CN117398740A - 一种完井液过滤装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井液处理技术领域,特别是涉及一种完井液过滤装置及其使用方法,过滤装置包括罐体、过滤腔、滤液腔以及滤芯隔板;罐体上端设有与其配合的罐盖;罐盖顶部固定连接有升降螺纹杆,罐体外壁设有罐盖升降臂,罐盖升降臂下端与罐体外壁为可转动铰接,罐盖升降臂上端与升降螺纹杆配合连接;过滤腔和滤液腔之间设有滤芯隔板,罐体与罐盖之间设有滤芯压板,滤芯隔板设有若干用于竖直安装对应滤芯的滤芯接口,滤芯上端与滤芯压板接触连接;滤芯压板上设有排气孔,罐盖顶部还设有用于判断是否更换滤芯的压力表。通过本过滤装置及使用方法,能有效解决现有的完井液过滤装置中滤芯更换不方便以及无法快速判断滤芯是否需要更换的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液处理技术领域,特别是涉及一种完井液过滤装置及其使用方法。
背景技术
完井液的广义定义是指从打开油气层到油气井枯竭为止的一切油井作业使用的流体,根据具体作业用途可以把完井液细分为几类,其中应用最多的一类是无固相水基完井液,其作用是在油气井钻井工作完成后转向完井试油工作阶段时,用完井液将井筒中的钻井泥浆全部替换出来,以便试油或完井工具在井下能正常完成射孔、工具座封、开关井、气举及压裂等工作,同时因为此类完井液要求所含固相颗粒极少,不会封堵油气层,能最大限度的保护油气层,如果完井液不清洁,含固相颗粒较高,就会引起井下射孔枪和试油完井工具堵塞,致使试油完井工具不能正常座封、开关井,引起井下事故,不清洁完井液也会破坏油气层,造成单井产量下降。造成无固相水基完井液不清洁的原因主要有配制完井液的用水不清洁、完井液配制罐和泥浆罐交叉污染、配制完井液所用有机盐、无机盐不溶物和结晶较多等。
随着油气田开发对完井液工艺技术越来越重视,相应的对无固相水基完井液的清洁程度要求也越高,但是基于条件限制,钻井现场使完井液变清洁方法很有限,现有的方法大多是完井液配制后静置使固相颗粒沉淀、使用压滤机压滤、使用筛布进行粗筛等,这些方法制取完井液存在时效性低、成本过高、设备占地较大等问题,且制取的完井液大多清洁度不够、浊度较高,不能满足设计的要求。
现有技术中,提出了公开号为CN211025341U,授权公告日为2020年07月17日的中国实用新型专利文件,来解决上述存在的技术问题,该专利文献所公开的技术方案如下:一种井下作业修井液过滤装置,包含至少一个模块化过滤单元,模块化过滤单元包括底座和筒体,筒体的内腔被隔板分为上室和下室,隔板与筒体的顶板内壁之间固定有若干筛管,筛管的内部装有滤芯,筛管的外侧共同套设有活动清理板,活动清理板设有若干环形清理刷,环形清理刷套设在筛管外侧,活动清理板位于靠近边缘处设有导向孔和驱动螺母,导向孔中穿设有导向杆,驱动螺母中螺接有升降丝杆,升降丝杆与升降电机的输出轴固连。
上述技术方案在实际使用过程中,会出现以下问题:
上述过滤装置在进行过滤的时候,由于大颗粒的杂物将会残留在过滤网和滤芯上,导致过滤网和滤芯非常容易发生堵塞,但上述过滤装置在更换过滤网和滤芯的时候非常不方便,并且需要新增一些检测装置对过滤后的液体进行检测,才才能判断是否需要更换滤芯,效率较低且成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种完井液过滤装置及其使用方法,能有效解决现有的完井液过滤装置中滤芯更换不方便以及无法快速判断滤芯是否需要更换的问题。
本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种完井液过滤装置,包括罐体、进液口以及出液口,所述罐体内设有过滤腔和滤液腔,所述过滤腔和滤液腔之间设有滤芯隔板;所述罐体上端设有与其配合的罐盖;所述罐盖顶部固定连接有升降螺纹杆,所述罐体与罐盖通过若干紧固件配合连接,所述罐体外壁设有罐盖升降臂,所述罐盖升降臂下端与罐体外壁为可转动铰接,所述罐盖升降臂上端与升降螺纹杆配合连接;所述罐体与罐盖之间设有滤芯压板,所述滤芯隔板上设有若干用于竖直安装滤芯的滤芯接口,所述滤芯上端与滤芯压板接触连接;所述滤芯压板上设有排气孔,所述罐盖顶部还设有排气阀以及用于判断是否更换滤芯的压力表。
所述罐盖升降臂包括支撑底座以及摇臂,所述支撑底座与罐体侧壁固定连接,所述摇臂与支撑底座为可转动铰接,所述摇臂上端固定连接有螺纹头底座,所述螺纹头底座上端面设有与升降螺纹杆配合的转动轮螺纹头,所述转动轮螺纹头与螺纹头底座上端面接触连接,所述升降螺纹杆从螺纹头底座及转动轮螺纹头中间穿过。
所述滤芯为单向出液的管式聚炳烯纤维滤芯。
所述罐体上端面设有下密封垫圈。
所述罐盖下端面内沿设有上密封垫圈。
所述滤芯隔板上还设有过滤腔排污口。
所述罐体底端还设有排空口。
一种完井液过滤装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤S1. 利用升降螺纹杆和罐盖升降臂,使得罐盖上升且转动至安装滤芯的位置;
步骤S2. 取下滤芯压板,将滤芯通过滤芯接口安装在滤芯隔板上,安装滤芯后,盖上滤芯压板和罐盖;
步骤S3. 过滤时,完井液从进液口进入过滤腔,通过排气阀排空过滤腔空气,完井液经过滤芯过滤后从出液口排出;完成过滤。
在过滤完井液时,将罐盖的压力表显示的压力值与滤芯安装初始时的压力值进行比较,若高于预设阈值,则更换滤芯。
与现有技术相比,本发明的有益效果表现在:
1、本发明结构紧凑、安装便捷、快速高效、成本低廉,对钻井现场完井液过滤更精细,过滤精度可达:过滤后的完井液固相颗粒≤5微米,过滤后的完井液浊度<10 NTU。
本发明的罐盖顶部还设有压力表,通过该压力表的数值变化,就能快速判断是否需要更换滤芯,不需要新增检测装置,通过最常规、最简单的结构实现滤芯使用效果的判断。基于该判断结果,在升降螺纹杆、罐盖升降臂以及罐盖的相互配合下,结合滤芯压板以及滤芯隔板,便能快速更换滤芯。
2、所述罐盖升降臂包括支撑底座、摇臂、螺纹头底座以及转动轮螺纹头,使得罐盖移动更加灵活且稳定。
3、下密封垫圈和上密封垫圈的设置,使得使用过程更加安全,压力表的测量结果也更加准确,便于更好的判断滤芯的使用效果。
4、排空口和过滤腔排污口的设置,便于完井液过滤完成后,排空过滤腔污水及滤液腔内剩余完井液。
5、本使用方法,能够更换滤芯,并且能在使用过程中,通过压力表实时判断滤芯的使用效果,便于提高效率。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,其中:
图1为本发明的结构示意图;
图中标记:
1、罐体,2、罐盖,3、过滤腔,4、滤液腔,5、罐盖升降臂,6、进液口,7、滤芯,8、出液口,9、紧固件,10、压力表,11、排气阀,12、滤芯压板,13、排气孔,14、上密封垫圈,15、下密封垫圈,16、滤芯接口,17、过滤腔排污口,18、滤芯隔板,19、排空口,20、底座,21、支撑腿,51、支撑底座,52、摇臂,53、螺纹头底座,54、转动轮螺纹头。
具体实施方式
实施例1
作为本发明基本实施方式,本发明包括一种完井液过滤装置,包括罐体1、进液口6以及出液口8,所述罐体1内设有过滤腔3和滤液腔4,所述过滤腔3和滤液腔4之间设有滤芯隔板18。所述滤芯隔板18与罐体1内壁密封固定连接。具体的,所述进液口6以及出液口8设置在罐体1侧边,所述进液口6与过滤腔3连通,所述出液口8与滤液腔4连通。
所述罐体1上端设有与其配合的罐盖2。所述罐盖2顶部固定连接有升降螺纹杆,所述罐体1与罐盖2通过若干紧固件9配合连接。所述罐体1外壁设有罐盖升降臂5,所述罐盖升降臂5下端与罐体1外壁为可转动铰接,所述罐盖升降臂5上端与升降螺纹杆配合连接。
所述罐体1与罐盖2之间设有滤芯压板12。所述滤芯隔板18设有若干滤芯接口16,在所述滤芯接口16上分别竖直安装滤芯7,所述滤芯7上端与滤芯压板12接触连接,所述滤芯压板12还设有排气孔13。
所述罐盖2顶部还设有排气阀11以及用于判断是否更换滤芯7的压力表10。当罐盖2的压力表10压力显示明显高于滤芯7安装初始压力时,需要更换新的滤芯7。
实施例2
作为本发明一较佳实施方式,本发明包括一种完井液过滤装置,包括罐体1、进液口6以及出液口8,所述罐体1内设有过滤腔3和滤液腔4,所述过滤腔3和滤液腔4之间设有滤芯隔板18。所述罐体1上端设有与其配合的罐盖2。所述罐体1与罐盖2之间设有滤芯压板12,所述滤芯隔板18设有若干用于竖直安装滤芯7的滤芯接口16,所述滤芯7上端与滤芯压板12接触连接。所述滤芯压板12上设有排气孔13,所述罐盖2顶部还设有排气阀11以及用于判断是否更换滤芯7的压力表10。
所述罐盖2顶部固定连接有升降螺纹杆,所述罐体1与罐盖2通过若干紧固件9配合连接,所述罐体1外壁设有罐盖升降臂5,所述罐盖升降臂5下端与罐体1外壁为可转动铰接,所述罐盖升降臂5上端与升降螺纹杆配合连接。具体的,所述罐盖升降臂5包括支撑底座51、摇臂52、螺纹头底座53以及转动轮螺纹头54。所述支撑底座51与罐体1侧壁固定连接,所述摇臂52与支撑底座51可转动铰接,所述摇臂52上端固定连接有螺纹头底座53,所述螺纹头底座53上端面设有与升降螺纹杆配合的转动轮螺纹头54,所述转动轮螺纹头54与螺纹头底座53上端面接触连接,所述升降螺纹杆从螺纹头底座53及转动轮螺纹头54中间穿过。
实施例3
作为本发明另一较佳实施方式,本发明包括一种完井液过滤装置,包括罐体1、进液口6以及出液口8,所述罐体1内设有过滤腔3和滤液腔4,所述过滤腔3和滤液腔4之间设有滤芯隔板18。所述罐体1上端设有与其配合的罐盖2。所述罐盖2顶部固定连接有升降螺纹杆,所述罐体1与罐盖2通过若干紧固件9配合连接,所述罐体1外壁设有罐盖升降臂5,所述罐盖升降臂5下端与罐体1外壁为可转动铰接,所述罐盖升降臂5上端与升降螺纹杆配合连接。
所述罐体1与罐盖2之间设有滤芯压板12,所述滤芯隔板18设有若干用于竖直安装滤芯7的滤芯接口16,所述滤芯7上端与滤芯压板12接触连接。所述滤芯压板12上设有排气孔13,所述罐盖2顶部还设有排气阀11以及用于判断是否更换滤芯7的压力表10。
优选的,所述滤芯7为单向出液的管式聚炳烯纤维滤芯。为了提高压力表10测量数据的准确性,提高过滤装置使用过程的安全性,所述罐体1上端面设有下密封垫圈15,所述罐盖2下端面内沿设有上密封垫圈14。
实施例4
作为本发明又一较佳实施方式,本发明包括一种完井液过滤装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤S1. 利用升降螺纹杆和罐盖升降臂5,使得罐盖2上升且转动至安装滤芯7的位置。
步骤S2. 取下滤芯压板12,将滤芯7通过滤芯接口16安装在滤芯隔板18上,安装滤芯7后,盖上滤芯压板12和罐盖2。
步骤S3. 将完井液过滤管线连接在进液口6及出液口8,完井液从进液口6进入过滤腔3,通过排气阀11排空过滤腔3空气,完井液经过滤芯7过滤后从出液口8排出;完成过滤。
在过滤完井液时,将罐盖2的压力表10压力显示的压力值与滤芯7安装初始时的压力值进行比较,若高于预设阈值,则更换滤芯7。
实施例5
作为本发明最佳实施方式,本发明包括一种完井液过滤装置,参照说明书附图1,包括罐体1,所述罐体1上端设有与其配合的罐盖2,所述罐盖2顶部固定连接有升降螺纹杆。所述罐体1与罐盖2通过若干紧固件9配合连接,所述罐体1外壁设有罐盖升降臂5,所述罐盖升降臂5下端与罐体1外壁可转动铰接,所述罐盖升降臂5上端与升降螺纹杆配合连接。具体的,所述罐盖升降臂5包括支撑底座51、摇臂52、螺纹头底座53以及转动轮螺纹头54。所述支撑底座51与罐体1侧壁固定连接,所述摇臂52与支撑底座51可转动铰接,所述摇臂52上端固定连接有螺纹头底座53,所述螺纹头底座53上端面设有与升降螺纹杆配合的转动轮螺纹头54,所述转动轮螺纹头54与螺纹头底座53上端面接触连接,所述升降螺纹杆从螺纹头底座53及转动轮螺纹头54中间穿过。
所述罐体1设有过滤腔3和滤液腔4,所述过滤腔3和滤液腔4之间设有滤芯隔板18,所述滤芯隔板18与罐体1内壁密封固定连接,所述滤芯隔板18设有过滤腔排污口17和若干滤芯接口16,在所述滤芯接口16上竖直安装若干滤芯7,所述滤芯7上端与滤芯压板12接触连接。所述滤芯7可以为单向出液的管式聚炳烯纤维滤芯。所述滤芯压板12设有排气孔13,所述滤芯压板12固定于罐体1与罐盖2之间。
所述罐体1侧边设有进液口6与出液口8,所述进液口6与过滤腔3连通,所述出液口8与滤液腔4连通,所述罐体1底端设有排空口19,所述罐体1下端外壁固定设有若干支撑腿21,所述支撑腿21固定在底座20上。
进一步的,所述罐盖2顶部设有压力表10及排气阀11。
更进一步的,上述过滤装置的使用方法包括以下步骤:
步骤S1. 利用升降螺纹杆和罐盖升降臂5,使得罐盖2上升且转动至安装滤芯7的位置。具体的,拧松连接罐体1和罐盖2的所有紧固件9,使罐体1与罐盖2失去紧固连接,转动罐盖升降臂5上的转动轮螺纹头54,将罐盖2升起,推动罐盖升降臂5的摇臂52,摇臂52可在罐盖升降臂5的支撑底座51上转动,带动罐盖2转动到安装滤芯7位置。
步骤S2. 取下滤芯压板12,将滤芯7通过滤芯接口16安装在滤芯隔板18上,安装滤芯7后,盖上滤芯压板12和罐盖2。
步骤S3. 将完井液过滤管线连接在进液口6及出液口8,完井液从进液口6进入过滤腔3,通过排气阀11排空过滤腔3空气,完井液经过滤芯7过滤后从出液口8排出;完成过滤。
当完井液过完一遍过滤装置后,如浊度达不到要求,可多次重复循环过滤,直至浊度满足现场要求。完井液过滤完成后,可以打开过滤腔排污口17及滤液腔4的排空口19,排空过滤腔3污水及滤液腔4内剩余完井液。
在过滤完井液时,实时监控罐盖2的压力表10显示的压力值,若明显高于滤芯7安装初始压力时,需要更换新的滤芯7。根据多次测试,可以得到一个预设阈值,在判断滤芯7使用效果时,可以只需要将罐盖2的压力表10显示的压力值与滤芯7安装初始时的压力值进行比较,若高于预设阈值,则更换滤芯7。
在过滤完井液时,完井液通过进液口6进入过滤腔3,经过滤芯7过滤,由于滤芯7是单向出液式滤芯,过滤后的清洁完井液从滤芯接口16流出,然后通过滤液腔4、出液口8排出至储备罐或直接泵入井内,排气孔13、排气阀11用来排出空气,压力表10用以检测罐内过滤压力,过滤腔排污口17用来排出过滤后留下的废液,排空口19在使用完后排出剩余液体,在更换滤芯7时,需要拧开紧固件9,通过罐盖升降臂5升起、移开罐盖2,取出滤芯压板12,取出旧滤芯7,再将新滤芯7通过滤芯接口16安装在滤芯隔板18上,将滤芯压板12置于滤芯7上端,滤芯压板12可以使滤芯7更稳固,然后盖上罐盖2,并拧紧紧固件9,最后连接相应管线就可以过滤制取清洁完井液。
综上所述,本领域的普通技术人员阅读本发明文件后,根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案,均属于本发明所保护的范围。
Claims (9)
1.一种完井液过滤装置,包括罐体(1)、进液口(6)以及出液口(8),所述罐体(1)内设有过滤腔(3)和滤液腔(4),所述过滤腔(3)和滤液腔(4)之间设有滤芯隔板(18);其特征在于:所述罐体(1)上端设有与其配合的罐盖(2);所述罐盖(2)顶部固定连接有升降螺纹杆,所述罐体(1)与罐盖(2)通过若干紧固件(9)配合连接,所述罐体(1)外壁设有罐盖升降臂(5),所述罐盖升降臂(5)下端与罐体(1)外壁为可转动铰接,所述罐盖升降臂(5)上端与升降螺纹杆配合连接;所述罐体(1)与罐盖(2)之间设有滤芯压板(12),所述滤芯隔板(18)上设有若干用于竖直安装滤芯(7)的滤芯接口(16),所述滤芯(7)上端与滤芯压板(12)接触连接;所述滤芯压板(12)上设有排气孔(13),所述罐盖(2)顶部还设有排气阀(11)以及用于判断是否更换滤芯(7)的压力表(10)。
2.根据权利要求1所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述罐盖升降臂(5)包括支撑底座(51)以及摇臂(52),所述支撑底座(51)与罐体(1)侧壁固定连接,所述摇臂(52)与支撑底座(51)为可转动铰接,所述摇臂(52)上端固定连接有螺纹头底座(53),所述螺纹头底座(53)上端面设有与升降螺纹杆配合的转动轮螺纹头(54),所述转动轮螺纹头(54)与螺纹头底座(53)上端面接触连接,所述升降螺纹杆从螺纹头底座(53)及转动轮螺纹头(54)中间穿过。
3.根据权利要求2所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述滤芯(7)为单向出液的管式聚炳烯纤维滤芯。
4.根据权利要求2所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述罐体(1)上端面设有下密封垫圈(15)。
5.根据权利要求4所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述罐盖(2)下端面内沿设有上密封垫圈(14)。
6.根据权利要求2所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述滤芯隔板(18)上还设有过滤腔排污口(17)。
7.根据权利要求2所述一种完井液过滤装置,其特征在于:所述罐体(1)底端还设有排空口(19)。
8.根据权利要求1~7中任一权利要求所述一种完井液过滤装置的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1. 利用升降螺纹杆和罐盖升降臂(5),使得罐盖(2)上升且转动至安装滤芯(7)的位置;
步骤S2. 取下滤芯压板(12),将滤芯(7)通过滤芯接口(16)安装在滤芯隔板(18)上,安装滤芯(7)后,盖上滤芯压板(12)和罐盖(2);
步骤S3.过滤时,完井液从进液口(6)进入过滤腔(3),通过排气阀(11)排空过滤腔(3)空气,完井液经过滤芯(7)过滤后从出液口(8)排出;完成过滤。
9.根据权利要求8所述一种完井液过滤装置的使用方法,其特征在于:在过滤完井液时,将罐盖(2)的压力表(10)显示的压力值与滤芯(7)安装初始时的压力值进行比较,若高于预设阈值,则更换滤芯(7)。
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