CN207660569U - 一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，包括振动筛、中速离心机、高速离心机、辅助设备、储备罐、絮凝剂调配罐、钻屑收集罐。优点是：钻井液固相控制与钻屑处理融为一体，能满足全井段、全排量钻井液固相控制和岩屑随钻处理的要求；简化现有的多级固相控制系统，有害固相清除率高，振动筛、离心机排出的固相钻屑浓缩脱液后，含水率低，达到水基钻井液岩屑拉运要求；系统结构紧凑、占地面积小、劳动强度轻、安装维护保养简单；系统能耗低，节能环保，消除原大循环池存在环境污染的隐患。

Description

一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统

技术领域

本实用新型涉及石油钻井系统领域，尤其是一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统。

背景技术

随着石油勘探开发深度、难度、复杂程度越来越大，安全、环保、健康管理要求越来越严格，对钻井液固相控制及环保处理要求越来越高。目前国内在用钻井液固控系统以四级净化系统为主，包括振动筛、除砂器、除泥器、中速离心机，存在级数较多、系统复杂、电力消耗大、净化效果不太理想的问题，影响钻井技术及工艺的进一步发展与提高；在用的钻井液钻屑处理装备一般都是独立于井队固控系统之外，存在占地面积大、设备配置多、劳动强度大、需要人员多、技术经济效益不高问题。

例如：发明创造名称“一种钻井液固控系统”，申请号“2012103010237”的发明专利公布的技术方案是采用上下层的一种钻井液固控系统，上层是常规的井队固控系统。下层是岩屑处理系统，包括干燥振动筛、钻井液收集罐和砂泵组成。上层一号罐处理完毕的岩屑通过三通槽进入下层干燥振动筛被筛分后，固相被运走，液相回到钻井液收集罐，再由砂泵打入一号罐的沉沙仓。

发明创造名称“钻井液固控系统及其控制工艺”，申请号“201110379777X”的发明专利公布的技术方案是一种钻井液固控系统及其控制工艺，包括罐体、除砂器、除泥器和离心分离机组成。罐体主要有沉沙罐、二号罐、三号罐以及吸入罐组成。钻井上返的泥浆依次通过振动筛、除砂器、除泥器和离心分离机进入吸入罐，完成泥浆的固相控制。

发明创造名称“一种节能的固控系统”，申请号“2013106188541”的发明专利公布的技术方案是一种节能的固控系统，把原来的四级固控系统简化为振动筛+除砂器除泥器一体机+离心机的二级固控系统，增加了振动筛的数量，采用中、高速离心机，把除砂器和除泥器整合成一体化机。

发明创造名称“一种全井段钻屑及废弃钻井液不落地处理装备”，申请号“2016100228144”的发明专利公布的技术方案采用一种全井段钻屑及废弃钻井液不落地处理装备，在不改变现有钻井工艺和井队原有的固控系统情况下对石油钻井全井段产生的钻屑和废弃钻井液进行不落地固液分离处理，同时回收可重复利用的钻井液。

以上相关技术基本是独立安装在井队在用固控系统之外，未能实现钻井液固相控制与钻屑随钻处理的一体化。目前就国内而言，迫切需要以现有的钻井液固控技术为基础，采用满足新型钻井工艺要求的钻井液两级固相控制系统，提高钻井液固控水平；同时对井底上返的固体钻屑进行浓缩脱液、收集，运离井场，实现钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统。

发明内容

本实用新型的目的就是为了尽可能减少钻井过程对环境污染以及提高钻井液固控效果，提出一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，以满足新型钻井工艺要求的大排量钻井液固相控制系统，提高钻井液固控水平；同时对分离出的钻屑进行收集、运离井场，实现钻井现场钻屑不落地，去掉大循环池。

为解决上述问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，包括振动筛、循环罐、中速离心机、高速离心机、储备罐、絮凝剂调配罐、钻屑收集罐和连接在上述设备上的辅助设备，其中：所述循环罐包括一号循环罐和二号循环罐，振动筛安装在一号循环罐上，振动筛的液相排放口与一号循环罐连通，振动筛的固相排放口与钻屑收集罐连通；二号循环罐罐体依次分为一号、二号、三号、四号四个仓体，两台中速离心机分别设置一号、二号仓体上，高速离心机设置三号仓体上；所述一号循环罐与二号循环罐的一号仓体连通，其上方的中速离心机的进液口与二号循环罐的一号仓体连通，液相排放口与二号循环罐的二号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；位于二号循环罐的二号仓体上方的中速离心机的进液口与二号循环罐的二号仓体连通，液相排放口与二号循环罐的三号仓连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；高速离心机的进液口与二号循环罐的三号仓连通，液相排放口与二号循环罐的四号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；二号循环罐的四号仓与辅助设备相通。

上述方案还包括：

所述辅助设备包括备用循环罐和储备罐，以及除气器、搅拌器、供浆泵。

所述振动筛为五网三联振动筛。

位于二号循环罐的一号仓体上方的中速离心机排量大于位于二号循环罐的二号仓体上方的中速离心机排量。

本实用新型的一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，以现有的四级净化系统钻井液固控技术为基础，去掉除砂器、除泥器，采用振动筛、离心机的两级固相控制系统；同时对岩屑进行浓缩脱液、干化、液相回用、固相收集拉运。与现有技术相比，有益效果是：

1、钻井液固相控制与钻屑处理融为一体，能满足全井段、全排量钻井液固相控制和岩屑随钻处理的要求；2、简化现有的多级固相控制系统，有害固相清除率高，振动筛、离心机排出的固相钻屑浓缩脱液后，含水率低，达到水基钻井液岩屑拉运要求；3、系统结构紧凑、占地面积小、劳动强度轻、安装维护保养简单；4、系统能耗低，节能环保，消除原大循环池存在环境污染的隐患。

附图说明

图1为本实用新型的钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统示意图。

附图标记：1-振动筛、2-一号循环罐、3-大排量中速离心机、4-中速离心机、5-高速离心机、6-二号循环罐、7-辅助设备、8-储备罐、9-絮凝剂调配罐，10-钻屑收集罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，包括振动筛、循环罐、中速离心机、高速离心机、储备罐、絮凝剂调配罐、钻屑收集罐和连接在上述设备上的辅助设备。其中：

循环罐包括一号循环罐2和二号循环罐6，振动筛1安装在一号循环罐2上，振动筛1的液相排放口与一号循环罐2连通，振动筛1的固相排放口与钻屑收集罐10连通；二号循环罐6罐体依次分为一号、二号、三号、四号四个仓体，大排量中速离心机3和中速离心机4分别设置一号、二号仓体上，高速离心机5设置三号仓体上。一号循环罐2与二号循环罐6的一号仓体连通，其上方的大排量中速离心机3的进液口与二号循环罐6的一号仓体连通，液相排放口与二号循环罐6的二号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐10连通；位于二号循环罐6的二号仓体上方的中速离心机4的进液口与二号循环罐6的二号仓体连通，液相排放口与二号循环罐6的三号仓连通，固相排放口与钻屑收集罐10连通；高速离心机5的进液口与二号循环罐6的三号仓连通，液相排放口与二号循环罐6的四号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐10连通；二号循环罐6的四号仓与辅助设备相通。

进一步的，辅助设备包括备用循环罐和储备罐，以及除气器、搅拌器、供浆泵。

进一步的，振动筛1为五网三联振动筛。

更进一步的，位于二号循环罐6的一号仓体上方的大排量中速离心机3排量大于位于二号循环罐6的二号仓体上方的中速离心机4排量。

五网三联振动筛1能够全井段、全排量对井底上返的固液混合物进行固液分离和钻屑浓缩脱液干燥。

井场应用实例：

大排量中速离心机3要求滚筒转速1500~1700r/min、处理量≥80 m³/h，中速离心机4要求滚筒转速1700~2000r/min、处理量≥60 m³/h、高速离心机5要求滚筒转速2600~3200r/min、处理量≥40 m³/h。

辅助设备7包括根据钻机型号配套的备用循环罐、储备罐、除气器、搅拌器、供浆泵等。

储备罐8用于钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统应急贮存钻井液用。

絮凝剂调配罐9用于调配絮凝剂：在离心机固液分离时，根据需要加入絮凝剂，有效降低固相含水率，提高干度。

其工作原理是：采用钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，完成钻井液的固相控制和钻屑浓缩脱液干化、收集、液相回收利用。

井底上返的固液混合物全部均匀分配到五网三联振动筛1进行固液分离和脱液干化，其中前3张筛网进行固液分离，后2张筛网对分离出来的钻屑进行脱液干化，分离后的液相通过一号循环罐2罐体进入二号循环罐6的一号仓，固相直接排放到钻屑收集罐10中；大排量中速离心机3对二号循环罐6的一号仓的液相进行固液分离和浓缩脱液，分离后的液相进入二号循环罐6的二号仓，固相直接排放到钻屑收集罐10中；中速离心机4对二号循环罐6的二号仓液相进行固液分离和浓缩脱液，分离后的液相进入二号循环罐6的三号仓，固相直接排放到钻屑收集罐10中；高速离心机5对二号罐6的三号仓中的液相进行深度固液分离和浓缩脱液，分离后的液相进入二号循环罐6的四号仓，固相直接排放到钻屑收集罐10中；二号循环罐6的四号仓与辅助设备7相通，进入钻井液循环系统；排放到两个钻屑收集罐10中的钻屑运离井场，从而实现废弃钻屑现场不落地和钻井废弃物的减量化。

固井替浆阶段：上返水泥浆直接排入钻屑收集罐10，待侯凝一段时间后，上层清液可回用，沉淀到罐底底部的固相直接运离井场。

其优点是：采用钻井液固相控制与钻屑随钻处理一体化系统，既能对钻井过程中进行固液分离和固相控制，满足钻井工艺的要求；同时也能对钻屑浓缩脱液干化、液相回收利用，满足废弃钻屑现场不落地的随钻处理要求。系统结构简单、流程合理、适应性强，占地面积小，能够满足不同钻机的要求。自动化、模块化程度高，劳动强度低；系统能耗低，节能环保，消除原大循环池存在环境污染的隐患。

Claims (4)

1.一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，包括振动筛、循环罐、中速离心机、高速离心机、储备罐、絮凝剂调配罐、钻屑收集罐和连接在上述设备上的辅助设备，其特征在于：所述循环罐包括一号循环罐和二号循环罐，振动筛安装在一号循环罐上，振动筛的液相排放口与一号循环罐连通，振动筛的固相排放口与钻屑收集罐连通；二号循环罐罐体依次分为一号、二号、三号、四号四个仓体，两台中速离心机分别设置一号、二号仓体上，高速离心机设置三号仓体上；所述一号循环罐与二号循环罐的一号仓体连通，其上方的中速离心机的进液口与二号循环罐的一号仓体连通，液相排放口与二号循环罐的二号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；位于二号循环罐的二号仓体上方的中速离心机的进液口与二号循环罐的二号仓体连通，液相排放口与二号循环罐的三号仓连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；高速离心机的进液口与二号循环罐的三号仓连通，液相排放口与二号循环罐的四号仓体连通，固相排放口与钻屑收集罐连通；二号循环罐的四号仓与辅助设备相通。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，其特征在于：所述辅助设备包括备用循环罐和储备罐，以及除气器、搅拌器、供浆泵。

3.根据权利要求1或2所述的一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，其特征在于：所述振动筛为五网三联振动筛。

4.根据权利要求3所述的一种钻井液固相控制与钻屑处理一体化系统，其特征在于：位于二号循环罐的一号仓体上方的中速离心机排量大于位于二号循环罐的二号仓体上方的中速离心机排量。