CN111140191B - 一种钻井液储备系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井液储备系统。所述系统包括：转浆模块、配浆模块、钻井液调制模块、钻井液储备模块和循环模块；转浆模块包括转浆罐和砂泵，转浆罐能盛放基础钻井液，砂泵能将转浆罐中基础钻井液传送出；配浆模块包括配浆罐，配浆罐能接收基础钻井液；钻井液调制模块包括加料泵，加料泵能将配浆罐中基础钻井液与配料混合，以得到目标钻井液；钻井液储备模块包括至少1个钻井液储备罐，每个储备罐都能储存目标钻井液；循环模块能使钻井液储备罐中的钻井液循环流动，并包括至少1个循环泵。本发明的有益效果可包括：各模块能够充分配合，多类型的罐体组合使用，能够满足大量油基钻井液供应需求；各罐罐体结构设计科学合理，安全可靠。

Description

一种钻井液储备系统

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井井口配套装备领域，具体来讲涉及一种油基钻井液储备系统。

背景技术

钻井液泥浆，其基本组成是油、水、胶液、有机粘土和油溶性化学处理剂。由于钻井液泥浆具有抗高温、抗盐钙侵蚀，有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害小等优点，在石油天然气开采过程中得到广泛的应用。

目前，随着钻井技术的发展，钻井深度不断提升，钻井液的用量液加大，新型钻井液的开发应用液使得钻具液的成分越发复杂。因此，设计较好的井口配套装置对钻井液进行储存和输送十分重要。同时，由于钻井液具有易燃、易爆、腐蚀等特性，以及受施工现场地形等因素影响，对钻井液的储存装置的安全性和稳定性液提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够满足大量油基钻井液供应需求的钻井液储备系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钻井液储备系统。

所述钻井液储备系统可包括：转浆模块、配浆模块、钻井液调制模块、钻井液储备模块和循环模块，其中，

所述转浆模块包括：转浆罐和砂泵，其中，转浆罐能够盛放基础钻井液并包括由第一底座、第一周侧壁和第一顶板围成的罐体，第一顶板上还设置有至少1个人孔盖组件，砂泵能够将转浆罐中的基础钻井液传输至配浆模块；

所述配浆模块包括至少一个配浆罐，配浆罐能够接收砂泵传输的基础钻井液，并包括：由第二底座、第二周侧壁和第二顶板围成的罐体，中间隔板，两组第一搅拌器，两组第一进液管组件，两组第一排液管组件，两组第一液位计组件以及两组第一清砂门组件，其中，中间隔板纵向设置在配浆罐内并能够将其分为两个相互隔离的子罐体；两组搅拌器能够分别对两个子罐体内的钻井液进行搅拌；两组第一进液管组件设置在第二顶板上，并分别与两个子罐体相连通；两组第一排液管组件设置在第二周侧壁下部，并分别与两个子罐体相连通；两组第一液位计组件能够分别测量并显示两个子罐体中钻井液的高度；两组第一清砂门组件分别设置在两个子罐体所对应的第二周侧壁下部；

所述钻井液调制模块包括至少1个加料泵，加料泵能够将配浆罐中的基础钻井液与配料进行混合，以得到目标钻井液；加料泵包括：按钻井液流动方向依次连接的吸入管线、泵主体、文丘里组件和排放管线，以及设置在文丘里组件上方的混合漏斗，其中，吸入管线能够接收并流通所述配浆罐中的基础钻井液；文丘里组件包括依次连接并最终连接至排放管线的第一管体、第二管体，以及设置在第一管体上方的第三管体，第一管体的一端与泵主体连接，第二管体的管径沿钻井液流动方向逐渐增大且其进液端的管径小于第一管体的管径，第三管体的下端与第一管体连通；混合漏斗能够将配料加入到文丘里组件中，且其底部设置有与第三管体上端相连接的出料口；

所述钻井液储备模块包括至少1个钻井液储备罐，每个钻井液储备罐都能够储存所述加料泵得到的目标钻井液，并包括：由第三底座、第三周侧壁和第三顶板围成的罐体，至少1个第二搅拌器，至少1个第二进液管组件，至少1个第二排液管组件，1个第二液位计组件，至少1个第二清砂门组件，其中，第二搅拌器能够对罐体内的钻井液进行搅拌；第二进液管组件设置在第三顶板上并与罐体内部连通；第二排液管组件设置在第三周侧壁下部并与罐体内部连通；第二液位计组件能够测量并显示罐体内钻井液的高度；第二清砂门组件设置在第三周侧壁下部并与罐体内部连通；

所述循环模块能够使所述至少1个钻井液储备罐中的钻井液循环流动，并包括至少一个循环泵。

根据本发明的一个示例性实施例，所述砂泵可通过管线与转浆罐连接，该管线上设置有调节阀。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第一底座的一边可超出第一周侧壁一段距离，所述砂泵设置在超出第一周侧壁一段距离的部分底座上。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第一清砂门组件可以为锤击式；第二清砂门组件可以为锤击式或蒙板式。

根据本发明的一个示例性实施例，所述钻井液储备模块可包括至少2组钻井液储备罐，每组钻井液储备罐都可包括至少1个钻井液储备罐，所述循环模块还包括至少2个循环管线组，其中，循环管线组的数量与钻井液储备罐的组数相同且能够一一对应，循环管线组的数量与循环泵的数量相同且能够一一对应，每个循环管线组都包括第一类管线和第二类管线，其中，第一类管线上设置有至少1个第一进液端和1个第一排液端，第一进液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第一进液端与第二排液管组件相连接，第一排液端与对应循环泵的进液端连接；第二类管线上设置有至少1个第二排液端和1个第二进液端，第二排液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第二排液端与第二进液管组件相连接，第二进液端与对应循环泵的排液端连接。

根据本发明的一个示例性实施例，所述钻井液储备系统还可包括与所述第二类管线相连接的装车管线，以将从所述钻井液储备罐中循环出的目标钻井液排出向外界；所述钻井液储备系统还可包括与所述第二类管线相连接的应急池。

根据本发明的一个示例性实施例，在所述循环管线组的数量为M的情况下，N个循环管线组中的第一类管线之间可通过设置有调节阀的连接管线连接；P个循环管线组中的第二类管线之间也可通过设置有调节阀的连接管线连接，其中，M≥2，M≥N≥2，M≥P≥2，M、N、P为整数。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第二进液管组件、第二排液管组件上都设置有调节阀。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第一进液管组件、第一排液管组件上都设置有调节阀。

根据本发明的一个示例性实施例，所述钻井液调制模块还可包括至少1个调制管线组，调制管线组的组数与配浆罐的数量相同且能够一一对应，调制管线组的组数与加料泵的数量相同且能够一一对应，每个调制管线组都包括第三类管线和第四类管线，其中，第三类管线上设置有至少2个第三进液端和1个第三排液端，第三进液端的数量与对应配浆罐中第一排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第三进液端与第一排液管组件相连接，第三排液端与对应加料泵的吸入管线连接；第四类管线上设置有至少2个第四排液端和1个第四进液端，第四排液端的数量与对应配浆罐中第一进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第四排液端与第一进液管组件相连接，第四进液端与对应加料泵的排放管线连接。

根据本发明的一个示例性实施例，所述第三类管线还能够与不少于1个的所述钻井液储备罐的第二排液管组件连接，所述第四类管线还能够与不少于1个的所述钻井液储备罐的第二进液管组件连接。

根据本发明的一个示例性实施例，所述钻井液储备系统还可包括加重模块，所述加重模块可包括至少1个加重泵，加重泵能够将钻井液储备罐中的目标钻井液与重晶石粉混合以作进一步调制。

根据本发明的一个示例性实施例，所述钻井液储备模块可包括X组钻井液储备罐，所述加重模块可包括Y个加重泵、以及Y个加重管线组，X≥2，X≥Y≥1，X、Y为整数；其中，Y个加重管线组与Y个加重泵能够一一对应；Y个加重管线组与Y组钻井液储备罐也能够一一对应；每个加重管线组都包括第五类管线和第六类管线，其中，第五类管线上可设置有至少1个第五进液端和1个第五排液端，第五进液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第五进液端与第二排液管组件相连接，第五排液端与对应加重泵的进液端连接；第六类管线上可设置有至少1个第六排液端和1个第六进液端，第六排液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第六排液端与第二进液管组件相连接，第六进液端与对应加重泵的排液端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：本发明的各模块能够充分配合，产生很好的协同作用；多类型的罐体组合使用，能够满足大量油基钻井液供应需求；各种罐的罐体具有良好的结构及整体强度，罐体结构设计科学合理，安全可靠；本发明能够通过混合漏斗与文丘里组件相互配合产生的压力差，能够很好的使钻井液在配液过程中将所需物料加入钻井液中，并且在加入过程中无堵塞、固相携带能力强。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的钻井液储备系统的一个示意图；

图2示出了本发明的转浆模块的一个示意图；

图3示出了本发明的配浆罐部分结构一个示意图；

图4示出了本发明的加料泵的一个示意图。

主要附图标记说明：

110-转浆罐、111-第一底座、112-第一周侧壁、113-第一顶板、114-第一人孔盖组件，120-砂泵；210-第二底座，220-第二周侧壁、221-第一排液管组件，230-第二顶板、231-第一进液管组件，240-中间隔板，250-第一液位计组件，260-第一清砂门组件，270-第一搅拌器；310-吸入管线，320-泵主体，330-文丘里组件、331-第一管体、332-第二管体、333-第三管体，340-排放管线，350-混合漏斗，360-电控系统，370-底座橇，380-排放短管，390-连接短管。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的钻井液储备系统。需要说明的是，本发明的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而并不表示先后顺序或相对重要性。同时，本发明的“前”、“后”、“左”、“右”仅仅为为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。

在本发明的一个示例性实施例中，如图1所示，所述钻井液储备系统可包括沿流体流动方向依次设置的转浆模块、配浆模块、钻井液调制模块、钻井液储备模块和循环模块；图中箭头的方向可表示流体的一个流动方向。其中，

转浆模块包括转浆罐，转浆罐能够盛放外界输送的基础钻井液。

配浆模块包括配浆罐，配浆罐能够接收从转浆罐输送来的基础钻井液。

钻井液调制模块能够将配浆罐中的基础钻井液与配料进行混合，以得到目标钻井液。

钻井液储备模块包括至少1个钻井液储备罐，每个钻井液储备罐都能够储存目标钻井液。

循环模块能够使钻井液储备罐中的钻井液循环流动，并包括至少一个循环泵。

在本实施例中，图2示出了根据本发明的转浆模块的一个示意图。转浆模块可包括转浆罐110和砂泵120，砂泵可包括防爆砂泵。

如图2所示，转浆罐110可包括：由第一底座111、第一周侧壁112和第一顶板113围成的箱式罐体主体结构。

其中，转浆罐110主体结构可根据实际需求来确定，例如长方体箱式金属罐体。转浆罐主体结构的尺寸可根据实际需求来设置，例如长度1～3m，宽度1～2.5m，高度0.5～1.5m，有效容积可以为2～5m³。

第一底座111可为转浆罐110箱式结构的箱底部分，其可以为带有一定厚度的类矩形结构。第一底座111的厚度可根据实际需求来确定，例如100～200mm。第一底座111主要由底座骨架和设置在底座骨架上的底板构成，第一底座111水平设置在地面上并能够承受整个转浆罐及转浆罐中钻井液的重量。第一底座111的底座骨架可以由槽钢按照一定结构连接构成，底板可以采用钢板制作，当然，本发明不限于此，只要能形成具有一定厚度并且能够支撑转浆罐及转浆罐中钻井液重量的底座即可。进一步地，在第一底座111上靠近左右两侧位置还可分别设置有吊耳用来方便移动转浆罐，例如，左右两侧可分别设置两个吊耳。进一步地，如图2所示，第一底座111还可具有一个突出段，砂泵120可放置在该突出段上，并可与突出段固定连接，例如，可采用工字钢将砂泵120和突出段固定连接，当然，两者的固定连接方式不限于此，只要能实现砂泵与底座连接方式都可。

第一周侧壁112可包括转浆罐110的前、后、左、右四个矩形侧壁，其中前侧壁和后侧壁彼此平行设置，左侧壁和右侧壁彼此平行设置。第一周侧壁112垂直设置在第一底座111上且两者固定密封连接。第一周侧壁112材质可以为瓦楞钢板，其可以增加周侧壁的强度，使第一周侧壁112不易发生变形，构成第一周侧壁112的瓦楞钢板的厚度可以为3～7mm，瓦楞的角度可以为30～50°，瓦楞间距可以为500～550mm，瓦楞的深度可以为80～90mm，例如厚度为4mm，瓦楞角度为45°，瓦楞间距520mm，瓦楞的深度85mm。当然，本发明不限于此，第一周侧壁112也可以采用其他钢板，只要能实现与第一底座111和第一顶板113连接并具有一定强度即可。进一步地，第一周侧壁112上靠近罐底的位置还可以设置有排污口，排污口可以带球阀的圆形排污口，方便开关排污，当然，排污口可以为其它结构，只要能实现方便开关排污并起到密封作用即可。

第一顶板113为转浆罐110箱式结构的箱顶部分，第一顶板113与第一周侧壁112上端固定密封连接。顶板与底座可以为平行设置，顶板也为类矩形结构。第一顶板113的材质可以采用花纹板。进一步地，如图2所示，第一顶板113上可以设置有两个第一个人孔盖组件114，这两个人孔盖组件可在第一顶板113上呈对角方位设置，以增加两个人孔盖组件之间的距离，方便同时使用作业。进一步地，第一人孔盖组件114可以为带盖板的双合页连接结构，盖板的一端与第一顶板113铰接，盖板上带有活动拉手。人孔盖组件盖板的材质也可以为花纹板，人孔的尺寸可以为的正方形，人孔盖四周下方可用角钢做支撑，第一人孔盖组件开口边缘处设有与顶板垂直向上且具有一定高度的挡水条，以防止雨水进入转浆罐中。进一步地，第一顶板113上还可设置有若干个开孔，泥浆罐车中的钻井液能够从开孔处向转浆罐中供液。

砂泵120可包含一个吸液口和排液口。转浆罐110和砂泵120可以通过连接管连接，即连接管的一端可以与转浆罐110连接，另一端可以与砂泵连接，该连接管上可设置有调节阀，例如蝶阀。砂泵能够通过连接管抽吸转浆罐中的钻井液，并通过排液口输送出。

在实施例中，图3示出了配浆罐部分结构的一个示意图，配浆罐的罐体中可设置有中间隔板240，中间隔板240能够将配浆罐隔离为两个子罐体，两个子罐体的结构可以相同，两个子罐体上设置的构件也可以相同，因此，图3主要示出了一个子罐体的结构示意图。

如图3所示，配浆罐可包括：由第二底座210、第二周侧壁220和第二顶板230围成的箱式罐体主体结构。其中，第二顶板上230上可以设置有2组第一进液管组件，第二周侧壁220下部或底部设置有2组第一排液管组件。每组第一进液管组件都可包括至少1个第一进液管组件231，第一进液管组件231可设置在顶板上靠近边缘位置。每组第一排液管组件都可包括至少1个第一排液管组件221，第一排液管组件221可设置在第二周侧壁220上靠近罐体底座的位置，排液管组件用夹箍固定在周侧壁上，第一进液管组件和第一排液管组件上都可设置有调节阀，例如蝶阀。

配浆罐还可包括分别对应两个子罐体的两组第一液位计组件、两组第一清砂门组件、两组第一搅拌器，其中，每组中相应组件或器件的数量不小于1。

在本实施例中，钻井液储备罐可包括：由第三底座、第三周侧壁和第三顶板围成的箱式罐体主体结构。其中，第三顶板上可设置有至少1个第二进液管组件，第三周侧壁下部或底部设置有至少1个第二排液管组件。除了未设置中间隔板，钻井液储备罐的主体结构与配浆罐的可以相同或相似。

第二进液管组件的数量可以为1个，并可设置在第三顶板上靠近边缘位置，第二排液管组件的数量可以为2个，并可分别设置在第三周侧壁相对两个壁面且靠近罐体底座的位置，排液管组件可用夹箍固定在周侧壁上，第二进液管组件和第二排液管组件上都可设置有调节阀，例如蝶阀。

钻井液储备罐还可包括至少1个第二液位计组件、至少1个第二搅拌器。

在本实施例中，配浆罐和钻井液储备罐都可以为长方体箱式金属罐体。罐体的尺寸都可以为：长度8～15m，宽度2～4m，高度2～3.5m，有效容积50～70m³。

在本实施例中，第二底座210和第三底座两者的形状和结构可以相同或相似，第二周侧壁220和第三周侧壁的形状和结构也可以相同或相似，第二顶板230和第三顶板的形状和结构也可以相同或相似。

以第二底座210为例，第二底座210可以为带有一定厚度的类矩形结构，以作为箱式结构的箱底部分。第二底座210可水平设置在地面上并能够承受整个罐体及罐中钻井液的重量，第二底座210可主要由底座骨架和设置在底座骨架上的底板构成，其中，骨架可以由主梁、纵拉筋和三角加强筋固定连接而成。在第二底座210上靠近左右两端位置还可分别设置有拖耳用来方便移动配浆罐。

以第二周侧壁220为例，第二周侧壁220为配浆罐的前、后、左、右四个矩形侧壁，其中前侧壁和后侧壁彼此平行设置，左侧壁和右侧壁彼此平行设置。第二周侧壁220可垂直设置在第二底座210上并与底座固定密封连接。第二周侧壁材质为瓦楞钢板，采用瓦楞钢板作为周侧壁的材质可以增加周侧壁的强度，使周侧壁不易发生变形。

以第二顶板230为例，第二顶板230为配浆罐的的箱顶部分，第二顶板230与第二周侧壁220上端固定密封连接。这里，顶板与底座为平行设置，顶板也为类矩形结构。第二顶板230包括顶板骨架和铺设在顶板骨架上的花纹板。

在本实施例中，在第二顶板230和第三顶板矩形结构靠近四个角的位置都可设有呼吸器，呼吸器的形状可以为圆形，也可以为其它形状。

进一步地，在第二顶板230和第三顶板上还可设有方便作业人员进入储备罐中的人孔盖组件。人孔盖组件的结构可以与转浆罐上设置的第一人孔盖组件相同，例如人孔盖组件可以为为带盖板的双合页连接结构，盖板的一端与顶板铰接，盖板上带有活动拉手。这里，人孔盖组件的数目可以为两个，可分别设置于两个子罐体对应的顶板上。人孔盖组件的盖板可以为花纹板，人孔盖四周下方可用角钢做支撑。每个人孔盖组件开口内可设有人孔内梯，方便作业人员进出配浆罐。

进一步地，在第二顶板230和第三顶板的四周边沿还可安装有栏杆以保证作业人员在顶板上进行作业时的安全。

进一步地，在第二顶板230和第三顶板上所有开口边缘处可设有与顶板垂直向上的高度为3～5cm挡水条，以防止雨水进入配浆罐中。

在本实施例中，第一液位计组件250和第二液位计组件的结构可以相同，例如都可包括连接件、液位计配作和浮球液位计，连接件将浮球液位计下端与罐体内部连通，液位计配作将浮球液位计上端固定在顶板上以方便对罐体钻井液的液位进行显示。

在本实施例中，配浆罐可包括两个第一清砂门组件260，两个清砂门组件260可分别设置在两个子罐体所对应的部分周侧壁上靠近罐底的位置。

钻井液储备罐还可包括设置在第三周侧壁上的至少1个第二清砂门组件，例如2个，2个清砂门组件可位于两个第二排液管组件旁。

第一清砂门组件260可以为锤击式，例如，方型锤击式；第二清砂门组件可以为锤击式或蒙板式，例如方型蒙板式。其中，

锤击式清砂门组件可包括排污口、门条(能够将双合页盖板与罐体固定)、双合页盖板以及密封橡胶。其中，排污口的开口底边与罐内底面平齐或略低于罐体的内底面，双合页盖板一边与罐体铰接，双合页盖板与排污口通过门条进行固定连接，密封橡胶设置在排污口与双合页盖板之间保证密封不泄漏，双合页盖板上还设置有方便开启的把手。

蒙板式清砂门组件可包括排污口、蒙板、连接螺栓和密封橡胶。其中，排污口的开口与储备罐内底面平齐或略低于罐体的内底面，蒙板与排污口通过螺栓进行固定连接，密封橡胶设置在排污口与蒙板之间保证密封不泄漏。

在本实施例中，配浆罐两个子罐体对应的顶板上可各安装有一台第一搅拌器270。

钻井液液储备罐的顶板上可安装有至少一台第二搅拌器例如3台。第一搅拌器和第二搅拌器的结构可相同。

例如，搅拌器的底座可安装在顶板具有足够强度的钢梁上，搅拌器底座与钢梁之间设有隔振胶垫，防止搅拌器工作过程中发生振动。搅拌器可包括电机以及由电机驱动的上层搅拌叶轮和下层搅拌叶轮，其中，上层搅拌叶轮的直径大于下层搅拌叶轮的直径，上层搅拌叶轮与下层搅拌叶轮之间间距为800～1200mm，下层搅拌叶轮距离罐底150mm。此外，在伸入罐内的搅拌叶轮下端还可设有扶正套，扶正套与罐底焊接，使搅拌叶轮转动时灵活，运输时不摇摆。

在本实施例中，配浆罐和钻井液液储备罐上都可根据需要配备一个或两个以上的从地面到罐面的可移动落地步行梯，梯子可设双边扶手，扶手下部应该能够固定并有锁销，梯子与地面夹角应该不大于60°。同时，在可移动落地步行梯的梯口处的地面上还可设置静电消除器，操作人员可以通过静电消除器消除自身所带静电，避免因静电带来的安全隐患。

在本实施例中，配浆罐和钻井液液储备罐还可设置有防爆照明灯组，防爆照明灯组与顶板的距离不少于2.3m。配浆罐的周侧壁上还可设有防爆电控箱和电缆槽及防爆插件。防爆电控箱能够通过电缆给搅拌器和照明灯组提供电源。罐面上的电缆线干线可采用电缆走线槽，支线可采用穿管形式，走线槽可安装在罐外一侧，槽内应有线卡。同时，每个配浆罐都设有接地保护装置。

在本实施例中，为防止钻井液对罐体内壁的腐蚀，转浆罐、配浆罐和钻井液储备罐的所有内壁上均可设有由第一防腐层、第二防腐层和第三防腐层组成的致密防腐层。其中，第一防腐层可以为环氧富锌漆，第二防腐层可为环氧云铁漆，第三防腐层可以丙烯酸聚氨酯漆。防腐层喷漆应规则，无起皮、流挂、起皱、渗色、起泡等现象，防腐层的总厚度可≥170μm。防腐层的涂装应在干燥的空气中进行喷漆，严禁在雨雾中喷涂，当空气或表面温度低于5℃或高于50℃，湿度大于80％时应停止喷涂。每层漆的涂装应于质检检查并确认后进行，检查内容包括表面预处理或前层漆的附着力和干固化等。然而，本发明不限于此，防腐层也可以为其它结构，只要能够实现罐体内壁的防腐即可。

在本实施例中，所述钻井液调制模块包括至少1个加料泵，加料泵能够将配浆罐中的基础钻井液与配料进行混合，以得到目标钻井液。配料可包括钻井液用的添加剂，例如重晶石粉、石灰石、膨润土等。

图4示出了本发明的加料泵的一个示意图，其中(a)图为一个正视示意图，(b)图为一个俯视示意图。如图4所示，加料泵可包括：按钻井液流动方向依次连接的吸入管线310、泵主体320、文丘里组件330和排放管线340，以及设置在文丘里组件上方的混合漏斗350。其中，

吸入管线310能够接收并流通配浆罐中的基础钻井液。进一步地，吸入管线310上可以设置调节阀，用于控制钻井液的流入。

泵主体320能够驱动泥浆(钻井液)在管线中流动。

如图4中的(a)图所示，文丘里组件330可包括依次连接并最终连接至排放管线340的第一管体331、第二管体332，以及设置在第一管体331上方的第三管体333。其中，第一管体331的一端与泵主体320连接。第二管体332的管径沿钻井液流动方向逐渐增大且其进液端的管径小于第一管体331的管径，即钻井液在从第一管体331流入第二管体332过程中，钻井液的通流横截面变小。第三管体333的下端与第一管体331连通。第一管体331、第二管体332、第二管体333均为中空结构且相互连通。第一管体331与第二管体332水平连接。第二管体333与第一管体331垂直连接。

混合漏斗350能够将配料加入到文丘里组件330中，且其底部设置有与第三管体333上端相连接的出料口。混合漏斗350可设置在文丘里组件330的上方。混合漏斗350可以设置为锥形结构。混合漏斗可以用于向钻井液中加入所需的添加剂，例如重晶石粉、石灰石等添加剂。所述添加剂在加入混合漏斗后通过漏斗出料口、第三管体后进入管线中的钻井液。

以上，将本发明设置的文丘里组件与混合漏斗相互配合，当钻井液在体管里面流动时，在第一管体331与第二管体332连接处(管道的最窄处)，动态压力达到最大值，静态压力达到最小值，钻井液的速度因为通流横截面面积减小而上升。整个钻井液都要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小，进而产生压力差。产生的压力差给钻井液提供一个外在吸力，所述吸力能够将从混合漏斗加入的物料吸入管道内与钻井液进行混合，有利于物料的加入。并且，由于压力差在所述第一管体331进入第二管体332后可以形成一个喷射力，该喷射力能够产生推力加速物料的进入以及钻井液在管线中的流动。

在本实施中，加料泵还可包括：电控系统360，能够放置泵主体320和电控系统360的底座橇370。其中，

电控系统360可以通过电缆与泵主体320连接，用于向泵主体提供动力。电控系统360可以包含直立式的降压启动装置。

底座橇370可以由金属材料制备而成。

在本实施例中，文丘里组件330还包括第三管体与混合漏斗的连接端相互配合设置的进料阀。进料阀能够控制混合漏斗里面添加剂是否加入钻井液中。

在本实施例中，所述加料泵还可以包括与所述吸入管线310连接的吸口短管。吸口短管可以可拆卸的设置在吸入管线310远离泵主体的一端。吸口短管的长度可较短并且可拆卸的设置，能够方便单联泵的检修。例如，所述吸口短管的长度可以设置为0.3m～0.8m，进一步的，可以设置为0.5m。吸口短管可以与吸入管线310法兰连接。

在本实施例中，所述加料泵还可以包括排放短管380。排放短管可拆卸的设置于排放管线340远离文丘里组件330的一端。排放短管380的一端与排放管线340连接，另一端可以与钻井液储备罐进液组件通过管线连接。设置排放短管380可以方便系统的维修。进一步的，如图4中的(b)图所示，排放短管380与排放管线340之间可以设置一个设有调节阀的连接短管390。蝶阀可以用于排放管线340的打开和关闭。排放管线340与连接短管390之间、连接短管390与排放短管30之间可以都通过法兰连接。排放短管380可以通过法兰与外部连接。

在本实施例中，所述吸入管线310与泵主体320之间、泵主体320与文丘里组件330之间、文丘里组件330与排放管线340之间、以及混合漏斗350与文丘里组件330之间都可通过法兰连接。

在本实施例中，所述加料泵还可以包括与排放管线连接的转液弯管，沿铅垂线方向，所述转液弯管用于将钻井液转移至比所述排放管线更高的位置。

在本实施例中，所述加料泵还可以包括步梯。所述步梯的一端设置在地面上，另一端搭接在所述混合漏斗上。

在本实施例中，所述钻井液储备模块可包括数十至上百个钻井液储备罐。相应地，钻井液储备罐可分为多组，例如，2～6组等。每组钻井液储备罐中的罐体内都可储存相同种类的钻井液，例如都储存油基钻井液或水基钻井液等。

例如，每组钻井液储备罐都可包括两排并列设置的钻井液储备罐，每排罐体的数量可大于2。

在本实施例中，所述循环模块还包括至少2个循环管线组；循环管线组的数量与钻井液储备罐的组数相同且能够一一对应，循环管线组的数量与循环泵的数量相同且能够一一对应，即一组钻井液储备罐配置一个循环泵和一个循环管线组。每个循环管线组都包括第一类管线和第二类管线，循环泵的进液端与第一类管线连接，排液端与第二类管线连接。

第一类管线能够与对应钻井液储备罐组中的每个罐体的第二排液管组件相连接，在循环泵的作用下，第一类管线能够接收钻井液。第二类管线能够与对应钻井液储备罐组中的每个罐体的第二进液管组件相连接，在循环泵的作用下，第二类管线能够输出钻井液。进而，在第一类管线、第二类管线和循环泵的作用下，钻井液储备罐中的钻井液能够实现循环作业。

第一类管线可设置在钻井液储备罐罐体的下部或底部，以便与第二排液管组件连接，第二类管线可设置在钻井液储备罐罐体的上部，以便与第二进液管组件连接。

进一步地，钻井液储备系统还可包括与第二类管线相连接的装车管线，以将从钻井液储备罐中循环出的目标钻井液排出向外界。钻井液储备系统还包括与所述第二类管线相连接的应急池。

进一步地，两个或两个以上循环管线组中第一类管线之间可以通过设置有调节阀的连接管线连接；两个或两个以上循环管线组中的第二类管线之间也通过设置有调节阀的连接管线连接。

在本实施例中，钻井液调制模块还包括至少1个调制管线组，调制管线组的组数与配浆罐的数量相同且能够一一对应。调制管线组的组数与加料泵的数量相同且能够一一对应。即一个配浆罐配置一个加料泵和一个调制管线组。每个调制管线组都包括第三类管线和第四类管线。加料泵的吸入管线可与第三类管线连接，排放管线可与第四类管线连接。

第三类管线还能够与对应配浆罐组中的排液管组件相连接，在加料泵的作用下，第三类管线能够接收配浆罐中的钻井液。第四类管线还能够与对应配浆罐中进液管组件相连接，在加料泵的作用下，第四类管线能够输出调制后的钻井液。在第三类管线、第四类管线和加料泵的作用下，配浆罐中的钻井液能够实现加料作业。

第三类管线可设置在配浆罐罐体的下部或底部，以便与第一排液管组件连接，第四类管线可设置在配浆罐罐体的上部，以便与第一进液管组件连接。

在本实施例中，每个第三类管线还能够管线与不少于1个的钻井液储备罐的第二排液管组件连接。例如1个第三类管线上还可设置有与不少于1个钻井液储备罐上第二排液管组件相对应的进液口。

每个第四类管线还能够与不少于1个钻井液储备罐的第二进液管组件连接。例如1个第四类管线上还可设置有与不少于1个钻井液储备罐上第二进液管组件相对应的排液口。

这样，每套加料泵还可以抽吸相邻任意钻井液储备罐中的钻井液，并经过混合漏斗加入的配料做进一步调制，然后可以放入任意钻井液储备罐内。

进一步地，第三类管线还可与第一类管线通过设置有调节阀的连接管连接。第四类管线还可与第二类管线通过设置有调节阀的连接管连接。

在本实施例中，所述钻井液储备系统还包括加重模块，所述加重模块包括至少1个加重泵、以及至少1个加重管线组。加重泵和加重管线组的数量相同并能够一一对应，即一个加重泵对应一个加重管线组。每个加重管线组都包括第五类管线和第六类管线。加重泵的进液端与第五类管线连接，排液端与第六类管线连接。其中，加重泵的结构可以与加料泵的结构相同。

每个加重泵和加重管线组能够对应一组钻井液储备罐，每组中储备罐的数量不小于1。

第五类管线能够与对应钻井液储备罐组中的每个罐体的第二排液管组件相连接，在加重泵的作用下，第五类管线能够接收钻井液。第六类管线能够与对应钻井液储备罐组中的每个罐体的第二进液管组件相连接，在加重泵的作用下，第六类管线能够输出钻井液。进而，加重泵能够通过第五、第六类管线组将钻井液储备罐中的目标钻井液与重晶石粉混合以作进一步调制，并能够将调制后的钻井液返回钻井液储备罐。

第五类管线可设置在钻井液储备罐罐体的下部或底部，以便与第二排液管组件连接，第六类管线可设置在钻井液储备罐罐体的上部，以便与第二进液管组件连接。

进一步地，两个或两个以上加重管线组中第五类管线之间可以通过设置有调节阀的连接管线连接；两个或两个以上加重管线组中的第六类管线之间也通过设置有调节阀的连接管线连接。

在本实施例中，循环泵、加料泵和加重泵都可直接将钻井液泵送装车，例如泵的排液端可通过转浆弯管组件泵送装车。

在本实施例中，第一类管线、第三类管线和第五类管线中的任意两者之间可以通过设置有调节阀的连接管线连接。

第二类管线、第四类管线和第六类管线中的任意两者之间也可以通过设置有调节阀的连接管线连接。

在本实施例中，本发明的调节阀能够使相应的出液口、进液口或管线等呈流通或封闭的状态，进一步地，还能够调整相应流体的流量大小。

综上所述，本发明的钻井液储备系统的优点可包括：

(1)钻井液储备系统的各个模块连接关系合理，能够充分配合，产生很好的协同作用。

(2)钻井液储备系统的多类型的罐体组合使用，能够满足大量油基钻井液供应需求。

(3)钻井液储备罐可以为多罐组合使用，并可与泵相连，能够满足钻井液的储存、搅拌、循环、加料混合及泵送等。

(4)各种罐的罐体具有良好的结构及整体强度，能满足吊装、拉运和承载钻井液而罐体不会变形。各种罐的罐体结构设计科学合理，罐整体耐油、耐高温、防爆、防渗漏、防腐，且便于清淘。各种罐都可采用防爆电控箱和防爆照明灯组、设有安全接地装置等，安全可靠。

(5)本发明的混合漏斗与文丘里组件相互配合产生的压力差，能够很好的使钻井液在配液过程中将所需物料加入钻井液中，并且在加入过程中无堵塞、固相携带能力强；本发明的系统能够促使钻井液在管线中的流动；本发明的单联泵系统能够很好的与钻井液储备过程中的装置相互配合以配制钻井液，单联泵系统结构简单，安装方便。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液储备系统包括：转浆模块、配浆模块、钻井液调制模块、钻井液储备模块和循环模块，其中，

所述转浆模块包括：转浆罐和砂泵，其中，转浆罐能够盛放基础钻井液并包括由第一底座、第一周侧壁和第一顶板围成的罐体，第一顶板上还设置有至少1个人孔盖组件，砂泵能够将转浆罐中的基础钻井液传输至配浆模块；

所述配浆模块包括至少一个配浆罐，配浆罐能够接收砂泵传输的基础钻井液，并包括：由第二底座、第二周侧壁和第二顶板围成的罐体，中间隔板，两组第一搅拌器，两组第一进液管组件，两组第一排液管组件，两组第一液位计组件以及两组第一清砂门组件，其中，中间隔板纵向设置在配浆罐内并能够将其分为两个相互隔离的子罐体；两组搅拌器能够分别对两个子罐体内的钻井液进行搅拌；两组第一进液管组件设置在第二顶板上，并分别与两个子罐体相连通；两组第一排液管组件设置在第二周侧壁下部，并分别与两个子罐体相连通；两组第一液位计组件能够分别测量并显示两个子罐体中钻井液的高度；两组第一清砂门组件分别设置在两个子罐体所对应的第二周侧壁下部；

所述钻井液调制模块包括至少1个加料泵，加料泵能够将配浆罐中的基础钻井液与配料进行混合，以得到目标钻井液；加料泵包括：按钻井液流动方向依次连接的吸入管线、泵主体、文丘里组件和排放管线，以及设置在文丘里组件上方的混合漏斗，其中，吸入管线能够接收并流通所述配浆罐中的基础钻井液；文丘里组件包括依次连接并最终连接至排放管线的第一管体、第二管体，以及设置在第一管体上方的第三管体，第一管体的一端与泵主体连接，第二管体的管径沿钻井液流动方向逐渐增大且其进液端的管径小于第一管体的管径，第三管体的下端与第一管体连通；混合漏斗能够将配料加入到文丘里组件中，且其底部设置有与第三管体上端相连接的出料口；

所述钻井液储备模块包括至少1个钻井液储备罐，每个钻井液储备罐都能够储存所述加料泵得到的目标钻井液，并包括：由第三底座、第三周侧壁和第三顶板围成的罐体，至少1个第二搅拌器，至少1个第二进液管组件，至少1个第二排液管组件，1个第二液位计组件，至少1个第二清砂门组件，其中，第二搅拌器能够对罐体内的钻井液进行搅拌；第二进液管组件设置在第三顶板上并与罐体内部连通；第二排液管组件设置在第三周侧壁下部并与罐体内部连通；第二液位计组件能够测量并显示罐体内钻井液的高度；第二清砂门组件设置在第三周侧壁下部并与罐体内部连通；

所述循环模块能够使所述至少1个钻井液储备罐中的钻井液循环流动，并包括至少一个循环泵。

2.根据权利要求1所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述第一清砂门组件为锤击式；第二清砂门组件为锤击式或蒙板式。

3.根据权利要求1所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液储备模块包括至少2组钻井液储备罐，每组钻井液储备罐都包括至少1个钻井液储备罐，所述循环模块还包括至少2个循环管线组，其中，

循环管线组的数量与钻井液储备罐的组数相同且能够一一对应，循环管线组的数量与循环泵的数量相同且能够一一对应，每个循环管线组都包括第一类管线和第二类管线，其中，

第一类管线上设置有至少1个第一进液端和1个第一排液端，第一进液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第一进液端与第二排液管组件相连接，第一排液端与对应循环泵的进液端连接；

第二类管线上设置有至少1个第二排液端和1个第二进液端，第二排液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第二排液端与第二进液管组件相连接，第二进液端与对应循环泵的排液端连接。

4.根据权利要求3所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液储备系统还包括与所述第二类管线相连接的装车管线，以将从所述钻井液储备罐中循环出的目标钻井液排出向外界；

所述钻井液储备系统还包括与所述第二类管线相连接的应急池。

5.根据权利要求3所述的钻井液储备系统，其特征在于，在所述循环管线组的数量为M的情况下，N个循环管线组中的第一类管线之间通过设置有调节阀的连接管线连接；P个循环管线组中的第二类管线之间也通过设置有调节阀的连接管线连接，其中，M≥2，M≥N≥2，M≥P≥2，M、N、P为整数。

6.根据权利要求1所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述第一进液管组件、第一排液管组件、第二进液管组件和第二排液管组件上都设置有调节阀。

7.根据权利要求1所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液调制模块还包括至少1个调制管线组，调制管线组的组数与配浆罐的数量相同且能够一一对应，调制管线组的组数与加料泵的数量相同且能够一一对应，每个调制管线组都包括第三类管线和第四类管线，其中，

第三类管线上设置有至少2个第三进液端和1个第三排液端，第三进液端的数量与对应配浆罐中第一排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第三进液端与第一排液管组件相连接，第三排液端与对应加料泵的吸入管线连接；

第四类管线上设置有至少2个第四排液端和1个第四进液端，第四排液端的数量与对应配浆罐中第一进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第四排液端与第一进液管组件相连接，第四进液端与对应加料泵的排放管线连接。

8.根据权利要求7所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述第三类管线还能够与不少于1个的所述钻井液储备罐的第二排液管组件连接，所述第四类管线还能够与不少于1个的所述钻井液储备罐的第二进液管组件连接。

9.根据权利要求1所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液储备系统还包括加重模块，加重模块包括至少1个加重泵，加重泵能够将钻井液储备罐中的目标钻井液与重晶石粉混合以作进一步调制。

10.根据权利要求9所述的钻井液储备系统，其特征在于，所述钻井液储备模块包括X组钻井液储备罐，所述加重模块包括Y个加重泵、以及Y个加重管线组，X≥2，X≥Y≥1，X、Y为整数；其中，

Y个加重管线组与Y个加重泵能够一一对应；

Y个加重管线组与Y组钻井液储备罐也能够一一对应；

每个加重管线组都包括第五类管线和第六类管线，其中，

第五类管线上设置有至少1个第五进液端和1个第五排液端，第五进液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二排液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第五进液端与第二排液管组件相连接，第五排液端与对应加重泵的进液端连接；

第六类管线上设置有至少1个第六排液端和1个第六进液端，第六排液端的数量与对应钻井液储备罐组中第二进液管组件的数量相同且一一对应，成对应关系的第六排液端与第二进液管组件相连接，第六进液端与对应加重泵的排液端连接。

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