[实用新型]氮气泡沫钻井的钻井液循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提供氮气泡沫钻井所需气体的装置，尤其是涉及一种氮气泡沫钻井的钻井液循环系统。

背景技术

欠平衡钻井是20世纪90年代成熟并迅速发展的一项钻井的新技术。在美国，欠平衡钻井被称为上游石油工业新技术，已经成为钻井技术发展热点，并越来越多地与水平井、多分支井及小井眼钻井技术相结合。欠平衡钻井的优点是提高硬地层钻进的机械钻速，减少井漏、压差卡钻、地层损害等，有利于及时发现油气井地层，并提高产量。

目前，已经发展形成了空气钻井、氮气泡沫钻井、天然气钻井、充气钻井液钻井、边喷边钻等多种欠平衡钻井技术，欠平衡钻井得到了广泛的应用。在钻进储层时，为了避免空气与天然气混合产生井下燃爆事故，通常采用氮气作为携岩介质。氮气泡沫欠平衡钻井技术也是其一，氮气泡沫钻井是指钻井时将大量的氮气分散在少量含起泡剂（表面活性剂）的液体中作为循环介质的工艺技术，具有提高机械钻速，延长钻头使用寿命，缩短钻井周期，降低钻井成本，减少钻井事故发生，避免出现井下爆炸或井筒燃烧事故，减少地层伤害，有利于发现油气藏，保护环境，降低增产措施作业费等优点，尤其在开发低渗透、低压力储层，非常规油气资源和老油气田改造方面发挥着重要作用。

现有氮气泡沫钻井的钻井液循环系统（参见图1），首先由空压机1与膜制氮机2分离出空气中的氮气，氮气通过增压机3和泡沫发生器4形成泡沫基液（或者直接由液氮泵车5输出高压氮气，氮气经泡沫发生器4形成泡沫基液），流经析液装置6之后，与泥浆泵7泵出的泥浆混合成为氮气泡沫泥浆钻井液；然后，氮气泡沫泥浆钻井液依次经过立管8、钻具9与钻柱的环形空间10、防喷器11、固控系统12后流回泥浆池13，钻井液完成一个循环。钻井液通过井上、井下的不断循环，为氮气泡沫钻井作业提供所需的钻井液。

氮气泡沫钻井液由钻井泥浆基液、泡沫剂和氮气混合而成。其中，氮气的产生多由现场制氮机实现，然后通过压缩机、泡沫发生装置、增压泵使其与泥浆基液混合，形成氮气泡沫钻井液。也可以由液氮泵车5产生高压氮气与泡沫剂、泥浆基液混合而形成氮气泡沫钻井液。无论由制氮机、压缩机、增压泵或由液氮泵车的方式产生氮气，都存在制氮设备配套投入大，导致钻井成本高的不足，制约了氮气泡沫钻井工艺技术的推广应用。

实用新型内容

为了克服现有氮气泡沫钻井中制氮设备配套投入大，导致钻井成本高的不足，本实用新型提供一种氮气泡沫钻井的钻井液循环系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：氮气泡沫钻井的钻井液循环系统包括泡沫发生器、泥浆泵、泥浆池，液氮泵由柴油发动机驱动；液氮泵的入口端通过管线与液氮罐车联通，液氮泵的出口端通过管线与液氮蒸发器连接；液氮蒸发器置于所述泥浆池中。液氮蒸发器的出口端通过管线与泡沫发生器的进口端联通，泡沫发生器的出口端通过管线与井口联通；井口安装有钻井液排出管线，钻井液排出管线的另一端通往泥浆池，钻井液排出管线上安装有气液分离器。泥浆泵由柴油发动机驱动，泥浆泵的入口端通过管线与泥浆池联通，泥浆泵的出口端通过管线与泡沫发生器联通。液氮蒸发器与泡沫发生器的连接管线上安装有单流阀；泥浆泵与泡沫发生器的连接管线上安装有单流阀。

本实用新型的有益效果是，结构简单，有效简化了获得氮气泡沫钻井所需的氮气的流程，有利于大量推广氮气钻井，提高钻井速度，最终降低钻井成本。

附图说明

图1是现有氮气泡沫钻井循环流程图。

图2是本实用新型氮气泡沫钻井的钻井液循环系统流程图。

图中：1.空压机，2.膜制氮机，3.增压机，4.泡沫发生器，5.液氮泵车，6.析液装置，7.泥浆泵，8.立管，9.钻具，10.环形空间，11.防喷器，12.固控系统，13.泥浆池，21.柴油发动机，22.液氮泵，23.液氮罐车，24.柴油发动机，25.钻井液排出管线，26.井口，27.气液分离器，28.单流阀，29.液氮蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图2和实施例对本实用新型作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本实用新型的保护范围内。

参见附图2。氮气泡沫钻井的钻井液循环系统的液氮泵22由柴油发动机21驱动；液氮泵22的入口端通过管线与液氮罐车23联通，液氮泵22的出口端通过管线与液氮蒸发器29连接。液氮蒸发器29置于泥浆池13中；液氮蒸发器29的出口端通过管线与泡沫发生器4的进口端联通，泡沫发生器4的出口端通过管线与井口26联通。