步地，所述复配部包括灰料添加部和配液部，灰料添加部通过一剪切泵和混合泵与配液部相连，所述经过除气、除泥、除砂的钻井液在配液部加入液体化学药剂，部分添加了液体化学药剂的钻井液与所述灰料添加部添加的灰料混合后输送到所述配液部的泥浆池中。
进一步地，所述配液部包括泥浆池和液体添加泵，所述液体化学药剂通过液体添加泵加入到泥浆池中。
进一步地，所述灰料添加部包括：料袋运输装置、割袋机、泥浆混合器和缓冲罐，装有灰料的料袋通过料袋运输装置送至割袋机上，并通过割袋机将料袋割破后使灰料进入到泥浆混合器内。
进一步地，所述泥浆混合器上部还安装有用于存储散装灰料并向所述泥浆混合器添加灰料的缓冲罐。
本发明通过在除泥、砂部的上游，即在分流器的上游端设置刮泥器，这样，从井口返回的泥浆就先经过刮泥器，首先将泥浆中的粘泥饼去除掉，这样就大大减小了在下游的振动筛的工作量，避免了粘泥饼粘筛、堵筛的情况，从而保证了振动筛的处理量和延长了它的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：除泥砂部1、除气部2和复配部3，从井口返回的钻井液依次经除泥砂部1和除气部2分别去除泥、砂等钻屑和天然气后，在复配部3复配入灰料和液体化学药剂；在除泥砂部1的上游还设置有用于去除钻井液中粘泥饼的刮泥器4，具体如下所述。
在图1中，除泥砂部1包括：分流器11、振动筛12、泥浆清洁器13、除泥器15、除砂器24、泥浆回流槽14、除泥泵16、排砂槽21、沉砂池22、除砂泵25。在除泥砂部1的上游，即在分流器11的上游端设置刮泥器4，这样，从井口返回的泥浆就先经过刮泥器4，首先将泥浆中的粘泥饼去除掉，这样就大大减小了在下游的振动筛12的工作量，避免了粘泥饼粘筛、堵筛的情况，从而大大提高了振动筛12的处理量和使用寿命。在除泥砂部1中振动筛12可去除掉泥浆中的泥团和大颗粒的岩屑，除砂泵25用于向除砂器24泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较大颗粒的砂，除泥泵16用于向除泥器15泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较细的岩屑。另外，在刮泥器4与振动筛12之间设了将经刮泥器4处理后的钻井液分配给各个振动筛12的分流器11，从而可实现等量或成比例地向振动筛12分配钻井液，大大提高了系统控制泥浆流的灵活性和稳定性。
除气部2包括：除气器23及其吸入、排出管线。用于去除掉进入到沉砂池22中的钻井液所携带的天然气体，这样能够保证泥浆的密度，减少了配浆的次数，节省了泥浆材料和劳动成本。
如图1所示，复配部3包括灰料添加部5和配液部6，灰料添加部5通过一剪切泵7和混合泵与配液部6相连，经过除岩屑和天然气的钻井液(泥浆)在配液部6加入液体化学药剂，部分添加了液体化学药剂的钻井液与在灰料添加部5添加的灰料混合后输送到配液部6中。通过剪切泵7可以充分粉碎高分子聚合物配浆时在泥浆中产生的“鱼眼”，保证高分子聚合物充分混合于泥浆中以保证泥浆的性能。由于剪切泵7一方面是靠剪切盘旋转剪切“鱼眼”，另一方面由于叶轮旋转产生强大的离心力使从叶轮的导流孔中进入的“鱼眼”从叶轮的喷嘴中喷出与剪切盘撞击将“鱼眼”粉碎，这样双作用在泵壳内会产生5000英尺/分的剪切流，“鱼眼”不但遭到机械剪切而且遭到液流剪切，从而被彻底粉碎。
在图1中，配液部6包括泥浆池63和液体添加泵62，液体化学药剂通过液体添加泵62加入到泥浆池63中。以前向泥浆中加液体化学药剂时都是员工向泥浆池63加入，不仅加入的量无法准确计量，而且由于大多数的液体添加剂会散发出刺眼、刺鼻等气味，有时需要加入强酸性或强碱性的物质，这会严重危害工人的身体健康。通过采用液体添加泵62，则避免了人与液体的直接接触，保护了劳动者人身的安全。另外，由于可以通过液体添加泵62精确计量，因此能够精确地控制加入泥浆中的化学药剂添加量，从而可以方便的配制出理想的泥浆。
由于当今钻井工艺会广泛使用盐水、油基泥浆和高分子聚合物配制泥浆，因此在配液部6中还设置了盐水泵31和油基泥浆泵32。配制盐水时，盐水泵31从盐水舱(未图示出)中抽取淡水经过一化学品混合器33与加入其中的工业盐混合后进入盐水舱，如此循环就可配制好盐水储存于盐水舱中。配制泥浆时，盐水泵31从盐水舱中抽取盐水到泥浆池63中。油基泥浆泵32设置在油基泥浆舱(未图示出)与泥浆池63之间，用于将油基泥浆舱中的油料输送到泥浆池63中。对于油基泥浆泵32，可以用离心泵、叶片泵也可以用齿轮泵。
如图1所示，灰料添加部5包括：料袋运输装置54、割袋机52、泥浆混合器53和缓冲罐51，装有灰料的料袋通过料袋运输装置54送至割袋机52上，并通过割袋机52将料袋割破后使灰料进入到泥浆混合器53内。缓冲罐51用于存储散装灰料并向泥浆混合器53添加灰料。在缓冲罐51和泥浆混合器53之间还安装有供料器55，通过在缓冲罐51下灰处配置供料器55，可以实现自动化输灰、配浆，从而提高了作业效率。另外，料袋运输装置54采用的是料袋升降机和真空提升机(真空吸袋机)，袋料升降机将下层甲板(未图示出)的袋料运输到中间甲板(未图示出)，以便真空吸袋机将袋装材料运送到割带机52上或缓冲罐51下的泥浆混合器53上；真空吸袋机能将袋料升降机平台上的袋装材料运送到割带机52上或缓冲罐51下的泥浆混合器53上。通过料袋运输装置54运输袋装料并与割袋机52配套使用，实现了自动化割袋、无尘输灰、配浆，改善了劳动者的工作环境，降低了劳动者的工作强度，同时也大大提高了作业效率。
通过上述方式配置好的钻井液(泥浆)再由灌注泵9和泥浆泵8送至钻台进行钻井作业。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钻井液处理系统，包括：除泥砂部(1)、除气部(2)和复配部(3)，从井口返回的钻井液依次经除泥砂部(1)和除气部(2)分别去除岩屑和天然气后，在复配部(3)复配入灰料和液体化学药剂；其特征在于，所述除泥砂部(1)进一步包括：分流器(11)、振动筛(12)、泥浆清洁器(13)、除泥器(15)、除砂器(24)、泥浆回流槽(14)、除泥泵(16)、排砂槽(21)、沉砂池(22)和除砂泵(25)，分流器(11)设置在振动筛(12)的上游，在分流器(11)的上游端设置有用于去除钻井液中粘泥饼的刮泥器(4)；泥浆回流槽(14)设置在振动筛(12)的下游，排砂槽(21)设置在泥浆回流槽(14)的下游，除泥器(15)和除砂器(24)设置在振动筛(12)的上方；除砂泵(25)用于向除砂器(24)泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较大颗粒的砂；除泥泵(16)用于向除泥器(15)泵送具有一定压力的需要处理的泥浆，以除去泥浆中较细的岩屑。
2.如权利要求1所述的钻井液处理系统，其特征在于，所述复配部(3)包括灰料添加部(5)和配液部(6)，灰料添加部(5)通过一剪切泵(7)和混合泵与配液部(6)相连，所述经过除岩屑和天然气的钻井液在配液部(6)加入液体化学药剂，部分添加了液体化学药剂的钻井液与所述灰料添加部(5)添加的灰料混合后输送到所述配液部(6)中。
3.如权利要求2所述的钻井液处理系统，其特征在于，所述配液部(6)包括泥浆池(63)和液体添加泵(62)，所述液体化学药剂通过液体添加泵(62)加入到泥浆池(63)中。
4.如权利要求3所述的钻井液处理系统，其特征在于，所述灰料添加部(5)包括：料袋运输装置(54)、割袋机(52)和泥浆混合器(53)，装有灰料的料袋通过料袋运输装置(54)送至割袋机(52)上，并通过割袋机(52)将料袋割破后使灰料进入到泥浆混合器(53)内。
5.如权利要求4所述的钻井液处理系统，其特征在于，所述泥浆混合器(53)上部还安装有用于存储灰料并向所述泥浆混合器(53)添加灰料的缓冲罐(51)及其供料器(55)。
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