CN106121569A - 泥浆处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泥浆处理系统，包括：井口设备；筛分装置，筛分装置与井口设备相连通，筛分装置用于对泥浆进行筛分；混合搅拌装置，混合搅拌装置设置在井口设备与筛分装置之间以对由井口设备向筛分装置流动的泥浆进行剪切搅拌。本发明解决了现有技术中的泥浆处理系统无法有效地提高流入筛分装置的泥浆流动性的问题。

Description

泥浆处理系统

技术领域

本发明涉及油气钻采技术领域，具体而言，涉及一种泥浆处理系统。

背景技术

在油田的正常钻井作业过程中，会有泥浆返排，泥浆中含有大量的岩屑，位于地下的泥浆经过环空返排到井口设备处，之后进入泥浆处理系统，泥浆井口设备自流进入筛分装置，经过筛分装置的筛分后，泥浆中的一部分岩屑颗粒与浆液分离，分离后的岩屑颗粒被收集处理，分离后的泥浆液继续进入泥浆处理系统的下一循环。

由于地下返排出的泥浆的成分比例不固定，当地层中的粘土随泥浆一同返排出时，泥浆的粘度会增大，泥浆的流动性变差，泥浆长时间裸露甚至会变成团状，现有的泥浆处理系统无法对泥浆的流动性进行有效地改善，粘度较大的泥浆到达筛分装置后会封堵筛分装置的筛网，泥浆中的大块岩屑和泥浆液无法被有效地分离，从而降低了筛分装置的筛分效率，当筛网的网孔被大量封堵时，泥浆在筛分装置积存而出现“跑浆”现象，不仅造成了环境的污染，还严重影响了泥浆处理系统的工作可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泥浆处理系统，以解决现有技术中的泥浆处理系统无法有效地提高流入筛分装置的泥浆流动性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种泥浆处理系统，包括：井口设备；筛分装置，筛分装置与井口设备相连通，筛分装置用于对泥浆进行筛分；混合搅拌装置，混合搅拌装置设置在井口设备与筛分装置之间以对由井口设备向筛分装置流动的泥浆进行剪切搅拌。

进一步地，泥浆处理系统还包括第一连接部，井口设备通过第一连接部与混合搅拌装置连通。

进一步地，第一连接部为连接管或连接槽。

进一步地，泥浆处理系统还包括稀释装置，稀释装置与混合搅拌装置连通以对混合搅拌装置内的泥浆进行补水稀释。

进一步地，混合搅拌装置包括：容纳部，容纳部具有容纳腔，容纳部还具有进液结构和出液结构，进液结构与井口设备连通，出液结构与筛分装置连通；搅拌部，搅拌部的至少一部分设置在容纳腔内以对容纳腔内的泥浆进行剪切搅拌。

进一步地，进液结构的高度大于或等于出液结构的高度。

进一步地，搅拌部包括：搅拌杆；剪切桨，剪切桨设置在搅拌杆上，且剪切桨位于在容纳腔内，剪切桨为多个，多个剪切桨沿搅拌杆的轴向间隔设置。

进一步地，剪切桨具有多个剪切叶片，多个剪切叶片绕搅拌杆的周向间隔设置，且相邻两个剪切叶片的剪切面之间平行设置或呈夹角设置。

进一步地，搅拌杆的第一端位于容纳腔内，搅拌部还包括扰动结构，扰动结构设置在搅拌杆的第一端。

进一步地，扰动结构具有多根扰动杆，各扰动杆的第一端均与搅拌杆连接，各扰动杆的第二端朝向容纳部的底部伸出。

进一步地，搅拌杆的第二端由容纳腔向外伸出，搅拌部还包括驱动电机，驱动电机设置在搅拌杆的第二端以驱动搅拌杆转动。

进一步地，混合搅拌装置为搅拌池或搅拌罐。

进一步地，筛分装置为振动筛。

应用本发明的技术方案，通过在泥浆处理系统的井口设备与筛分装置之间设置混合搅拌装置，从而使泥浆进入筛分装置之前会流经混合搅拌装置，混合搅拌装置能够有效地对进入其的泥浆进行剪切搅拌，泥浆的流动性被有效地改善。本发明的泥浆处理系统充分地利用了泥浆具有触变性的特点，降低了泥浆的粘度，提高了泥浆的流动性，有效地避免了流入筛分装置的泥浆堵塞筛网，保证了筛分装置顺利地对泥浆进行筛分，进而提高了整个泥浆处理系统的工作可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的泥浆处理系统的流程示意图；

图2示出了图1中的泥浆处理系统的井口设备、混合搅拌装置和混合搅拌装置的位置关系图；

图3示出了图1中的泥浆处理系统的混合搅拌装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、井口设备；20、筛分装置；30、混合搅拌装置；31、基座；32、容纳部；321、容纳腔；322、进液结构；323、出液结构；33、搅拌部；331、搅拌杆；332、剪切桨；333、扰动结构；334、驱动电机；3321、剪切叶片；3331、扰动杆；40、第一连接部；50、岩屑池；60、泥浆池单元；61、第一泥浆池；62、第二泥浆池；63、第三泥浆池；64、第四泥浆池；65、第五泥浆池；71、第一污泥泵；72、第二污泥泵；73、除气泵；74、上水泵；75、泥浆泵；70、泵送单元；80、除砂器；90、除泥器；100、除气器；110、高压管路；120、钻杆柱；130、钻头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有技术中的泥浆处理系统无法有效地提高流入筛分装置20的泥浆的流动性的问题，本发明提供了一种泥浆处理系统。

如图1和图2所示，泥浆处理系统，包括井口设备10、筛分装置20和混合搅拌装置30；筛分装置20与井口设备10相连通，筛分装置20用于对泥浆进行筛分，混合搅拌装置30设置在井口设备10与筛分装置20之间以对由井口设备10向筛分装置20流动的泥浆进行剪切搅拌。

通过在泥浆处理系统的井口设备10与筛分装置20之间设置混合搅拌装置30，从而使泥浆进入筛分装置20之前会流经混合搅拌装置30，混合搅拌装置30能够有效地对进入其的泥浆进行剪切搅拌，泥浆的流动性被有效地改善。本发明的泥浆处理系统充分地利用了泥浆具有触变性的特点，降低了泥浆的粘度，提高了泥浆的流动性，有效地避免了流入筛分装置20的泥浆堵塞筛网，保证了筛分装置20顺利地对泥浆进行筛分，进而提高了整个泥浆处理系统的工作可靠性。

可选地，混合搅拌装置30与筛分装置20之间的距离小于或等于混合搅拌装置30与井口设备10之间的距离。这样，能够使泥浆在进入筛分装置20之前保持“弱凝胶”状，以保证泥浆的携砂性能，从而使泥浆能够将尽可能多的井底岩屑带到筛分装置20处，而避免岩屑在泥浆流动过程中沉淀。

如图2所示，为了保证泥浆由井口设备10向混合搅拌装置30稳定地流动，泥浆处理系统还包括第一连接部40，井口设备10通过第一连接部40与混合搅拌装置30连通。

可选地，第一连接部40为连接管或连接槽。其中，使用连接管能够避免泥浆与空气接触而使泥浆中的水分流失造成泥浆流动性差，使用连接槽便于对第一连接部40清洗。

当然，可选地，混合搅拌装置30与筛分装置20之间也能够通过连接管或连接槽连接。

在本发明的一个未图示的可选实施例中，泥浆处理系统还包括稀释装置，稀释装置与混合搅拌装置30连通以对混合搅拌装置30内的泥浆进行补水稀释。这样，进一步对混合搅拌装置30中的泥浆进行稀释，能够保证混合搅拌装置30中的泥浆稳定地、顺利地流入筛分装置20。

如图3所示，混合搅拌装置30包括容纳部32和搅拌部33，容纳部32具有容纳腔321，容纳部32还具有进液结构322和出液结构323，进液结构322与井口设备10连通，出液结构323与筛分装置20连通，搅拌部33的至少一部分设置在容纳腔321内以对容纳腔321内的泥浆进行剪切搅拌。这样，搅拌部33对通过进液结构322流入容纳腔321的泥浆进行高速剪切，降低了泥浆的粘度，提高了泥浆的流动性，之后被稀释的泥浆通过出液结构323进入筛分装置20，从而避免了筛分装置20的筛网被堵塞，进而保证了整个泥浆处理系统稳定地工作。

可选地，进液结构322为进液管，出液结构323为出液管。

进一步可选地，为了保证泥浆稳定地流入和流出混合搅拌装置30，进液管和出液管呈圆形或方形，为了维持同一时间内流入混合搅拌装置30的泥浆量和流出混合搅拌装置30的泥浆量的平衡，进液管和出液管的管腔截面积相等。

可选地，为了实现泥浆依靠自身的重力便能够流经混合搅拌装置30以节省泥浆处理系统的耗能，进液结构322的高度大于或等于出液结构323的高度。

如图3所示，搅拌部33包括搅拌杆331和剪切桨332，剪切桨332设置在搅拌杆331上，且剪切桨332位于在容纳腔321内，剪切桨332为多个，多个剪切桨332沿搅拌杆331的轴向间隔设置。这样，使位于混合搅拌装置30的容纳腔321的泥浆在容纳腔321的高度方向的各位置处被充分地剪切搅拌，从而提高了混合搅拌装置30对泥浆的处理能力。

可选地，剪切桨332具有多个剪切叶片3321，多个剪切叶片3321绕搅拌杆331的周向间隔设置，且相邻两个剪切叶片3321的剪切面之间平行设置或呈夹角设置。这样，当剪切桨332高速旋转对泥浆进行剪切搅拌的过程中，不仅能够使泥浆绕容纳腔321的周向运动，还能使泥浆沿容纳腔321的高度方向上下运动，泥浆充分运动后，泥浆中含有的泥和水的比例被分配均匀，从而使泥浆的流动性有效地得到提高。

如图3所示，搅拌杆331的第一端位于容纳腔321内，搅拌部33还包括扰动结构333，扰动结构333设置在搅拌杆331的第一端。这样，通过扰动结构333能对沉于容纳腔321底部的重量较大的岩屑或杂质颗粒进行充分地扰动，重量较大的岩屑或杂质颗粒受到扰动旋钮力的作用会悬浮上升，由此可见，由于设置了扰动结构333，提高了混合搅拌装置30的工作能力。

如图3所示，为了增强扰动结构333的扰动效果，扰动结构333具有多根扰动杆3331，各扰动杆3331的第一端均与搅拌杆331连接，各扰动杆3331的第二端朝向容纳部32的底部伸出。

如图3所示，为了保证搅拌杆331稳定地转动，搅拌杆331的第二端由容纳腔321向外伸出，搅拌部33还包括驱动电机334，驱动电机334设置在搅拌杆331的第二端以驱动搅拌杆331转动。

可选地，混合搅拌装置30为搅拌池或搅拌罐。

本发明的图3中示出的可选实施例中的混合搅拌装置30为搅拌罐，为了提高混合搅拌装置30的支撑稳定性，混合搅拌装置30还包括基座31。

可选地，基座31为支腿结构。

优选地，筛分装置20为振动筛。

如图1所示，泥浆处理系统还包括泥浆池单元60，泥浆池单元60包括串联设置的第一泥浆池61、第二泥浆池62、第三泥浆池63、第四泥浆池64和第五泥浆池65。

当泥浆在筛分装置20处进行初步筛分作业，筛分出的岩屑被收集到岩屑池50中进行收集处理。初步筛分后的泥浆依次流入第一泥浆池61、第二泥浆池62、第三泥浆池63、第四泥浆池64和第五泥浆池65，其中，第一泥浆池61内的泥浆由第一污泥泵71泵送至除砂器80进行二次筛分作业，二次筛分出的泥沙被排入岩屑池50，二次筛分出的泥浆进入第二泥浆池62，第二泥浆池62内的泥浆由第二污泥泵72泵送至除泥器90进行三次筛分作业，三次筛分出的泥沙被排入岩屑池50，三次筛分出的泥浆进入第三泥浆池63并自流进入第四泥浆池64；通过除气泵73和除气器100去除第四泥浆池64内的气体，第四泥浆池64内的泥浆自流进入第五泥浆池65后，由泥浆泵75通过高压管路110泵送至钻杆柱120，最终到达钻头130处后由环空返排至井口设备10处完成一个循环过程。

其中，泥浆泵75通过上水泵74进行上水。第一污泥泵71、第二污泥泵72、除气泵73、上水泵74和泥浆泵75共同构成了泥浆处理系统的泵送单元70。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、提高振动筛固液分离效率，可以根本解决石油钻井长期以来的“跑浆”问题；

2、本发明的混合搅拌装置30便于井队搬迁时整体吊装。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种泥浆处理系统，其特征在于，包括：

井口设备(10)；

筛分装置(20)，所述筛分装置(20)与所述井口设备(10)相连通，所述筛分装置(20)用于对泥浆进行筛分；

混合搅拌装置(30)，所述混合搅拌装置(30)设置在所述井口设备(10)与所述筛分装置(20)之间以对由所述井口设备(10)向所述筛分装置(20)流动的泥浆进行剪切搅拌。

2.根据权利要求1所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述泥浆处理系统还包括第一连接部(40)，所述井口设备(10)通过所述第一连接部(40)与所述混合搅拌装置(30)连通。

3.根据权利要求2所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述第一连接部(40)为连接管或连接槽。

4.根据权利要求1所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述泥浆处理系统还包括稀释装置，所述稀释装置与所述混合搅拌装置(30)连通以对所述混合搅拌装置(30)内的所述泥浆进行补水稀释。

5.根据权利要求1所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述混合搅拌装置(30)包括：

容纳部(32)，所述容纳部(32)具有容纳腔(321)，所述容纳部(32)还具有进液结构(322)和出液结构(323)，所述进液结构(322)与所述井口设备(10)连通，所述出液结构(323)与所述筛分装置(20)连通；

搅拌部(33)，所述搅拌部(33)的至少一部分设置在所述容纳腔(321)内以对所述容纳腔(321)内的泥浆进行剪切搅拌。

6.根据权利要求5所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述进液结构(322)的高度大于或等于所述出液结构(323)的高度。

7.根据权利要求5所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述搅拌部(33)包括：

搅拌杆(331)；

剪切桨(332)，所述剪切桨(332)设置在所述搅拌杆(331)上，且所述剪切桨(332)位于在所述容纳腔(321)内，所述剪切桨(332)为多个，多个所述剪切桨(332)沿所述搅拌杆(331)的轴向间隔设置。

8.根据权利要求7所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述剪切桨(332)具有多个剪切叶片(3321)，多个所述剪切叶片(3321)绕所述搅拌杆(331)的周向间隔设置，且相邻两个所述剪切叶片(3321)的剪切面之间平行设置或呈夹角设置。

9.根据权利要求7所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述搅拌杆(331)的第一端位于所述容纳腔(321)内，所述搅拌部(33)还包括扰动结构(333)，所述扰动结构(333)设置在所述搅拌杆(331)的第一端。

10.根据权利要求9所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述扰动结构(333)具有多根扰动杆(3331)，各所述扰动杆(3331)的第一端均与所述搅拌杆(331)连接，各所述扰动杆(3331)的第二端朝向所述容纳部(32)的底部伸出。

11.根据权利要求9所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述搅拌杆(331)的第二端由所述容纳腔(321)向外伸出，所述搅拌部(33)还包括驱动电机(334)，所述驱动电机(334)设置在所述搅拌杆(331)的第二端以驱动所述搅拌杆(331)转动。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述混合搅拌装置(30)为搅拌池或搅拌罐。

13.根据权利要求1所述的泥浆处理系统，其特征在于，所述筛分装置(20)为振动筛。