CN102692140A

CN102692140A - 石油钻井泥浆强制冷却系统

Info

Publication number: CN102692140A
Application number: CN2012102071799A
Authority: CN
Inventors: 许锦华; 胡小刚; 陈玲; 侯召坡; 杨文松; 李凤玉
Original assignee: Huayouyiji (hebei) Drilling Equipment Co Ltd; CNPC Bohai Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Huayouyiji (hebei) Drilling Equipment Co Ltd; CNPC Bohai Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明公开了一种石油钻井泥浆强制冷却系统，涉及石油钻井装备辅助装置技术领域，包括支架和泥浆冷却罐；所述支架为上开口的矩形框架结构；所述泥浆冷却罐包括罐体、底架、填料层、冷却风机、喷淋系统、泥浆收集槽以及排放槽；所述冷却风机设于所述填料层正上方；所述泥浆收集槽设于所述填料层正下方；所述排放槽与泥浆收集槽对接；所述喷淋系统固定设于所述填料层和冷却风机之间；所述支架底部固定设置泥浆输送泵，所述泥浆输送泵出料口通过泥浆输送管与所述喷淋系统进料口对接；其优点在于：通过采用强制风冷结构，依靠自身结构特点实现泥浆温度降低至满足正常钻井的水平。

Description

石油钻井泥浆强制冷却系统

技术领域

本发明涉及一种石油钻井装备辅助装置技术领域。

背景技术

石油钻井过程中，钻具切削岩石能够产生大量的热，同时钻具与孔壁摩擦产生大量的热，而且随着钻孔深度的加大，孔底地温也逐渐升高，这些热量传递给泥浆带出井外，同时泥浆温度也逐步升高，泥浆温度的升高对钻具以及输送装备造成一定的腐蚀，缩短钻具使用寿命，同时也影响泥浆成分和泥浆的作用，而且目前陆地钻井和石油钻井均使用根据地质情况配置的泥浆，成本较高，为了防止高温泥浆重复进入孔底和泥浆循环使用，目前施工中采用加长泥浆槽的路线，使泥浆在循环流动中自然降温，成本较高，而且占地面积较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石油钻井泥浆强制冷却系统，有效降低钻井过程中辅助设备成本，延长钻具使用寿命，节省设备占地面积。

本发明的设计构思是这样实现的：工作时泥浆输送泵抽取泥浆罐内的泥浆并将其泵送至冷却罐喷淋系统，喷淋系统将泥浆向下喷淋，热泥浆由喷淋系统均匀分布到各个喷头，经喷头使热泥浆向下喷射到填料层上，依靠顶部的电力风机，强行把泥浆冷却罐外的冷空气，经泥浆冷却罐下部吸入罐体内，均匀分布在填料层上的泥浆与吸入泥浆冷却罐内的冷空气与填料层的热泥浆进行热交换；湿热空气由冷却风机排出泥浆冷却罐外，冷却泥浆向下进入泥浆收集槽后由排放槽排出，整个过程无需额外增加循环泥浆槽，节省设备成本，节省占地面积，冷却后的泥浆进入钻井循环系统，避免高温泥浆损坏钻具。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种石油钻井泥浆强制冷却系统，包括支架和泥浆冷却罐；所述支架为上开口的矩形框架结构；所述泥浆冷却罐包括罐体、底架、填料层、冷却风机、喷淋系统、泥浆收集槽以及排放槽；所述冷却风机设于所述填料层正上方；所述泥浆收集槽设于所述填料层正下方；所述排放槽与泥浆收集槽对接；所述喷淋系统固定设于所述填料层和冷却风机之间；所述支架底部固定设置泥浆输送泵，所述泥浆输送泵出料口通过泥浆输送管与所述喷淋系统进料口对接；所述泥浆冷却罐的底架底部设有旋转伸缩机构。

所述填料层顶部设有收水器。

所述罐体为上下均开口的长方体结构、且其侧壁上均设置隔热板。

所述泥浆输送泵进料口设有过滤器；

所述排放槽出口和泥浆输送泵出料口设有泥浆进口温度传感器和泥浆出口温度传感器；所述支架一侧设有防爆电控箱；所述泥浆进口温度传感器和泥浆出口温度传感器信号输出端均与防爆电控箱内的控制电路信号输入端连接；冷却风机的驱动电机和泥浆输送泵的驱动电机电源输出端与防爆电控箱内控制电路的电源输出端连接。

所述填料层包括在罐体内自下而上排列的玻璃钢隔板。

本发明的有益效果如下：通过采用强制风冷结构，依靠自身结构特点实现泥浆温度降低至满足正常钻井的水平；冷却罐周围采用隔热板，减少外界高温辐射；冷却罐和支架采用嵌套结构，便于安装、运输。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明使用状态示意图的主视图：

图2是本发明使用状态示意图的俯视图：

图3是本发明泥浆冷却罐结构示意图的主视图：

图4是本发明泥浆冷却罐结构示意图的左视图：

图5是本发明组合状态示意图的主视图；

图6是本发明组合状态示意图的左视图；

在附图中：1、支架；2、泥浆输送泵；3、防爆电控箱；4、泥浆进口温度传感器；5、泥浆出口温度传感器；6、泥浆输送管；7、泥浆冷却罐；8、喷淋系统；9、冷却风机；10、泥浆收集槽；11、梯子；12、过滤器；13、填料层；14、收水器；15、底架；16、排放槽；17、旋转伸缩机构。

具体实施方式

综上所述，本发明公开一种石油钻井泥浆强制冷却系统（参见图1和图2），包括支架1和泥浆冷却罐7（参见图3和图4）；所述支架1为上开口的矩形框架结构；所述泥浆冷却罐7借助于旋转伸缩机构17设于支架1顶部；支架和泥浆冷却罐采用嵌套式结构，在正常使用时候，通过搬开底架 15上的旋转伸缩机构17的操作手柄，将泥浆冷却罐支撑于支架顶部，并将喷淋系统进料口和泥浆输送泵出料口通过泥浆输送泵连通即可使用，在运输以及转场过程中（参见图5和图6），搬回底架 15上的旋转伸缩机构17的操作手柄，可以将泥浆冷却罐置于支架内部，缩小整体体积，所述泥浆冷却罐7包括罐体、底架15、填料层13、冷却风机9、喷淋系统8、泥浆收集槽10以及排放槽16；所述冷却风机9设于所述填料层13正上方；所述泥浆收集槽10设于所述填料层13正下方；所述排放槽16与泥浆收集槽10对接；所述喷淋系统8固定设于所述填料层13和冷却风机9之间；所述支架1底部固定设置泥浆输送泵2，所述泥浆输送泵2出料口通过泥浆输送管6与所述喷淋系统8进料口对接。

所述填料层13顶部设有收水器14，避免水蒸气被冷却风机抽走，保持泥浆正常参数。

所述罐体为上下均开口的长方体结构、且其侧壁上均设置隔热板，隔热板可以减少外界高温辐射，增强泥浆冷却效果。

所述泥浆输送泵2进料口设有过滤器12，防止泥浆内钻井岩屑进入泥浆输送泵内造成泵体损坏，延长泥浆输送泵使用寿命；

所述排放槽16出口和泥浆输送泵2出料口设有泥浆进口温度传感器4和泥浆出口温度传感器；所述支架1一侧设有防爆电控箱3；所述泥浆进口温度传感器4和泥浆出口温度传感器信号输出端均与防爆电控箱3内的控制电路信号输入端连接；冷却风机9的驱动电机和泥浆输送泵2的驱动电机电源输出端与防爆电控箱3内控制电路的电源输出端连接。

所述填料层13包括在罐体内自下而上排列的玻璃钢隔板，并采用竹片交错式，防止悬浮物堵塞，提高泥浆的再分配能力，减小阻力，热交换效果较好。

在具体使用过程中，首先将整体设备就位，并将泥浆冷却罐起吊，用旋转伸缩机构将其固定与支架顶部，然后利用泥浆输送管连接泥浆输送泵和喷淋系统，泥浆输送泵进料口与泥浆箱连接，并将防爆电控箱与主电源连接，操控泥浆输送泵和冷却风机进行泥浆冷却，冷却风机将泥浆冷却罐外部空气从罐体下部吸入泥浆冷却罐，喷淋系统将泥浆均匀喷射在填料层表面，吸入的空气与填料层表面的热泥浆进行热交换，降低泥浆温度，同时由于在热交换过程中空气会带走一部分泥浆内的水汽，为了防止水汽流失，在填料层上部设置收水器，收水器将收集的水汽补充给泥浆，确保泥浆正常使用参数，经过冷却的泥浆流入填料层下方的锥形泥浆收集槽，并经排放槽排出，排出的泥浆进入钻井泥浆循环系统，循环使用。

本发明所披露的石油钻井泥浆强制冷却系统通过强制冷却工作原理，依靠自身结构特点实现泥浆温度降低至满足正常钻井的水平；泥浆冷却罐周围采用隔热板，减少外界高温辐射；泥浆冷却罐和支架采用嵌套结构，便于安装、运输。

本发明在中高温地热钻井、深部油气井、冻土带钻井及天然气水合物钻井中，能满足不同井深的钻井工艺的要求，适应国内、外不同地区和油田的使用条件，是钻井工艺的关键设备。

Claims

1.一种石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：包括支架（1）和泥浆冷却罐（7）；所述支架（1）为上开口的矩形框架结构；所述泥浆冷却罐（7）包括罐体、底架（15）、填料层（13）、冷却风机（9）、喷淋系统（8）、泥浆收集槽（10）以及排放槽（16）；所述冷却风机（9）设于所述填料层（13）正上方；所述泥浆收集槽（10）设于所述填料层（13）正下方；所述排放槽（16）与泥浆收集槽（10）对接；所述喷淋系统（8）固定设于所述填料层（13）和冷却风机（9）之间；所述支架（1）底部固定设置泥浆输送泵（2），所述泥浆输送泵（2）出料口通过泥浆输送管（6）与所述喷淋系统（8）进料口对接；所述泥浆冷却罐（7）的底架（15）底部设有旋转伸缩机构（17）。

2.根据权利要求1所述的石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：所述填料层（13）顶部设有收水器（14）。

3.根据权利要求1或2所述的石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：所述罐体为上下均开口的长方体结构、且其侧壁上均设置隔热板。

4.根据权利要求3所述的石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：所述泥浆输送泵（2）进料口设有过滤器（12）。

5.根据权利要求4所述的石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：所述排放槽（16）出口和泥浆输送泵（2）出料口设有泥浆进口温度传感器（4）和泥浆出口温度传感器；所述支架（1）一侧设有防爆电控箱（3）；所述泥浆进口温度传感器（4）和泥浆出口温度传感器信号输出端均与防爆电控箱（3）内的控制电路信号输入端连接；冷却风机（9）的驱动电机和泥浆输送泵（2）的驱动电机电源输出端与防爆电控箱（3）内控制电路的电源输出端连接。

6.根据权利要求5所述的石油钻井泥浆强制冷却系统，其特征在于：所述填料层（13）包括在罐体内自下而上排列的玻璃钢隔板。