CN110950296A - 钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统，属于石油和天然气钻井装备技术领域。所述钻井液液体材料储存装置包括底座1、储料罐2、进料管3、回流管4、卸料管5、泵6和称重装置7，其中：泵6和称重装置7设置在底座1上；储料罐2设置在称重装置7上；进料管3的第一端设置在储料罐2上部，进料管3与储料罐2内部相通；回流管4的第一端设置在储料罐2上部，回流管4与储料罐2内部相通；卸料管5的第一端设置在储料罐2底部，卸料管5与储料罐2内部相通；进料管3与回流管4分别位于储料罐2的两侧；泵6包括泵输入口601和泵输出口602。采用本发明，可以有效解决钻井液液体材料储存和钻井液配置的技术问题。

Description

钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统

技术领域

本发明涉及石油和天然气钻井装备技术领域，特别涉及一种钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统。

背景技术

钻井液在钻井工程中起着平衡地层压力、悬浮携带岩屑、清洁净化井眼、冷却钻具和传递压力等重要作用。钻井液在使用时需要现配现用，因此能够良好的储存钻井液液体材料和快速准确的配置钻井液十分重要，尤其是在一些需要使用钻井液的应急抢险作业中，如压井、堵漏作业。

相关技术中钻井液液体材料的储存和钻井液的配置过程如下：钻井液液体材料出厂后，装在塑料桶或铁桶中，用货车将塑料桶或铁桶运送到钻井现场，人工搬运至材料房中储存。当需要配置钻井液时，人工将钻井液液体材料倒进加料漏斗泵送入钻井液配制罐中，并在钻井液配制罐中混合均匀，钻井液配置完成。

在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

桶装的钻井液液体材料需要人工装卸车，效率低下，工人劳动量大。在钻井现场储存桶装钻井液液体材料需要搭建材料房，占地面积大，可能会使得钻井现场不能储存足够的钻井液液体材料。部分钻井液液体材料由于长时间在桶中静止，很容易因分层和沉降而变质，影响正常使用。

发明内容

为了解决相关技术中存在的技术问题，本公开提供了一种钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统。所述钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统的技术方案如下：

根据本公开实施例提供了一种钻井液液体材料储存装置，所述钻井液液体材料储存装置包括底座1、储料罐2、进料管3、回流管4、卸料管5、泵6和称重装置7，其中：

泵6和称重装置7设置在底座1上；

储料罐2设置在称重装置7上；

储料罐2顶部设置有通气孔；

进料管3的第一端设置在储料罐2上部，进料管3与储料罐2内部相通，进料管3第二端设置有阀门；

回流管4的第一端设置在储料罐2上部，回流管4与储料罐2内部相通，回流管4第二端设置有阀门；

卸料管5的第一端设置在储料罐2底部，卸料管5与储料罐2内部相通，卸料管5第二端设置有阀门；

进料管3与回流管4分别位于储料罐2的两侧；

泵6包括泵输入口601和泵输出口602；

当泵输出口602只与进料管3的第二端连接时，泵输入口601用于与罐车卸料口连接；

当泵输出口602与进料管3和回流管4的第二端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接；

当泵输出口602用于与出料管线第一端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接。

可选的，所述钻井液液体材料储存装置还包括安全梯8，储料罐2内壁和外壁上均设置有安全梯8；

储料罐2顶部设置有检修口9，检修口9上设置有顶盖；

安全梯8的位置与检修口9相对应。

可选的，所述顶盖与检修口9之间设置有密封垫。

可选的，所述钻井液液体材料储存装置还包括液位计10，液位计10第一端与储料罐2底部相通，液位计10第二端与储料罐2顶部相通。

可选的，进料管3第二端还设置有过滤器11。

可选的，所述钻井液液体材料储存装置还包括撬装体12，撬装体12设置在底座1上；

撬装体12具有长方体框架结构，储料罐2设置在撬装体12内。

可选的，所述钻井液液体材料储存装置还包括吊耳13，吊耳13设置在底座1上。

可选的，储料罐2底部固定安装有脚架14，脚架14下端与称重装置7接触；

称重装置7上表面固定安装有限位装置15，限位装置15的位置与脚架14的位置相对应；

限位装置15用于限制脚架14在称重装置7上的移动。

可选的，储料罐2的内壁面为陶瓷釉面。

根据本公开实施例提供了一种钻井液配置系统，所述钻井液配置系统包括多个钻井液配置组件、加料漏斗和配液罐，所述钻井液配置组件包括控制器16、三通接头17、分流阀18、送料阀19和前面所述的钻井液液体材料储存装置，其中：

泵输入口601与卸料管5的第二端连接，泵输出口602与所述出料管线第一端连接，所述出料管线第二端与三通接头17第一端连接；

三通接头17第二端与分流阀18第一端连接，分流阀18第二端与回流管4连接；

三通接头17第三端与送料阀19第一端连接，送料阀19第二端通过管线与所述加料漏斗的入口相通；

所述加料漏斗的出口与所述配液罐相连通；

控制器16，用于根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，控制分流阀18和送料阀19的开度。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

当需要在钻井现场储存钻井液液体材料时，用罐装运输车将钻井液液体材料运送到钻井现场。泵输入口601可以与罐车卸料口连接，泵输出口602可以与进料管3连接。打开进料管3上的阀门，启动泵6，钻井液液体材料经泵输入口601、泵输出口602和进料管3进入储料罐2内。称重装置7可以实时显示进入到储料罐2内部的钻井液液体材料的重量。该方法不需要人工装卸车，效率高，工人劳动量小。

使用该钻井液液体材料储存装置，不需要在钻井现场搭建材料房，占地面积小，使得钻井现场能够储存足够的钻井液液体材料。

当钻井液液体材料在钻井现场储存时间比较长时，可以进行内循环操作，具体实施步骤如下：泵输入口601可以与卸料管5的第二端相连，泵输出口602可以与进料管3和回流管4一起连接。打开进料管3、回流管4和卸料管5上的阀门，启动泵6。储料罐2内靠近进料管3一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、进料管3和储料罐2组成的回路中循环流动。储料罐2内靠近回流管4一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、回流管4和储料罐2组成的回路中循环流动。从而钻井液液体材料在储料罐2内部不会处于静止状态，不会分层和沉降，进而不会变质，也不会影响正常使用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是钻井液液体材料储存装置的结构示意图；

图2是钻井液液体材料储存装置装料示意图；

图3是钻井液液体材料储存装置内循环示意图；

图4是钻井液配置系统的示意图。

图例说明

1、底座，2、储料罐，3、进料管，4、回流管，5、卸料管，6、泵，7、称重装置，8、安全梯，9、检修口，10、液位计，11、过滤器，12、撬装体，13、吊耳，14、脚架，15、限位装置，16、控制器，17、三通接头，18、分流阀，19、送料阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种钻井液液体材料储存装置，如图1所示，钻井液液体材料储存装置包括底座1、储料罐2、进料管3、回流管4、卸料管5、泵6和称重装置7。泵6和称重装置7设置在底座1上。储料罐2设置在称重装置7上。储料罐2顶部设置有通气孔。进料管3的第一端设置在储料罐2上部，进料管3与储料罐2内部相通，进料管3第二端设置有阀门。回流管4的第一端设置在储料罐2上部，回流管4与储料罐2内部相通，回流管4第二端设置有阀门。卸料管5的第一端设置在储料罐2底部，卸料管5与储料罐2内部相通，卸料管5第二端设置有阀门。进料管3与回流管4分别位于储料罐2的两侧。泵6包括泵输入口601和泵输出口602。当泵输出口602只与进料管3的第二端连接时，泵输入口601用于与罐车卸料口连接。当泵输出口602与进料管3和回流管4的第二端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接。当泵输出口602用于与出料管线第一端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接。

其中，通气孔的作用是当向储料罐2中输送钻井液液体材料时，将储料罐内的气体排出。

在实施中，为了防止下雨时雨水顺着通气孔直接进入储料罐2中，可在通气孔上设置一L形通气管。L形通气管竖直端设置在通气孔上，与储料罐2内部相通，L形通气管水平端与外界相通。基于L形通气管这一结构，可以减少进入储料罐2内的雨水，提高储料罐2内钻井液液体材料的质量。

进料管3第二端、回流管4第二端和卸料管5第二端设置的阀门均为球阀，各球阀用于控制所在管路的通断。泵6为卧式离心泵，与称重装置7一起并排固定在底座1上，为钻井液液体材料储存装置提供动力。称重装置7上设置有显示屏用于显示所称得的重量。

当进行装料操作时(如图2所示)，将泵输入口601与罐车卸料口连接，泵输出口602与进料管3连接。打开进料管3上的阀门，启动泵6，钻井液液体材料经泵输入口601、泵输出口602和进料管3进入储料罐2内。

当进行内循环操作时(如图3所示)，将泵输入口601与卸料管5的第二端相连，泵输出口602与进料管3和回流管4一起连接。打开进料管3、回流管4和卸料管5上的阀门，启动泵6。储料罐2内靠近进料管3一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、进料管3和储料罐2组成的回路中循环流动。储料罐2内靠近回流管4一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、回流管4和储料罐2组成的回路中循环流动。

可选的，钻井液液体材料储存装置还包括安全梯8，储料罐2内壁和外壁上均设置有安全梯8。储料罐2顶部设置有检修口9，检修口9上设置有顶盖。安全梯8的位置与检修口9相对应。

在实施中，基于安全梯8和检修口9，当储料罐2内部需要维修时，维修工人可以进入储料罐2内部进行维修。检修口9的尺寸和形状可以根据需要任意设置。较佳的，检修口9的形状为圆形，尺寸应能保证正常身材的维修工人顺利通过。相应的，顶盖的形状也应该为圆形，且顶盖的尺寸与检修口9的尺寸相匹配。

对储料罐2内部进行检修前，应该先用清水将储料罐2内部清理干净，避免储料罐2内部残余的钻井液液体材料危害维修工人的人身健康。

可选的，顶盖与检修口9之间设置有密封垫。

在实施中，基于密封垫，可以防止下雨时雨水顺着顶盖与检修口9之间的缝隙进入到储料罐2内部，防止钻井液液体材料因混入雨水质量下降。

可选的，钻井液液体材料储存装置还包括液位计10，液位计10第一端与储料罐2底部相通，液位计10第二端与储料罐2顶部相通。

在实施中，基于液位计10，可以很直观的观测到储料罐2内部钻井液液体材料的量。

可选的，进料管3第二端还设置有过滤器11。

在实施中，过滤器11设置在进料管3第二端的阀门上(如图1所示)，基于过滤器11，钻井液液体材料中的大体积杂质不能进入到储料罐2内部，使得进入储料罐2内部的钻井液液体材料的质量更高，进而最终配得的钻井液的质量高。

可选的，钻井液液体材料储存装置还包括撬装体12，撬装体12设置在底座1上。撬装体12具有长方体框架结构，储料罐2设置在撬装体12内。

在实施中，基于撬装体12，当钻井现场场地过小时，可以将几个钻井液液体材料储存装置堆积起来放置。可实现在较小的场地上设置更多的钻井液液体材料储存装置。另外撬装体12的存在还使得钻井液液体材料的运输更加方便。

可选的，钻井液液体材料储存装置还包括吊耳13，吊耳13设置在底座1上。

在实施中，吊耳13的数量可以根据实际需要任意设置，例如，可以设置为4个，且分别设置在底座1的4个角上。起吊装置可以通过吊耳方便的对钻井液液体材料储存装置进行起吊搬运。

可选的，储料罐2底部固定安装有脚架14，脚架14下端与称重装置7接触。称重装置7上表面固定安装有限位装置15，限位装置15的位置与脚架14的位置相对应。限位装置15用于限制脚架14在称重装置7上的移动。

在实施中，脚架14的数量可以为4，4个脚架14分布在储料罐2底部，脚架14上端焊接在储料罐2底面上。限位装置15的数量可以为4，限位装置15设置在4个脚架14外侧，防止储料罐2发生晃动。

可选的，储料罐2的内壁面为陶瓷釉面。

在实施中，基于陶瓷釉面，储料罐2内壁既可耐钻井液液体材料的酸碱腐蚀，又可防止钻井液液体材料粘接在储料罐2内壁上。从而提高了储料罐2的使用寿命和钻井液液体材料的利用率。

本公开实施例提供了一种钻井液配置系统，钻井液配置系统包括多个钻井液配置组件、加料漏斗和配液罐，钻井液配置组件包括控制器16、三通接头17、分流阀18、送料阀19和前面实施例所述的钻井液液体材料储存装置，其中：泵输入口601与卸料管5的第二端连接，泵输出口602与出料管线第一端连接，出料管线第二端与三通接头17第一端连接。三通接头17第二端与分流阀18第一端连接，分流阀18第二端与回流管4连接。三通接头17第三端与送料阀19第一端连接。送料阀19第二端通过管线与加料漏斗的入口相通。加料漏斗的出口与配液罐相连通。控制器16，用于根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，控制分流阀18和送料阀19的开度。

其中，配液罐是指最终配置钻井液的容器，各种钻井液液体材料按一定比例在配液罐中混合均匀。每个钻井液配置组件中的储料罐2储存一种钻井液液体材料。控制器16可以根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，来调整分流阀18和送料阀19的开度，进而控制该种钻井液液体材料流入配料罐的速度。

在实施中，将泵输入口601与卸料管5的第二端连接，泵输出口602与出料管线第一端连接，出料管线第二端与三通接头17第一端连接。三通接头17第二端与分流阀18第一端连接，分流阀18第二端与回流管4连接。三通接头17第三端与送料阀19第一端连接。送料阀19第二端通过管线与加料漏斗相通。加料漏斗与配液罐相连通。

打开卸料管5和回流管4上的阀门，启动泵6，从卸料管5流出的一部分钻井液液体材料经送料阀19和加料漏斗流入到配料罐中，另一部分钻井液液体材料经分流阀18和回流管4回流到储料罐2内部。控制器16根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，来调整分流阀18和送料阀19的开度，进而调节单位时间内进入配液罐的钻井液液体材料的量。

在钻井液配置过程中，多个钻井液配置组件联合使用，通过每个钻井液配置组件中的控制器16联合作用来实现特定的配置比例。

在实际工作中，钻井液液体材料储存装置和钻井液配置系统的工作过程如下：

向钻井液液体材料储存装置装料时(如图2所示)：

用罐装运输车将钻井液液体材料运送到钻井现场。将泵输入口601与罐车卸料口连接，泵输出口602与进料管3连接。打开进料管3上的阀门，启动泵6，钻井液液体材料经泵输入口601、泵输出口602和进料管3进入储料罐2内，钻井液液体材料中的大体积杂质被挡在进料管3外侧，使得进入储料罐2内部的钻井液液体材料质量更高。同时，可通过液位计10观测进入到储料罐2内部的钻井液液体材料的量。称重装置7也可以实时显示称得的储料罐2内部的钻井液液体材料的重量。该方法不需要人工装卸车，效率高，工人劳动量小。

进行内循环操作时(如图3所示)：

将泵输入口601与卸料管5的第二端相连，泵输出口602通过三通接头与进料管3和回流管4一起连接。打开进料管3、回流管4和卸料管5上的阀门，启动泵6。储料罐2靠近进料管3一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、进料管3和储料罐2组成的回路中循环流动。储料罐2靠近回流管4一侧的钻井液液体材料在卸料管5、泵输入口601、泵输出口602、回流管4和储料罐2组成的回路中循环流动。从而钻井液液体材料在储料罐2内部不会处于静止状态，不会分层和沉降，进而不会变质，也不会影响正常使用。

配置钻井液时(如图4所示)：

将泵输入口601与卸料管5的第二端连接，泵输出口602与出料管线第一端连接，出料管线第二端与三通接头17第一端连接。三通接头17第二端与分流阀18第一端连接，分流阀18第二端与回流管4连接。三通接头17第三端与送料阀19第一端连接。送料阀19第二端通过管线与加料漏斗的入口相通。加料漏斗的出口与配液罐相连通。

打开卸料管5和回流管4上的阀门，启动泵6，从卸料管5流出的一部分钻井液液体材料经送料阀19和加料漏斗流入到配料罐中，另一部分钻井液液体材料经分流阀18和回流管4回流到储料罐2内部。控制器16根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，来调整分流阀18和送料阀19的开度，进而调节单位时间内进入配液罐的钻井液液体材料的量。

在钻井液配置过程中，多个钻井液配置组件联合使用，通过每个钻井液配置组件中的控制器16联合作用来实现特定的配置比例。

通过使用钻井液配置系统，不需要人工配制钻井液，不会发生将钻井液液体材料溅洒到作业场所的地面的现象，从而具有腐蚀性和毒性的钻井液液体材料不会危害工人的身体健康，工人也不会因地面湿滑而滑倒。在压井作业、堵漏作业等应急抢险施工时，可以满足快速配制大体量钻井液的要求。

本领域技术人员考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述钻井液液体材料储存装置包括底座1、储料罐2、进料管3、回流管4、卸料管5、泵6和称重装置7，其中：

泵6和称重装置7设置在底座1上；

储料罐2设置在称重装置7上；

储料罐2顶部设置有通气孔；

进料管3的第一端设置在储料罐2上部，进料管3与储料罐2内部相通，进料管3第二端设置有阀门；

回流管4的第一端设置在储料罐2上部，回流管4与储料罐2内部相通，回流管4第二端设置有阀门；

卸料管5的第一端设置在储料罐2底部，卸料管5与储料罐2内部相通，卸料管5第二端设置有阀门；

进料管3与回流管4分别位于储料罐2的两侧；

泵6包括泵输入口601和泵输出口602；

当泵输出口602只与进料管3的第二端连接时，泵输入口601用于与罐车卸料口连接；

当泵输出口602与进料管3和回流管4的第二端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接；

当泵输出口602用于与出料管线第一端连接时，泵输入口601与卸料管5的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述钻井液液体材料储存装置还包括安全梯8，储料罐2内壁和外壁上均设置有安全梯8；

储料罐2顶部设置有检修口9，检修口9上设置有顶盖；

安全梯8的位置与检修口9相对应。

3.根据权利要求2所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述顶盖与检修口9之间设置有密封垫。

4.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述钻井液液体材料储存装置还包括液位计10，液位计10第一端与储料罐2底部相通，液位计10第二端与储料罐2顶部相通。

5.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，进料管3第二端还设置有过滤器11。

6.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述钻井液液体材料储存装置还包括撬装体12，撬装体12设置在底座1上；

撬装体12具有长方体框架结构，储料罐2设置在撬装体12内。

7.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，所述钻井液液体材料储存装置还包括吊耳13，吊耳13设置在底座1上。

8.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，储料罐2底部固定安装有脚架14，脚架14下端与称重装置7接触；

称重装置7上表面固定安装有限位装置15，限位装置15的位置与脚架14的位置相对应；

限位装置15用于限制脚架14在称重装置7上的移动。

9.根据权利要求1所述的钻井液液体材料储存装置，其特征在于，储料罐2的内壁面为陶瓷釉面。

10.一种钻井液配置系统，其特征在于，所述钻井液配置系统包括多个钻井液配置组件、加料漏斗和配液罐，所述钻井液配置组件包括控制器16、三通接头17、分流阀18、送料阀19和权利要求1-9任一所述的钻井液液体材料储存装置，其中：

泵输入口601与卸料管5的第二端连接，泵输出口602与所述出料管线第一端连接，所述出料管线第二端与三通接头17第一端连接；

三通接头17第二端与分流阀18第一端连接，分流阀18第二端与回流管4连接；

三通接头17第三端与送料阀19第一端连接，送料阀19第二端通过管线与所述加料漏斗的入口相通；

所述加料漏斗的出口与所述配液罐相连通；

控制器16，用于根据预设的钻井液液体材料在配料过程中单位时间的加料重量和通过称重装置7检测到的单位时间的重量变化值，控制分流阀18和送料阀19的开度。

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