[发明专利]钻井液净化系统装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油、地质勘探、非开挖等钻井作业钻井液的循环净化，也能用于这些作业的钻井液地面配制。

背景技术

目前国内外用于上述领域的钻井液净化系统装置，一般是由在顶部装置振动筛、除气器、除砂器、除泥器、离心分离机的初处理罐和后处理罐，装有混合漏斗的配浆罐，以及根据需要要添加的储备罐，按工艺路线排列所构成，各罐之间有泥浆槽和管道连通，其中的罐体为设有隔仓的卧式长方体罐，隔仓内设有叶片式搅拌器。系统工作时，来自于井内的钻井液在砂泵的拖动下，经过筛粗、除气、除砂、除泥、离心分离后得到净化，再由泥浆泵输入井中，循环往复；需补充的钻井液，其配料经混合漏斗由砂泵排入罐中，与净化后的钻井液相汇，在搅拌过程中完成配制。为满足钻井工艺，所配制的钻井液必须达到所要求的粘度和密度，因而现有装置在净化和配制的整个过程中都要搅拌。

现有的净化系统装置，由于采用叶片式搅拌器，搅拌效果很差，搅动实际上只在搅拌器附近发生，稍远些的钻井液流动较缓慢，罐体的角落处几乎为死区。此外，罐内又设置了纵横交错的管线，加上多台搅拌器，使钻井液的流动受到很大的阻碍，更加降低了混合的效果。尤其是在配制加重钻井液时，由于搅拌均匀性很差，粘度难以起来，常常短时间内罐体中就堆积了大量的沉淀。必须要不断大量地补料，另一方面也使配制的时间很长。

由于大量沉淀的堆积，作业中不得不又增加一道清砂工序——在罐体的各个仓都开有一个清砂门，完井后，工人要进到罐中将泥砂挖出。工作量大，劳动强度大，而且管线纵横不好挖，清除相当困难。挖出的泥砂中夹杂着很多重金石粉，和泥砂混合后不能回收，造成严重的浪费，同时产生大量废料。

现有净化系统装置，罐中设置的复杂管线，不仅是搅拌钻井液的障碍，也是清砂、维修的障碍。长久以来，受到净化系统工作方式和整体构造中多种因素的牵制，管线复杂问题一直未得到理想的解决。此外，现有装置采取一机一泵，即除气器、除砂器、除泥器以及配料、排空等都各专用一泵，整个系统除管线复杂外，砂泵也多，布局零散而拥挤，工作时能耗高。

综上所述，现有净化系统装置，构造欠合理，工作方式落后，效率低，造成的浪费大，难以满足现代钻井工艺要求，特别是在防井喷时，不能快速提供高密度混合良好的钻井液，给安全生产带来危害。

发明内容

本发明的目的，是对现有钻井液净化系统装置进行改进，通过研究和解决混浆模式和构造设计，使该装置所存在的搅拌均匀性差，效率低、沉淀严重，结构布局不合理的缺陷得以克服。

上述目的是通过这样的技术方案予以实现的：在钻井液净化系统装置中，各罐于内腔设置一贯通本罐各仓的中心吸入管，于罐外设置一沿本罐各仓的喷射主管，其上均布穿过罐壳并焊死的喷射支管，于罐下设置与本罐各仓相通的底部吸入管，在配浆罐及相邻罐的顶上，设置连自混合漏斗且与所述罐各仓相通的泥浆分流管，在系统的末端，设置一平行罐体的钻井液输出管，该管上并伸以单根进入该处各罐各仓的连通管，各罐的中心吸入管、底部吸入管的出口接入本罐的砂泵吸入端，各罐的喷射主管及罐顶有关设备的入口接入一排出主管，该管将本罐砂泵或者本罐与他罐砂泵排出端并联。

本发明的装置，混浆可在配制时进行，净化时停止。净化时，关掉初处理罐和后处理罐的中心吸入管支线、喷射主管支线的阀门，砂泵工作，来自井内的钻井液经过各级净化设备后由泥浆泵抽入井中，实现循环。配制时，除初处理罐外，关掉其余各罐底部吸入管支线及各净化设备的阀门，打开各罐中心吸入管支线、喷射主管支线的阀门，打开配浆罐混合漏斗的阀门，砂泵工作，配料通过泥浆分流管上各出口进入罐内，同时，各罐中液体从中心吸入管通过泵送进入喷射主管，再从喷射主管的喷射支管喷出，在罐内产生冲击，形成涡旋，根据钻井液密度，合理设计相应的喷射压力和混流速度，钻井液中的各种固形物即被冲散卷起，被涡旋混合，达到粘度和密度后即停止。完井后，启动砂泵，先将罐中的液体和沉砂混匀，再关闭中心吸入管支线、喷射主管支线上的阀门，关闭罐顶各设备支线的阀门，打开底部吸入管支线的阀门，打开排出主管上外排口的阀门，罐内液体包括泥砂即被排尽。

本发明相对现有技术的优点是：

1、混合动力大，粘度和密度上升快，配浆时间短，满足现代钻井工艺要求。

2、混合效果好，不产生沉淀，既不需清砂，也避免钻井液配料的浪费。

3、通过管线设置将净化与混浆分开进行，使动力能得到合理分配，集中使用，既减少砂泵用量，又降低功耗。