CN109145523B - 一种重晶石回收系统参数的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及钻井液处理技术领域，尤其涉及一种重晶石回收系统参数的计算方法。该方法包括：测量离心机的溢流流量Qo；测量该离心机的入口钻井液密度ρin、底流密度ρu和溢流密度ρo；根据入口流量公式计算该离心机的入口钻井液流量Qin，根据底流流量公式计算该离心机的底流流量Qu。该方法能够计算重晶石回收系统中的入口钻井液流量和底流流量，不仅简单快捷，而且弥补了现有技术关于重晶石回收系统参数的计算方法的空白，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本申请涉及钻井液处理技术领域，尤其涉及一种重晶石回收系统参数的计算方法。
背景技术
油基钻井液综合性能优良，是钻井过程中钻孔内常用的循环冲洗介质。使用过的油基钻井液通常包括油、盐水、重晶石和低密度固相。为了实现对资源的回收和重复利用，通常对使用过的油基钻井液进行净化处理，并回收其中的重晶石。
如图1所示，重晶石回收系统通常包括中速离心机和高速离心机，该中速离心机和高速离心机用于将钻井液中的固相和液相分离，使固相通过底流排出，使液相通过溢流排出。具体地，在重晶石回收的过程中，入口钻井液Ⅰ先进入中速离心机，经过中速离心机处理之后，固相主要由底流Ⅰ排出并储存，液相主要通过溢流Ⅰ排出并进入高速离心机的集液罐。随后，为了对溢流Ⅰ进行进一步净化处理，将其作为高速离心机的入口钻井液Ⅱ进入高速离心机进一步处理，并将处理后的底流Ⅱ作为废料排出，将溢流Ⅱ进行存储，以便循环利用。
在重晶石回收系统中，各个离心机的入口钻井液流量、溢流流量和底流流量是衡量该重晶石回收系统工作效率的重要参数，并且是其余各参数，如重晶石回收效率、低密度固相分离效率等，的基础计算参数。然而，由于在上述重晶石回收系统中，入口钻井液是直接泵入离心机的，不便测量其流量，底流通常为固液混合状态的块体，其流量也不便测量。因此，目前国内外对重晶石回收系统仍然停留在安装使用、设备工艺的阶段。因此，亟待提供一种重晶石回收系统参数的计算方法。
发明内容
本申请提供了一种重晶石回收系统参数的计算方法，以填补现有技术中关于重晶石回收系统参数的计算的空白。
一种重晶石回收系统参数的计算方法，包括：测量离心机的溢流流量Qo；测量所述离心机的入口钻井液密度ρin、底流密度ρu和溢流密度ρo；根据入口流量公式计算所述离心机的入口钻井液流量Qin，根据底流流量公式/>计算所述离心机的底流流量Qu。
可选的，所述方法还包括：分别确定所述离心机的入口钻井液、溢流和底流中，油、盐水、重晶石及低密度固相的体积占比根据分流流量公式/>分别计算油、盐水、重晶石及低密度固相在入口钻井液、溢流和底流中的分流流量qx,y；其中，x∈(in,o,u)，y∈(oil,salt,mw,lg)，in表示入口钻井液、o表示溢流、u表示底流，oil表示油，salt表示盐水，mw表示重晶石，lg表示低密度固相。
可选的，所述方法还包括：根据损耗计算公式Loil＝qH,u,oil、Lsalt＝qH,u,salt和Lmw＝qH,u,mw，分别计算油的损耗Loil、盐水的损耗Lsalt和重晶石的损耗Lmw；其中，qH,u,oil为高速离心机内油在底流中的分流流量，qH,u,salt为高速离心机内盐水在底流中的分流流量，qH,u,mw为高速离心机内重晶石在底流中的分流流量。
可选的，所述方法还包括：根据回收率计算公式计算重晶石的回收率Rmw，其中，qM,u,mw为中速离心机内重晶石在底流中的分流流量，qM,in,mw为中速离心机内重晶石在入口钻井液中的分流流量。
可选的，所述方法还包括：根据分离效率计算公式计算低密度固相的分离效率/>其中，qH,u,lg为高速离心机内低密度固相在底流中的分流流量，qM,in,lg为中速离心机内低密度固相在入口钻井液中的分流流量。
本申请提供的重晶石回收系统参数的计算方法，对于任意一个离心机，在测量出其溢流流量、入口钻井液密度、底流密度和溢流密度的基础上，即可根据入口流量公式和底流流量公式算出该离心机的入口钻井液流量和底流流量。此外，在测得各个流量中不同组分的体积占比的基础上，还可计算该重晶石回收系统对钻井液中有用组分的损耗、不同组分在离心机各个流量中的分流流量、重晶石的回收率以及低密度固相的分离效率等参数。该方法不仅简单快捷，而且弥补了现有技术关于重晶石回收系统参数的计算方法的空白，具有很强的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的重晶石回收系统的局部结构示意图。
图2为本申请实施例提供的重晶石回收系统参数的计算方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图2，本申请实施例提供的一种重晶石回收系统参数的计算方法的流程图，该方法包括如下步骤。
步骤一、测量离心机的溢流流量Qo。
在一种可能的实现方式中，在测量离心机溢流流量Qo的过程中，可以将一个V＝2L的泥浆筒放置在离心机的溢流口处，并测量该泥浆筒接满泥浆所用的时间T。随后通过溢流流量计算公式：计算该离心机的溢流流量Qo。
该步骤中所描述的离心机包括中速离心机和高速离心机。因此，在该溢流流量计算公式中，Qo可以是中速离心机的溢流流量QM,o，也可以是高速离心机的溢流流量QH,o。
例如，以重晶石回收系统X为例，根据测量获得在该系统的中速离心机的溢流口处，接满2L泥浆筒所需要的时间TM＝8.5s。因此，根据上述溢流流量计算公式可知，该中速离心机的溢流流量在该系统的高速离心机处，接满2L泥浆筒所需要的时间TH＝9.5s，因此，该高速离心机的溢流流量/>
步骤二、测量该离心机的入口钻井液密度ρin、底流密度ρu和溢流密度ρo。
在该步骤中，入口钻井液密度ρin包括中速离心机的入口钻井液密度ρM,in和高速离心机的钻井液密度ρH,in。该溢流密度ρo包括中速离心机的溢流密度ρM,o和高速离心机的溢流密度ρH,o。该底流密度ρu包括中速离心机的底流密度ρM,u和高速离心机的底流密度ρH,u。
例如，在该重晶石回收系统X中，经过测量获得中速离心机和高速离心机内，入口钻井液密度、溢流密度和底流密度分别如表1所示。
表1离心机钻井液密度(单位：g/cm3)
其中，需要说明的是，在该方法中中，可以执行步骤一再执行步骤二，也可以先执行步骤二在执行步骤一，本申请实施例对此不进行限制。
步骤三、根据该入口流量公式计算该离心机的入口钻井液的流量Qin，根据底流流量公式/>计算该离心机的底流流量Qu。
在该步骤中，该离心机同样包括中速离心机和高速离心机，并且该入口钻井液流量和底流流量的计算公式同时适用于中速离心机和高速离心机。
其中，中速离心机的入口流量公式为：中速离心机的底流流量公式为：/>高速离心机的入口流量公式为/>高速离心机的底流流量公式为/>
例如，在步骤一和步骤二的示例的基础上，该中速离心机的入口钻井液流量的底流流量的计算过程分别如下所示：
该高速离心机的入口钻井液流量的底流流量的计算过程如下所示：
综上所述，在该重晶石回收系统X中，中速离心机和高速离心机的入口钻井液流量、溢流流量和底流流量具体如表2所示。
表2离心机钻井液流量(单位：m3/h)
根据本申请实施例示出的参数的计算方法，对于任意一个离心机，在测量出其溢流流量、入口钻井液密度、底流密度和溢流密度的基础上，即可根据入口流量公式和底流流量公式算出该离心机的入口钻井液流量和底流流量。该方法不仅简单快捷，而且弥补了现有技术关于重晶石回收系统参数的计算方法的空白，具有很强的实用性。
可选的，在上述实施例的基础上，本申请提供的重晶石回收系统参数的计算方法，还包括确定钻井液中不同组分在溢流流量、入口钻井液流量和底流中的分流流量，具体如下所示。
钻井液的主要成分是油、盐水、重晶石和低密度固相，其中，低密度固相是指钻井液中的粘土和钻屑等，为本领域公知的技术用语。因此，在确定该分流流量的过程中，首先，分别确定该离心机的入口钻井液、溢流和底流中，油、盐水、重晶石及低密度固相的体积占比其中，x∈(in,o,u)，y∈(oil,salt,mw,lg)，in表示入口钻井液、o表示溢流、u表示底流，oil表示油，salt表示盐水，mw表示重晶石，lg表示低密度固相。例如，/>表示油在底流中的分流流量，/>表示重晶石在入口钻井液中的分流流量。
其次，根据分流流量公式分别计算油、盐水、重晶石及低密度固相在该溢流、该入口钻井液和该底流中的分流流量qx,y。
在该步骤中，该分流流量公式同时适用于中速离心机和高速离心机。中速离心机的分流流量公式为/>高速离心机的分流流量公式为/>其中，qM,x,y表示在中速离心机中，组分y在流量x中的分流量量；qH,x,y表示在高速离心机中，组分y在流量x中的分流量量。
例如，在上述重晶石回收系统X的示例中，中速离心机和高速离心机内，油、盐水、重晶石和低密度固相在入口钻井液、溢流和底流中的体积占比具体如表3所示。
表3入口钻井液、底流、溢流主要组分的体积占比(单位：％)
根据表3示出的体积占比数据和分流流量公式即可计算该重晶石回收系统中各个组分的分流流量，具体数据如表4所示。
表4入口钻井液、底流、溢流主要组分的分流流量(单位：m3/h)
示例性的，中速离心机中，各个组分在入口钻井液中的分流流量的计算过程如下所示：
油在入口钻井液中的分流流量为：
盐水在入口钻井液中的分流流量为：
重晶石在入口钻井液中的分流流量为：
低密度固相在入口钻井液中的分流流量为：
可选的，在上述实施例的基础上，本申请提供的重晶石回收系统参数的计算方法，还包括计算该重晶石回收系统中有用组分的损耗，该有用组分包括油、盐水和重晶石。由于有用组分的损耗主要来自有高速离心机底流的外排。因此，在该系统中，油的损耗Loil等于高速离心机中油在底流中的分流流量qH,u,oil，盐水的损耗Lsalt等于高速离心机中盐水在底流中的分流流量qH,u,salt，重晶石的损耗等于高速离心机中重晶石在底流中的分流流量qH,u,mw。即Loil＝qH,u,oil、Lsalt＝qH,u,salt、Lmw＝qH,u,mw。
例如，在该重晶石回收系统X中，根据表4所示的数据可知，油的损耗Loil＝0.04m3/h、盐水的损耗Lsalt＝0.01m3/h、重晶石的损耗Lmw＝0.02m3/h。
可选的，在上述实施例的基础上，本申请提供的重晶石回收系统参数的计算方法，还包括计算重晶石的回收率。由于重晶石的回收主要是通过回收中速离心机的底流实现的，因此，可以根据回收率计算公式计算重晶石的回收率Rmw。其中，qM,u,mw为中速离心机中，重晶石在底流中的分流流量，qM,in,mw为中速离心机中，重晶石在入口钻井液中的分流流量。
例如，在该回收系统X中，
可选的，在上述实施例的基础上，本申请提供的重晶石回收系统参数的计算方法，还包括：根据分离效率计算公式计算低密度固相的分离效率/>其中，qH,u,lg为高速离心机内低密度固相在底流中的分流流量，qM,in,lg中速离心机内低密度固相在入口钻井液中的分流流量。
在该重晶石回收系统X中，
综上可知，本申请实施例提供的重晶石回收系统参数的计算方法，在计算获得离心机入口钻井液流量、底流流量和溢流流量的基础上，在测得各个流量中不同组分的体积占比时，还可计算该重晶石回收系统对钻井液中有用组分的损耗、不同组分在离心机各个流量中的分流流量、重晶石的回收率以及低密度固相的分离效率等参数，具有广泛的应用前景。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (1)
1.一种重晶石回收系统参数的计算方法，其特征在于，所述方法包括：测量离心机的溢流流量Qo；测量所述离心机的入口钻井液密度ρin、底流密度ρu和溢流密度ρo；根据入口流量公式计算所述离心机的入口钻井液流量Qin，根据底流流量公式/>计算所述离心机的底流流量Qu；
还包括：分别确定所述离心机的入口钻井液、溢流和底流中，油、盐水、重晶石及低密度固相的体积占比
根据分流流量公式分别计算油、盐水、重晶石及低密度固相在入口钻井液、溢流和底流中的分流流量qx,y；
其中，x∈(in,o,u)，y∈(oil,salt,mw,lg)，in表示入口钻井液、o表示溢流、u表示底流，oil表示油，salt表示盐水，mw表示重晶石，lg表示低密度固相；
还包括：根据损耗计算公式Loil＝qH,u,oil、Lsalt＝qH,u,salt和Lmw＝qH,u,mw，分别计算油的损耗Loil、盐水的损耗Lsalt和重晶石的损耗Lmw；其中，qH,u,oil为高速离心机内油在底流中的分流流量，qH,u,salt为高速离心机内盐水在底流中的分流流量，qH,u,mw为高速离心机内重晶石在底流中的分流流量；
还包括：根据回收率计算公式计算重晶石的回收率Rmw，其中，qM,u,mw为中速离心机内重晶石在底流中的分流流量，qM,in,mw为中速离心机内重晶石在入口钻井液中的分流流量；
还包括：根据分离效率计算公式计算低密度固相的分离效率/>其中，qH,u,lg为高速离心机内低密度固相在底流中的分流流量，qM,in,lg为中速离心机内低密度固相在入口钻井液中的分流流量。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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