CN105569590A - 一种循环式钻井液放喷处理系统 - Google Patents

Abstract

循环式钻井液放喷处理系统，包括依次连接的放喷管线、放喷罐、排污管线、泥沙分离器、泥浆管线；放喷管线的出口连接放喷罐的钻井液入口，放喷罐的钻井液出口连接排污管线的入口；放喷罐内设置有气液分离装置；泥沙分离器包括出浆管、进料管、振动筛、泥浆暂存池、多个旋流除砂器，出浆管连接泥浆管线；进料管连接排污管线；旋流除砂器连接进浆管和进料管，底部设置有排砂口向泥浆暂存池排出泥浆；振动筛的泥浆进口正对泥浆暂存池的排污口。本发明将放喷后混合液进行处理，使得钻井液循环使用，节省资源和成本；在放喷罐内对混合物进行处理，将处理后的安全的钻井液经泥沙分离器处理后循环使用，更加环保；采用多个旋流除砂器同时处理，效率高。

Description

一种循环式钻井液放喷处理系统

技术领域

本发明涉及石油放喷技术领域，具体地，涉及一种循环式钻井液放喷处理系统。

背景技术

整个钻井生产过程中，主要的污染物是废泥浆和岩屑、随钻井液循环上返的天然气、H2S气体、油气与钻井液的混合物等，这类污染物排放最多，而且处理的能耗、物耗最大，对环境影响也最大。在井控作业过程中，例如溢流、井涌关井和压井等，为了避免井喷失控和防止井场着火，以及由此可能造成的人员、设备、井眼不安全和环境污染，必须压井放喷。按照要求，节流压井管汇的一个输出口必须接一条100m长的放喷管线，将放喷点引离井场，并在其出口处建一放喷池，用放喷管线直接放喷。另外，还需要对放喷池进行环保处理，铺设防渗布。这样做是为了给放喷的油、气、水与钻井液的混合物提供储存空间，同时为放喷的天然气点火燃烧提供安全场所。

这种传统的放喷方式大大增加了钻井工程征地费用和修路、建放喷池及其环保处理的钻前工程费用。即便这样处理，采用放喷池仍然会对环境造成较大污染。且放喷的混合物中有很大一部分是钻井液，在放喷池进行处理后不加以利用不仅浪费钻井液，而且对钻井液的处理成本都大大增加。

此外，现有技术中对钻井液进行固相控制时，要清除钻井液中的有害固相，保存有用固相，一满足钻井工艺对钻井液性能的要求，常用的有稀释法、替代法、机械方法和化学方法，机械方法中一般采用的设备振动筛、除沙、除泥器和离心机。现有的除砂器存在除砂效率低的问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种处理效率高的循环式钻井液放喷处理系统，该循环式钻井液放喷处理系统将放喷后混合液进行处理，使得处理后的钻井液可以循环使用，节省资源和成本。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种循环式钻井液放喷处理系统，包括依次连接的放喷管线、放喷罐、排污管线、泥沙分离器、泥浆管线，所述放喷罐上设置有钻井液入口、排气口、钻井液出口，放喷罐内设置有气液分离装置，所述排气口还连接有排气管线；所述放喷管线的出口连接放喷罐的钻井液入口，所述放喷罐的钻井液出口连接排污管线的入口；所述泥沙分离器包括机架、出浆管、旋流除砂器、进料管，所述机架中部设置有泥浆暂存池、下部设置有振动筛，所述泥浆暂存池底部设置有排污口；所述出浆管的数量为2根，水平安装在机架顶部，2根出浆管互相平行，所述出浆管上沿其长度方向还设置有一排支管，所述支管与出浆管连通，所述出浆管的出口连接泥浆管线的入口；所述进料管固定在机架上，与出浆管平行，位于泥浆暂存池的上方、出浆管的下方，所述进料管的入口连接排污管线的出口；旋流除砂器的数量有多个，分为两排安装在进料管两侧，两排旋流除砂器分别位于2根出浆管的正下方，旋流除砂器的顶部通过一根溢流管连接一个支管、上部通过一个进浆管连接进料管、底部设置有排砂口，不同的旋流除砂器连接不同的支管；所述振动筛包括筛箱、筛网、振动装置，所述筛网、振动装置均设置在筛箱内，振动装置位于筛网下方；所述筛箱的上端开设有泥浆进口、侧面开设有泥沙出口、底部开设有泥浆出口，所述泥浆进口正对泥浆暂存池的排污口；所述振动装置还连接电机。

作为本发明的进一步改进，所述进料管通过连接杆固定在机架上；所述筛网倾斜放置，所述泥沙出口位于靠近筛网最低的一边的筛箱侧面上，泥沙出口下端与筛网平齐，所述泥浆出口还通过管线连接到泥浆管线的入口。

进一步，所述振动装置包括转动轴、主动轮、从动轮，所述转动轴上设置有凸起，所述从动轮固定在转动轴的一端，所述主动轮与电机的输出轴相连，所述主动轮与从动轮通过皮带相连。

进一步，所述放喷罐底部还设置有排污阀。

进一步，所述放喷罐包括支架和设于支架上的罐体，所述罐体顶部设置排气口；放喷管线的末端通过钻井液入口伸入所述罐体上部；所述气液分离装置为一个障板，该障板位于罐体内部且位于所述放喷管线出口正下方；所述钻井液出口设置在罐体下部。

进一步，所述排污管线上设有浮球液位控制阀，所述浮球液位控制阀的浮球设于所述罐体内部，所述浮球液位控制阀根据所述浮球的位置打开或关闭。

综上，本发明的有益效果是：

本发明将放喷后混合液进行处理，使得处理后的钻井液可以循环使用，节省资源和成本；

本发明在放喷罐内对放喷的油、气、水与钻井液的混合物进行处理，可将放喷分离的天然气在井场外安全点火燃烧，将处理后的安全的钻井液经泥沙分离器处理后循环使用，更加环保；

本发明采用多个旋流除砂器同时对泥浆进行分离处理，处理效率高；另外，增设了泥浆暂存池，可以在泥浆暂存池中的泥浆达到一定量之后再打开泥浆暂存池底部的排污口、开启振动筛的振动装置，避免空开，节省能源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是放喷罐的结构示意图；

图3是泥沙分离器的结构示意图；

图4是旋流除砂器的连接示意图；

图5是振动筛的一个具体实施例的结构示意图；

图6是振动装置的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1-泥沙分离器；2-放喷罐；3-排污管线；4-放喷管线；5-泥浆管线；11-机架；111-底座；112-第一立柱；113-固定框；114-第二立柱；115-支撑杆；116-固定杆；12-出浆管；13-旋流除砂器；131-溢流管；132-进浆管；133-排砂口；14-进料管；141-连接杆；15-支管；16-振动装置；161-转动轴；162-凸起；163-从动轮；164-主动轮；165-皮带；17-泥浆暂存池；18-振动筛；181-筛箱；1811-泥浆进口；1812-泥沙出口；1813-泥浆出口；182-筛网；19-电机；21-支架；22-罐体；23-障板；24-浮球液位控制阀；25-排污阀；241-浮球。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，一种循环式钻井液放喷处理系统包括依次连接的放喷管线4、放喷罐2、排污管线3、泥沙分离器1、泥浆管线5，所述放喷罐2上设置有钻井液入口、排气口、钻井液出口，放喷罐2内设置有气液分离装置，所述排气口还连接有排气管线；所述放喷管线4的出口连接放喷罐2的钻井液入口，所述放喷罐2的钻井液出口连接排污管线3的入口。放喷管线4的入口和泥浆管线5的出口都伸入钻井内，形成一个闭合循环系统。

本实施例中，一种循环式钻井液放喷处理系统将放喷后混合液进行处理，使得处理后的钻井液可以循环使用，节省资源和成本；在放喷罐内对放喷的油、气、水与钻井液的混合物进行处理，可将放喷分离的天然气在井场外安全点火燃烧，将处理后的安全的钻井液经泥沙分离器处理后循环使用，更加环保。

如图3所示，泥沙分离器1包括机架11、出浆管12、进料管14、旋流除砂器13、泥浆暂存池17、振动筛18；

所述泥浆暂存池17固定在机架11的中部，所述振动筛18固定在机架11的下部，所述泥浆暂存池17底部设置有排污口；

所述出浆管12的数量为2根，2根出浆管12互相平行，均水平安装在机架11顶部，每根出浆管12上还设置有5个支管15，5个支管15沿出浆管12的长度方向排成一排，所述支管15上端与出浆管12连通；这样2根出浆管12下方共10根支管15。

所述进料管14通过连接杆141固定在机架11上，与出浆管12平行，位于泥浆暂存池17的上方、出浆管12的下方。

所述进料管14连接排污管线3的出口；2根出浆管12均连接到泥浆管线5的入口。

所述旋流除砂器13有10个，分为两排安装在进料管14两侧，每排5个，两排旋流除砂器13分别位于2根出浆管12的正下方。如图4所示，每个旋流除砂器13的顶部通过一根溢流管131连接一个支管15的下端、上部通过一个进浆管132连接进料管14、底部设置有排砂口133，不同的旋流除砂器13连接不同的支管15，所述进浆管132水平布置且垂直于进料管14。

所述振动筛18包括筛箱181、筛网182、振动装置16，所述筛网182和振动装置16均设置在筛箱181内，振动装置16位于筛网182下方；所述筛箱181的上端开设有泥浆进口1811、侧面开设有泥沙出口1812、底部开设有泥浆出口1813，所述泥浆进口1811正对泥浆暂存池17的排污口；所述振动装置16还连接电机19。本实施例中，筛箱181由底板、左侧板、右侧板和后面板构成，相当于一个六面的箱体去掉前面板和顶板；筛箱181整个顶端作为泥浆进口1811，整个前侧面作为泥沙出口1812，泥浆出口1813（图3中未示）开设在筛箱181的底面上，该泥浆出口1813还通过管线连接到泥浆管线5上。

如图6所示，所述振动装置16包括转动轴161、主动轮164、从动轮163。所述转动轴161上设置有凸起162，该凸起162不覆盖转动轴161的整个圆周面，本实施例中，在转动轴161的相对的两个面上各设置一个凸起162，这样转动轴161转动一圈可以通过两个凸起162对筛网182敲打2次。

所述从动轮163固定在转动轴161的一端，所述主动轮164与电机19的输出轴相连，所述主动轮164与从动轮163通过皮带165相连，电机19运行时，输出轴带动主动轮164转动，从而通过皮带165带动从动轮163转动，再带动转动轴161转动。转动轴161转动时，凸起162随之转动，当凸起162转动到上方与筛网182接触时对筛网182产生敲打的效果。

本实施例中的用于石油放喷管线的泥沙分离器进行泥浆净化时的工作原理如下：

排污管线3中泥浆进入进料管14中，再通过进浆管132进入旋流除砂器13，旋流除砂器13将泥浆分离成低密度的溢流和高密度的底流，其中溢流由溢流管132进入支管15、出浆管12然后流入泥浆管线5返回泥浆循环系统，底流通过排砂口133流入泥浆暂存池17，泥浆暂存池17中的泥浆达到一定量后可以开启泥浆暂存池17底部的排污口，使泥浆落在振动筛18上。随后，筛网182将高密度的底流再分离成两部分，一部分是浆液和小于网孔的颗粒，这部分从筛箱181底部的泥浆出口1813经连接在泥浆出口1813的管线流入泥浆管线5返回泥浆循环系统，另一部分从筛箱181的泥沙出口1812排出。

本实施例中，采用多个旋流除砂器13同时对泥浆进行分离处理，处理效率高；另外，增设了泥浆暂存池17，可以在泥浆暂存池17中的泥浆达到一定量之后再打开泥浆暂存池17底部的排污口、开启振动筛18的振动装置16，避免空开，节省能源。

实际应用中，旋流除砂器13和支管15的数量可以根据实际使用需要设置，只要保证每根出浆管12上设置有至少4根支管15，每个支管15下端连接一个旋流除砂器13即可。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于筛箱18的结构。

如图5所示，本实施例中，筛箱18由前、后、左、右、上、下六个面板构成，上面板上开设泥浆进口1811、前面板上开设有泥沙出口1812、下面板上开设泥浆出口1813，所述泥浆进口1811正对泥浆暂存池17的排污口；

所述筛网182呈后高前低的倾斜放置，前面板上的泥沙出口1812的下端与筛网182平齐，便于泥沙从泥沙出口1812流出。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中对机架11进行进一步改进：

如图3所示，所述机架11包括：底座111、四根第一立柱112、固定框113、四根第二立柱114，其中，底座111和固定框113均呈矩形框状，四根第一立柱112分别立于底座111的四个角上，所述固定框113的四个角分别固定在四根第一立柱112的顶端；所述四根第二立柱114下端分别固定在固定框113的四个角上。所述泥浆暂存池17焊接在固定框113内，所述出浆管12焊接在第二立柱114的顶端，两根出浆管12之间还焊接有支撑杆115。用于支撑同一根出浆管12的两根第二立柱114之间还连接有用于固定旋流除砂器13的固定杆116，旋流除砂器13通过焊接或者抱箍连接（将旋流除砂器13采用抱箍固定在固定杆116上）的方式固定在固定杆116上。所述振动筛18设置在底座111上。所述进料管14通过连接杆141固定在第二立柱114上，进料管14的左端与左端的两根第二立柱114之间均各连接有一根连接杆141，进料管14的右端与右端的两根第二立柱114之间均各连接有一根连接杆141；所有连接杆141均一端连接进料管14，另一端与第二立柱114焊接连接。

本实施例中，机架的上述结构使得整个装置的安装方便、成本低、重量轻，便于使用过程中的转运。

实施例4：

在实施例1至实施例3任一实施例的基础上，本实施例中对放喷罐2进行如下改进：

如图2所示，所述放喷罐2包括支架21和设于支架21上的罐体22，所述罐体22顶部设置排气口；放喷管线4的末端通过钻井液入口伸入所述罐体22上部；所述气液分离装置为一个障板23，障板23的形状为顶点在上、底部在下的锥面；该障板23位于罐体22内部且位于所述放喷管线4出口正下方；所述钻井液出口设置在罐体22下部。所述放喷罐2底部还设置有排污阀25。

所述排污管线3上设有浮球液位控制阀24，所述浮球液位控制阀24的浮球241设于所述罐体22内部，所述浮球液位控制阀24根据所述浮球241的位置打开或关闭。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，包括依次连接的放喷管线（4）、放喷罐（2）、排污管线（3）、泥沙分离器（1）、泥浆管线（5）；

所述放喷罐（2）上设置有钻井液入口、排气口、钻井液出口，放喷罐（2）内设置有气液分离装置，所述排气口还连接有排气管线；所述放喷管线（4）的出口连接放喷罐（2）的钻井液入口，所述放喷罐（2）的钻井液出口连接排污管线（3）的入口；

所述泥沙分离器（1）包括机架（11）、出浆管（12）、旋流除砂器（13）、进料管（14），

所述机架（11）中部设置有泥浆暂存池（17）、下部设置有振动筛（18），所述泥浆暂存池（17）底部设置有排污口；

所述出浆管（12）的数量为2根，水平安装在机架（11）顶部，2根出浆管（12）互相平行，所述出浆管（12）上沿其长度方向还设置有一排支管（15），所述支管（15）与出浆管（12）连通，所述出浆管（12）的出口连接泥浆管线（5）的入口；

所述进料管（14）固定在机架（11）上，与出浆管（12）平行，位于泥浆暂存池（17）的上方、出浆管（12）的下方，所述进料管（14）的入口连接排污管线（3）的出口；

旋流除砂器（13）的数量有多个，分为两排安装在进料管（14）两侧，两排旋流除砂器（13）分别位于2根出浆管（12）的正下方，旋流除砂器（13）的顶部通过一根溢流管（131）连接一个支管（15）、上部通过一个进浆管（132）连接进料管（14）、底部设置有排砂口（133），不同的旋流除砂器（13）连接不同的支管（15）；

所述振动筛（18）包括筛箱（181）、筛网（182）、振动装置（16），所述筛网（182）、振动装置（16）均设置在筛箱（181）内，振动装置（16）位于筛网（182）下方；所述筛箱（181）的上端开设有泥浆进口（1811）、侧面开设有泥沙出口（1812）、底部开设有泥浆出口（1813），所述泥浆进口（1811）正对泥浆暂存池（17）的排污口；所述振动装置（16）还连接电机（19）。

2.根据权利要求1所述的一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，所述进料管（14）通过连接杆（141）固定在机架（11）上；所述筛网（182）倾斜放置，所述泥沙出口（1812）位于靠近筛网（182）最低的一边的筛箱（181）侧面上，泥沙出口（1812）下端与筛网（182）平齐，所述泥浆出口（1813）还通过管线连接到泥浆管线（5）的入口。

3.根据权利要求2所述的一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，所述振动装置（16）包括转动轴（161）、主动轮（164）、从动轮（163），所述转动轴（161）上设置有凸起（162），所述从动轮（163）固定在转动轴（161）的一端，所述主动轮（164）与电机（19）的输出轴相连，所述主动轮（164）与从动轮（163）通过皮带（165）相连。

4.根据权利要求1所述的一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，所述放喷罐（2）底部还设置有排污阀（25）。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，所述放喷罐（2）包括支架（21）和设于支架（21）上的罐体（22），所述罐体（22）顶部设置排气口；放喷管线（4）的末端通过钻井液入口伸入所述罐体（22）上部；所述气液分离装置为一个障板（23），该障板（23）位于罐体（22）内部且位于所述放喷管线（4）出口正下方；所述钻井液出口设置在罐体（22）下部。

6.根据权利要求5所述的一种循环式钻井液放喷处理系统，其特征在于，所述排污管线（3）上设有浮球液位控制阀（24），所述浮球液位控制阀（24）的浮球（241）设于所述罐体（22）内部，所述浮球液位控制阀（24）根据所述浮球（241）的位置打开或关闭。