CN106437573A - 加重材料回收系统及工艺 - Google Patents

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廉云飞
王雪梅
黄红琴
金志雄
岳胜旗
秦莉
孟宪亮
杨景丽
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components

Abstract

本发明涉及石油钻井用的钻井液固相处理设备领域，具体涉及钻井液加重材料回收系统及工艺。加重材料回收系统，包括振动筛、真空除气器、除砂除泥装置、加重材料回收设备和离心机，加重材料回收设备包括罐体，罐体内从上到下被两层隔板分为溢流室、中央处理室和收集室，罐体溢流室部设置溢流管，罐体中央处理室部设置进料管，罐体下端设置排砂口，罐体内设置若干旋流离心分选机，旋流离心分选机的进料口位于中央处理室，旋流离心分选机的溢流口位于溢流室内。本发明结构设计紧凑，节省大量现场安装空间，可以充分把钻井液中的加重材料分离出来，回收率达到70%，回收纯度达到80%，回收的加重材料可以循环利用，节省有害固相的污染，节省大量成本。

Description

加重材料回收系统及工艺
技术领域
本发明涉及石油钻井用的钻井液固相处理设备领域，具体涉及钻井液加重材料回收系统及工艺。
背景技术
在石油钻井过程中，钻井液是必不可少的，钻井液具有保持对地层的压力、冷却润滑钻头、稳定井壁、通过循环携带岩屑的作用。因此为了保证钻井泥浆达到固定的性能，需要在泥浆中添加膨润土、有机盐、重晶石、铁矿粉等贵重泥浆材料，并要求它们能够循环使用。重晶石、铁矿粉比重高达4.0以上，因此添加了这两种材料的钻井液被称为加重钻井液。重晶石、铁矿粉等加重材料由于不溶于钻井液且固相颗粒细，往往容易与钻屑等有害固相一起被排除废弃；现有的加重材料回收工艺主要采用两台离心机和一套循环罐进行回收，利用离心机离心原理分离，不能充分利用液体密度层的变化起到分选作用，因此加重材料与钻屑无法有效分离，且设备投入大，同时增加了循环罐的占地面积，非常不方便于现场安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以充分把钻井液中的加重材料分离出来，分离出来的加重材料可以循环利用，减少有害固相的污染的加重材料回收系统及工艺。
本发明的技术方案是：
加重材料回收系统，包括振动筛、真空除气器、除砂除泥装置、加重材料回收设备和离心机，振动筛连通真空除气器的入口，真空除气器的出口通过第一砂泵连通除砂除泥装置进口，除泥除砂装置的溢流口通过第二砂泵连通加重材料回收设备，加重材料回收设备包括罐体，罐体内从上到下被两层隔板分为溢流室、中央处理室和收集室，罐体溢流室部设置溢流管，罐体中央处理室部设置进料管，罐体下端设置排砂口，罐体内设置若干旋流离心分选机，旋流离心分选机的进料口位于中央处理室，旋流离心分选机的溢流口位于溢流室内，旋流离心分选机的底流口位于收集室内，排砂口连通离心机。
具体的，加重材料回收系统还包括储液仓，储液仓分为锥形仓、除气仓、除砂仓、除泥仓、离心溢流仓和加重材料回收仓，振动筛连通锥形仓，锥形仓上部连通除气仓，除气仓连通真空除气器的入口，真空除气器的出口连通除砂仓，除砂仓通过第一砂泵连通除泥除砂装置进口，除泥除砂装置的溢流口连通除泥仓，除泥仓通过第二砂泵连通加重材料回收设备的进液管，加重材料回收设备的溢流管连通离心溢流仓，加重材料回收设备的排砂口连通加重材料回收仓，离心溢流仓连通离心机。
具体的，若干旋流离心分选机均匀分布，旋流离心分选机直径范围是5~30mm，直段长度1-1.5D，锥角5°。
具体的，进料管为斜切向进入。
加重材料回收工艺，包括如下步骤：a、从井口输送来的钻井液经振动筛进行第一级处理；b、振动筛筛下钻井液进入真空除气器进行处理；c、真空除气器处理过的钻井液通过第一砂泵进入除泥除砂装置进行处理；d、除泥除砂装置进行处理过的钻井液通过第二砂泵进入加重材料回收设备进行回收加重材料作业，钻井液在中央处理室内做旋转运动，在运动过程中钻井液进入旋流离心分选机，钻井液在旋流离心分选机内做旋转下沉运动，钻井液中比重高的加重材料通过底流口通过收集室进行回收重复利用，钻井液进入溢流室；e、溢流室内的钻井液进入离心机进行有害固相的分离。
具体的，振动筛筛下钻井液进入锥形仓进行沉淀处理后进入除气仓，除气仓中的钻井液进入真空除气器进行处理。
具体的，离心机对钻井液进行充分处理，去除钻屑，达到净化泥浆的作用；同时泥浆粘度过高时，也可以增加离心机转速，把部分高粘物质去除，达到降粘的效果，其底流排出废弃，其溢流与回收的加重材料进行搅拌混合后，做为钻井用的干净泥浆。
本发明结构设计紧凑，节省大量现场安装空间，可以充分把钻井液中的加重材料分离出来，回收率达到70%，回收纯度达到80%，回收的加重材料可以循环利用，节省有害固相的污染，节省大量成本。
附图说明
图1是加重材料回收系统的结构示意图。
图2是加重材料回收设备的结构示意图。
1 振动筛 2 真空除气器 3 除砂除泥装置 4 加重材料回收设备 5 离心机6 锥形仓 7 除气仓 8 除砂仓 9 除泥仓 10 离心溢流仓 11 加重材料回收仓 12第一砂泵 13 第二砂泵 14 罐体 15 隔板 16 溢流室 17 中央处理室 18 收集室19 进料管 20 溢流管 21 排砂口 22 旋流离心分选机 23 进料口 24 溢流口 25底流口。
具体实施方式
加重材料回收系统，包括振动筛1、真空除气器2、除砂除泥装置3、加重材料回收设备4、离心机5和储液仓，储液仓分为锥形仓6、除气仓7、除砂仓8、除泥仓9、离心溢流仓10和加重材料回收仓11，振动筛1连通锥形仓6，锥形仓6上部连通除气仓7，除气仓7连通真空除气器2的入口，真空除气器2的出口连通除砂仓8，除砂仓8通过第一砂泵12连通除泥除砂装置进口，除泥除砂装置的溢流口24连通除泥仓9，除泥仓9通过第二砂泵13连通加重材料回收设备4的进液管。
加重材料回收设备4包括罐体14，罐体14内从上到下被两层隔板15分为溢流室16、中央处理室17和收集室18，罐体14溢流室16部设置溢流管20，溢流管20连通离心溢流仓10，罐体14中央处理室17部设置进料管19，罐体14下端设置排砂口21，进料管19为斜切向进入，罐体14内设置若干旋流离心分选机22，若干旋流离心分选机22均匀分布，旋流离心分选机22直径范围是5~30mm，直段长度1-1.5D，锥角5°，旋流离心分选机22的进料口23位于中央处理室17，旋流离心分选机22的溢流口24位于溢流室16内，旋流离心分选机22的底流口25位于收集室18内，排砂口21连通加重材料回收仓11，离心溢流仓10连通离心机5。
加重材料回收工艺，包括如下步骤：a、从井口输送来的钻井液经振动筛1进行第一级处理，振动筛1筛下钻井液进入锥形仓6进行沉淀处理后进入除气仓7，除气仓7中的钻井液进入真空除气器2进行处理；b、振动筛1筛下钻井液进入真空除气器2进行处理；c、真空除气器2处理过的钻井液通过第一砂泵12进入除泥除砂装置进行处理；d、除泥除砂装置进行处理过的钻井液通过第二砂泵13进入加重材料回收设备4进行回收加重材料作业，钻井液在中央处理室17内做旋转运动，在运动过程中钻井液进入旋流离心分选机22，钻井液在旋流离心分选机22内做旋转下沉运动，钻井液中比重高的加重材料通过底流口25通过收集室18进行回收重复利用，钻井液通过溢流室16进入离心溢流仓10；e、离心机5对离心溢流仓10内的钻井液进行充分处理，去除钻屑，达到净化泥浆的作用；同时泥浆粘度过高时，也可以增加离心机5转速，把部分高粘物质去除，达到降粘的效果，其底流排出废弃，其溢流与回收的加重材料进行搅拌混合后，做为钻井用的干净泥浆。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.加重材料回收系统，其特征在于，包括振动筛、真空除气器、除砂除泥装置、加重材料回收设备和离心机，振动筛连通真空除气器的入口，真空除气器的出口通过第一砂泵连通除砂除泥装置进口，除泥除砂装置的溢流口通过第二砂泵连通加重材料回收设备，加重材料回收设备包括罐体，罐体内从上到下被两层隔板分为溢流室、中央处理室和收集室，罐体溢流室部设置溢流管，罐体中央处理室部设置进料管，罐体下端设置排砂口，罐体内设置若干旋流离心分选机，旋流离心分选机的进料口位于中央处理室，旋流离心分选机的溢流口位于溢流室内，旋流离心分选机的底流口位于收集室内，排砂口连通离心机。
2.根据权利要求1所述加重材料回收系统，其特征在于，其还包括储液仓，储液仓分为锥形仓、除气仓、除砂仓、除泥仓、离心溢流仓和加重材料回收仓，振动筛连通锥形仓，锥形仓上部连通除气仓，除气仓连通真空除气器的入口，真空除气器的出口连通除砂仓，除砂仓通过第一砂泵连通除泥除砂装置进口，除泥除砂装置的溢流口连通除泥仓，除泥仓通过第二砂泵连通加重材料回收设备的进液管，加重材料回收设备的溢流管连通离心溢流仓，加重材料回收设备的排砂口连通加重材料回收仓，离心溢流仓连通离心机。
3.根据权利要求1所述加重材料回收系统，其特征在于，若干旋流离心分选机均匀分布，旋流离心分选机直径范围是5~30mm，直段长度1-1.5D，锥角5°。
4.根据权利要求1所述加重材料回收系统，其特征在于，进料管为斜切向进入。
5.加重材料回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：a、从井口输送来的钻井液经振动筛进行第一级处理；b、振动筛筛下钻井液进入真空除气器进行处理；c、真空除气器处理过的钻井液通过第一砂泵进入除泥除砂装置进行处理；d、除泥除砂装置进行处理过的钻井液通过第二砂泵进入加重材料回收设备进行回收加重材料作业，钻井液在中央处理室内做旋转运动，在运动过程中钻井液进入旋流离心分选机，钻井液在旋流离心分选机内做旋转下沉运动，钻井液中比重高的加重材料通过底流口通过收集室进行回收重复利用，钻井液进入溢流室；e、溢流室内的钻井液进入离心机进行有害固相的分离。
6.根据权利要求5所述加重材料回收工艺，其特征在于，振动筛筛下钻井液进入锥形仓进行沉淀处理后进入除气仓，除气仓中的钻井液进入真空除气器进行处理。
7.根据权利要求5所述加重材料回收工艺，其特征在于，离心机对钻井液进行充分处理，去除钻屑，达到净化泥浆的作用；同时泥浆粘度过高时，也可以增加离心机转速，把部分高粘物质去除，达到降粘的效果，其底流排出废弃，其溢流与回收的加重材料进行搅拌混合后，做为钻井用的干净泥浆。
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