CN104060957B - 欠平衡钻井防堵液气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及欠平衡钻井分离器技术领域，是一种欠平衡钻井防堵液气分离器；其包括底座、支架、罐体、进液管、排气管、竖隔板、横隔板、溢流排液管、排污管和开关阀；在底座上端通过支架固定安装有罐体；在罐体的上部连通固定安装有与罐体的外罐壁水平相切的进液管；在罐体的顶端连通固定安装有排气管；在罐体的下部固定安装有竖隔板，在竖隔板的右侧上端固定有横隔板。本发明结构合理而紧凑，使用方便；采用溢流排液的方式，使位于溢流排液管的进液口高于罐体底部，有效防止固态杂质堵塞出液口，提高钻井液的除杂效果；排污清堵时，固态杂质随部分残留在罐体内的钻井液从排污管排出，减少钻井液浪费，缩短排污时间，排污效率高。

Description

欠平衡钻井防堵液气分离器

技术领域

本发明涉及欠平衡钻井分离器技术领域，是一种欠平衡钻井防堵液气分离器。

背景技术

液气分离器是欠平衡钻井采油分离系统中的一个用于钻井液的初级脱气的分离设备；通常使用的液气分离器，由于其出液口设置在分离器罐体底部，钻井液中的泥浆、砂子和岩屑等固态杂质经沉淀分布在分离器罐体底部，容易堵塞位于罐体底部的排液管进液口，影响分离工作的正常进行；在这种情况下，现场工作人员需要对分离器罐体进行排污清堵，即通过排污通道将分离器罐体内的钻井液全部排空，这种清堵的方式虽然能够暂时解决出液口堵塞的问题，但钻井液浪费十分严重；同时在液气分离器工作等停或二次启动频次高的情况下，分离器排液通道堵塞的情况经常发生，而清堵工作则占用了大量的施工周期，延长作业时间，效率低。

发明内容

本发明提供了一种欠平衡钻井防堵液气分离器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决通常使用的液气分离器，排液管进液口经常堵塞；以及排污清堵，耗时长，效率低的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种欠平衡钻井防堵液气分离器，包括底座、支架、罐体、进液管、排气管、竖隔板、横隔板、溢流排液管、排污管和开关阀；在底座上端通过支架固定安装有罐体；在罐体的上部连通固定安装有与罐体的外罐壁水平相切的进液管；在罐体的顶端连通固定安装有排气管；在罐体的下部固定安装有竖隔板，在竖隔板的右侧上端固定有横隔板，横隔板和竖隔板将罐体的右侧下部封隔成排液腔，在竖隔板的底端有能使排液腔与罐体内部相连通的过液孔；在排液腔的罐体底部固定有与排液腔相连通的溢流排液管，溢流排液管上端的进液口位于排液腔的上部内；在罐体的底部连通固定安装有排污管；在排污管上固定安装有开关阀。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或 / 和改进：

上述进液管的出端口与横隔板之间的罐体右侧内可固定安装有至少一个左斜向下的右减速撞击板，进液管的出端口与横隔板之间的罐体左侧内固定安装有至少一个右斜向下的左减速撞击板，右减速撞击板和左减速撞击板上下间隔并呈交叉分布；横隔板为右斜向下的倾斜板。

上述罐体外部下侧的溢流排液管下端连通可固定安装有三通，三通位于罐体的外侧下方；三通的左端口固定安装有撇油备用管，三通的右端口固定安装有排液管；在撇油备用管和排液管上分别固定安装有开关阀。

上述进液管可呈 状，进液管上端的出液口位于罐体的上部；进液管下端的进液口位于底座下部；排气管呈 状，排气管上端的进气口位于罐体顶部；排气管下端的出气口位于底座下部。

上述罐体的上部可固定安装有安全阀；或 / 和，罐体的顶端固定安装有测量罐体内部压力的压力表；或 / 和，罐体的下部设有人孔，人孔分别与罐体内部和排液腔相连通。

上述罐体外侧可设有能将罐体水平放置的罐枕座；或 / 和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或 / 和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

本发明结构合理而紧凑，使用方便；采用溢流排液的方式，使位于溢流排液管的进液口高于罐体底部，有效防止固态杂质堵塞出液口，提高钻井液的除杂效果；排污清堵时，固态杂质随部分残留在罐体内的钻井液从排污管排出，减少钻井液浪费，缩短排污时间，排污效率高。

附图说明

附图 1 为本发明最佳实施例的剖视结构示意图。

附图 2 为附图 1 的 A-A 向剖视结构示意图。

附图中的编码分别为： 1 为底座， 2 为支架， 3 为罐体， 4 为进液管， 5 为排气管， 6 为竖隔板， 7 为横隔板， 8 为排液腔， 9 为过液孔， 10 为溢流排液管， 11 为排污管， 12 为右减速撞击板， 13 为左减速撞击板， 14 为三通， 15 为撇油备用管， 16 为排液管， 17 为安全阀， 18 为压力表， 19 为吊环， 20 为云梯， 21 为人孔， 22 为罐枕座。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图 2 的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图 2 的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图 1 、 2 所示，该欠平衡钻井防堵液气分离器包括底座 1 、支架 2 、罐体 3 、进液管 4 、排气管 5 、竖隔板 6 、横隔板 7 、溢流排液管 10 、排污管 11 和开关阀；在底座 1 上端通过支架 2 固定安装有罐体 3 ；在罐体 3 的上部连通固定安装有与罐体 3 的外罐壁水平相切的进液管 4 ；在罐体 3 的顶端连通固定安装有排气管 5 ；在罐体 3 的下部固定安装有竖隔板 6 ，在竖隔板 6 的右侧上端固定有横隔板 7 ，横隔板 7 和竖隔板 6 将罐体 3 的右侧下部封隔成排液腔 8 ，在竖隔板 6 的底端有能使排液腔 8 与罐体 3 内部相连通的过液孔 9 ；在排液腔 8 的罐体 3 底部固定有与排液腔 8 相连通的溢流排液管 10 ，溢流排液管 10 上端的进液口位于排液腔 8 的上部内；在罐体 3 的底部连通固定安装有排污管 11 ；在排污管 11 上固定安装有开关阀。溢流排液管 10 的上端的进液口与罐体 3 底部之间存在高度差，而固态杂质受重力作用沉降到罐体 3 底部，对进液口不会造成任何影响，解决了排液堵塞的问题，使用更方便；同时钻井液在排液腔 8 内液面逐渐升高的过程，为固态杂质的沉淀提供了充足时间，提高钻井液的除杂效果；除此之外，对罐体 3 进行排污时，沉降在罐体 3 底部的泥浆、砂子和岩屑等固态杂质随残留在罐体 3 内的钻井液从排污管 11 排出；减少浪费，缩短排污时间，高效快速的排除罐体 3 内的固态杂质，效率高，实用性强。

可根据实际需要，对上述欠平衡钻井防堵液气分离器作进一步优化或 / 和改进：

如附图 1 、 2 所示，进液管 4 的出端口与横隔板 7 之间的罐体 3 右侧内固定安装有至少一个左斜向下的右减速撞击板 12 ，进液管 4 的出端口与横隔板 7 之间的罐体 3 左侧内固定安装有至少一个右斜向下的左减速撞击板 13 ，右减速撞击板 12 和左减速撞击板 13 上下间隔并呈交叉分布；横隔板 7 为右斜向下的倾斜板。右减速撞击板 12 和左减速撞击板 13 能够降低钻井液流速，同时撞击的同时将钻井液中的气体打碎，提高气液分离效率；将右减速撞击板 12 、左减速撞击板 13 和横隔板 7 设计成倾斜状能够促进液体向下流动，起到导流的作用。

如附图 2 所示，在罐体 3 外部下侧的溢流排液管 10 下端连通固定安装有三通 14 ，三通 14 位于罐体 3 的外侧下方；三通 14 的左端口固定安装有撇油备用管 15 ，三通 14 的右端口固定安装有排液管 16 ；在撇油备用管 15 和排液管 16 上分别固定安装有开关阀。撇油备用管 15 通过管线与撇油器连通，去除钻井液上的漂浮油污至集油槽内，降低污染；排液管 16 通过导线与分离器进钻机高架槽管路连通。

如附图 1 所示，进液管 4 呈 状，进液管 4 上端的出液口位于罐体的上部；进液管 4 下端的进液口位于底座下部；排气管 5 呈 状，排气管 5 上端的进气口位于罐体顶部；排气管 5 下端的出气口位于底座下部。便于本发明与其他进液设备和气体处理设备连接。

如附图 2 所示， 在罐体 3 的上部固定安装有安全阀 17 。安全阀 17 用来控制罐体 3 内压力，当罐体 3 内压力超过规定值时，安全阀 17 能自启泄压，保证设备的正常运行，安全性高。

如附图 1 所示，在罐体 3 的顶端固定安装有测量罐体 3 内部压力的压力表 18 。压力表 18 用来观测罐体 3 内部压力，能顾实现时时监控，提高设备使用的安全性。

如附图 1 所示，在罐体 3 的下部设有人孔 21 ，人孔 21 分别与罐体 3 内部和排液腔 8 相连通。人孔 21 为带有盖的孔道，为人工清堵进入罐体 3 提供入口通道。

如附图 1 所示，在罐体 3 外侧设有能将罐体 3 水平放置的罐枕座 22 。罐枕座 22 方便罐体 3 平放。

如附图 1 、 2 所示，在排气管 5 四周的罐体 3 顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环 19 。吊环 19 可便于罐体 3 起吊，拆装方便。

如附图 2 所示，在底座 1 和罐体 3 上分别固定安装有云梯 20 。云梯 20 为工作人员在维护过程中攀援登高用。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的液气分离过程：首先将钻井液从进液管 4 注入罐体 3 内，钻井液中的液态成分和固态杂质受重力作用，产生一个向下的速度，而钻井液中的气体成分朝着原来的方向流动，实现气液分离；分离出的气体成分向上流动从排气管 5 排出罐体 3 ；液态和固态杂质向下流动，液态成分经右减速撞击板 12 和左减速撞击板 13 减速碰撞后到达罐体 3 底部，之后经过液孔 9 进入排液腔 8 内，随着钻井液不断进入排液腔 8 内，排液腔 8 中的钻井液液面上升，当钻井液液面上升至溢流排液管 10 上端的进液口时，钻井液从溢流排液管 10 排出；在此过程中，固态杂质受重力作用沉淀到罐体 3 底部；

罐体 3 排污过程：停止进液，待罐体 3 内的钻井液从溢流排液管 10 全部排出后，开启开关阀，沉降在底部的泥浆、砂子和岩屑等固态杂质随残留在罐体 3 内的钻井液从排污管 11 排出即可。

Claims (17)

1.一种欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于包括底座、支架、罐体、进液管、排气管、竖隔板、横隔板、溢流排液管、排污管和开关阀；在底座上端通过支架固定安装有罐体；在罐体的上部连通固定安装有与罐体的外罐壁水平相切的进液管；在罐体的顶端连通固定安装有排气管；在罐体的下部固定安装有竖隔板，在竖隔板的右侧上端固定有横隔板，横隔板和竖隔板将罐体的右侧下部封隔成排液腔，在竖隔板的底端有能使排液腔与罐体内部相连通的过液孔；在排液腔的罐体底部固定有与排液腔相连通的溢流排液管，溢流排液管上端的进液口位于排液腔的上部内；在罐体的底部连通固定安装有排污管；在排污管上固定安装有开关阀。

2.根据权利要求1所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于进液管的出端口与横隔板之间的罐体右侧内固定安装有至少一个左斜向下的右减速撞击板，进液管的出端口与横隔板之间的罐体左侧内固定安装有至少一个右斜向下的左减速撞击板，右减速撞击板和左减速撞击板上下间隔并呈交叉分布；横隔板为右斜向下的倾斜板。

3.根据权利要求1或2所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外部下侧的溢流排液管下端连通固定安装有三通，三通位于罐体的外侧下方；三通的左端口固定安装有撇油备用管，三通的右端口固定安装有排液管；在撇油备用管和排液管上分别固定安装有开关阀。

4.根据权利要求1或2 所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于进液管上端的出液口位于罐体的上部；进液管下端的进液口位于底座下部；排气管上端的进气口位于罐体顶部；排气管下端的出气口位于底座下部。

5.根据权利要求3所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于进液管上端的出液口位于罐体的上部；进液管下端的进液口位于底座下部；排气管上端的进气口位于罐体顶部；排气管下端的出气口位于底座下部。

6.根据权利要求1或2 所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体的上部固定安装有安全阀；或/和，罐体的顶端固定安装有测量罐体内部压力的压力表；或/和，罐体的下部设有人孔，人孔分别与罐体内部和排液腔相连通。

7.根据权利要求3所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体的上部固定安装有安全阀；或/和，罐体的顶端固定安装有测量罐体内部压力的压力表；或/和，罐体的下部设有人孔，人孔分别与罐体内部和排液腔相连通。

8.根据权利要求4所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体的上部固定安装有安全阀；或/和，罐体的顶端固定安装有测量罐体内部压力的压力表；或/和，罐体的下部设有人孔，人孔分别与罐体内部和排液腔相连通。

9.根据权利要求5所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体的上部固定安装有安全阀；或/和，罐体的顶端固定安装有测量罐体内部压力的压力表；或/和，罐体的下部设有人孔，人孔分别与罐体内部和排液腔相连通。

10.根据权利要求1或2所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

11.根据权利要求3所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

12.根据权利要求4所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

13.根据权利要求5所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

14.根据权利要求6所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

15.根据权利要求7所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

16.根据权利要求8所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。

17.根据权利要求9所述的欠平衡钻井防堵液气分离器，其特征在于罐体外侧设有能将罐体水平放置的罐枕座；或/和，排气管四周的罐体顶端固定安装有至少两个中心对称的吊环；或/和，底座和罐体上分别固定安装有云梯。