專利名稱：鉆井液凈化系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油、地質(zhì)勘探、非開挖等鉆井作業(yè)鉆井液的循環(huán)凈 化，也能用于這些作業(yè)的鉆井液地面配制。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外用于上述領(lǐng)域的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置， 一般是由在頂 部裝置振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、離心分離機(jī)的初處理罐和 后處理罐，裝有混合漏斗的配漿罐，以及根據(jù)需要要添加的儲備罐， 按工藝路線排列所構(gòu)成，各罐之間有泥漿槽和管道連通，其中的罐體 為設(shè)有隔倉的臥式長方體罐，隔倉內(nèi)設(shè)有葉片式攪拌器。系統(tǒng)工作時， 來自于井內(nèi)的鉆井液在砂泵的拖動下，經(jīng)過篩粗、除氣、除砂、除泥、
離心分離后得到凈化，再由泥漿泵輸入井中，循環(huán)往復(fù)；需補(bǔ)充的鉆 井液，其配料經(jīng)混合漏斗由砂泵排入罐中，與凈化后的鉆井液相匯， 在攪拌過程中完成配制。為滿足鉆井工藝，所配制的鉆井液必須達(dá)到 所要求的粘度和密度，因而現(xiàn)有裝置在凈化和配制的整個過程中都要 攪拌。
現(xiàn)有的凈化系統(tǒng)裝置，由于采用葉片式攪拌器，攪拌效果很差， 攪動實(shí)際上只在攪拌器附近發(fā)生，稍遠(yuǎn)些的鉆井液流動較緩慢，罐體 的角落處幾乎為死區(qū)。此外，罐內(nèi)又設(shè)置了縱橫交錯的管線，加上多 臺攪拌器，使鉆井液的流動受到很大的阻礙，更加降低了混合的效果。 尤其是在配制加重鉆井液時，由于攪拌均勻性很差，粘度難以起來，
常常短時間內(nèi)罐體中就堆積了大量的沉淀。必須要不斷大量地補(bǔ)料， 另 一方面也使配制的時間很長。
由于大量沉淀的堆積，作業(yè)中不得不又增加一道清砂工序——在 罐體的各個倉都開有一個清砂門，完井后，工人要進(jìn)到罐中將泥砂挖 出。工作量大，勞動強(qiáng)度大，而且管線縱橫不好挖，清除相當(dāng)困難。 挖出的泥砂中夾雜著很多重金石粉，和泥砂混合后不能回收，造成嚴(yán) 重的浪費(fèi)，同時產(chǎn)生大量廢料。
現(xiàn)有凈化系統(tǒng)裝置，罐中設(shè)置的復(fù)雜管線，不僅是攪拌鉆井液的 障礙，也是清砂、維修的障礙。長久以來，受到凈化系統(tǒng)工作方式和 整體構(gòu)造中多種因素的牽制，管線復(fù)雜問題一直未得到理想的解決。 此外，現(xiàn)有裝置采取一機(jī)一泵，即除氣器、除砂器、除泥器以及配料、 排空等都各專用一泵，整個系統(tǒng)除管線復(fù)雜外，砂泵也多，布局零散 而擁擠，工作時能耗高。
綜上所述，現(xiàn)有凈化系統(tǒng)裝置，構(gòu)造欠合理，工作方式落后，效 率低，造成的浪費(fèi)大，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝要求，特別是在防井噴 時，不能快速提供高密度混合良好的鉆井液，給安全生產(chǎn)帶來危害。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是對現(xiàn)有鉆井液凈化系統(tǒng)裝置進(jìn)行改進(jìn)，通過研 究和解決混漿模式和構(gòu)造設(shè)計(jì)，使該裝置所存在的攪拌均勻性差，效 率低、沉淀嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)布局不合理的缺陷得以克服。
上述目的是通過這樣的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的在鉆井液凈化系統(tǒng) 裝置中，各罐于內(nèi)腔設(shè)置一貫通本罐各倉的中心吸入管，于罐外設(shè) 一沿本罐各倉的噴射主管，其上均布穿過罐殼并焊死的噴射支管，于 罐下設(shè)置與本罐各倉相通的底部吸入管，在配漿罐及相鄰罐的頂上， 設(shè)置連自混合漏斗且與所述罐各倉相通的泥槳分流管，在系統(tǒng)的末 端，設(shè)置一平行罐體的鉆井液輸出管，該管上并伸以單根進(jìn)入該處各 罐各倉的連通管，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，各罐的噴射主管及罐頂有關(guān)設(shè)備的入口接入一排出主 管，該管將本罐砂泵或者本罐與他罐砂泵排出端并聯(lián)。
本發(fā)明的裝置，混漿可在配制時進(jìn)行，凈化時停止。凈化時，關(guān) 掉初處理鏞和后處理罐的中心吸入管支線、噴射主管支線的閥門，砂 泵工作，來自井內(nèi)的鉆井液經(jīng)過各級凈化設(shè)備后由泥漿泵抽入井中， 實(shí)現(xiàn)循環(huán)。配制時，除初處理罐外，關(guān)掉其余各罐底部吸入管支線及 各凈化設(shè)備的閥門，打開各罐中心吸入管支線、噴射主管支線的閥門， 打開配漿鐮混合漏斗的閥門，砂泵工作，配料通過泥漿分流管上各出 口進(jìn)入罐內(nèi)，同時，各罐中液體從中心吸入管通過泵送進(jìn)入噴射主管， 再從噴射主管的噴射支管噴出，在罐內(nèi)產(chǎn)生沖擊，形成渦旋，根據(jù)鉆 井液密度，合理設(shè)計(jì)相應(yīng)的噴射壓力和混流速度，鉆井液中的各種固 形物即被沖散巻起，被渦旋混合，達(dá)到粘度和密度后即停止。完井后， 啟動砂泵，先將罐中的液體和沉砂混勻，再關(guān)閉中心吸入管支線、噴 射主管支線上的閥門，關(guān)閉罐頂各設(shè)備支線的閥門，打開底部吸入管 支線的閥門，打開排出主管上外排口的閥門，罐內(nèi)液體包括泥砂即被 排盡。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是 1、 混合動力大，粘度和密度上升快，配漿時間短，滿足現(xiàn)代鉆 井工藝要求。
2、 混合效果好，不產(chǎn)生沉淀，既不需清砂，也避免鉆井液配料 的浪費(fèi)。
3、 通過管線設(shè)置將凈化與混漿分開進(jìn)行，使動力能得到合理分 配，集中使用，既減少砂泵用量，又降低功耗。
4、 各罐的砂泵排出均采用并聯(lián)，合力解決各凈化設(shè)備的拖動和 配制加重鉆井液時單泵噴射力的不足，兩泵合力噴射攪拌一個罐的鉆 井液，使本發(fā)明攪拌力大、速度快，攪拌均勻、保證罐內(nèi)無沉砂的優(yōu) 勢更加突出。
5、 管線布局合理，盡量減少在罐內(nèi)的占位，既利于混漿效力的 最大發(fā)揮，又便于操作與維修，系統(tǒng)具有集約化的特點(diǎn)。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意主視圖； 圖2為圖1的俯視圖3為本發(fā)明鉆井液罐橫截面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明一罐二泵配置和一罐一泵配置相組合的結(jié)構(gòu)俯視
圖5為放大的圖4右視圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1、圖2、圖3，鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，包括分別在頂部
設(shè)有振動篩l、除氣器3、除砂器4的初處理罐2，設(shè)有除泥器5、離 心機(jī)6的后處理罐7，設(shè)有混合漏斗9的配漿罐8，根據(jù)鉆機(jī)大小和 所需鉆井液儲量，在后處理罐與配漿罐之間還可增設(shè)儲備罐,各罐之 間可由泥漿槽10連通。系統(tǒng)中各鉆井液罐內(nèi)設(shè)有相通的隔倉，各罐 于內(nèi)腔設(shè)有貫通本罐各倉的中心吸入管19，于罐外設(shè)有沿本罐各倉 的噴射主管27，其上均布二排穿過罐殼并焊死的噴射支管17和輔助 噴射支管16，于罐下設(shè)有與本罐各倉相通的底部吸入管22，其在各 倉出口處設(shè)有可在罐頂操作的閘板21，在配漿罐8以及相鄰罐的頂 上，設(shè)有連自混合漏斗9并與所經(jīng)過的各倉相通的泥漿分流管14 ， 泥漿分流管14在各倉處設(shè)有閥門13，若設(shè)多個漏斗，其輸出管匯于 泥漿分流管14 ，在配漿罐一側(cè)上設(shè)有兩個泥漿泵吸入口 15 。為能 產(chǎn)生理想的渦旋，系統(tǒng)中各罐(參見圖3)，罐體采用半圓筒形底的 臥式長罐，即罐內(nèi)腔的橫截面為下部半圓形與上部矩形的組合，焊于 罐外的噴射主管27為變徑(依流向從大而小)無縫管，位于罐底的 一側(cè)，其上焊接的一排噴射支管17和輔助噴射支管16 ，其噴嘴18 的噴射方向皆沿于罐底切向，盡量靠近罐壁，設(shè)于罐內(nèi)的中心吸入管 19 ， 一端封焊于罐端， 一端伸出罐外，伸出端經(jīng)濾清器31接于砂泵 12吸入端，罐內(nèi)段上沿螺旋線均布若干吸入嘴20。各罐配置砂泵12 及其驅(qū)動電機(jī)ll，砂泵12可按一罐二泵配置，也可按初處理罐一罐 二泵后序罐一罐一泵配置，但各罐的中心吸入管19和底部吸入管22 的出口，都是接在砂泵12吸入端，各罐的噴射主管27及罐頂各設(shè)備 (如除氣器、除砂器、除泥器、離心機(jī)、混合漏斗)的進(jìn)口都接在砂泵12的排出端，而砂泵12的排出端并聯(lián)。圖2是一罐二泵配置的形
式，此種配置時，系統(tǒng)中每罐有二個砂泵，各罐上都外接一砂泵吸入
管32 ，該管接入本罐其中一砂泵的吸入端，各罐的中心吸入管19、 底部吸入管22各通過設(shè)有閥門13的支線匯接于本罐另一砂泵12的 吸入端，二砂泵的排出端由一其上設(shè)有外排口 28 (參見圖5)的排 出主管29并聯(lián)，各罐的噴射主管27及罐頂有關(guān)設(shè)備的進(jìn)口各通過 設(shè)有閥門的支線接入排出主管29 。凈化時，操作有關(guān)閥門，各罐中 液體分別經(jīng)砂泵吸入管32和底部吸入管22各進(jìn)入一砂泵，通過并聯(lián) 于二泵的排出主管29被泵送到該罐的凈化設(shè)備，從其出口回到罐內(nèi)， 實(shí)現(xiàn)各級凈化；配制時，操作有關(guān)閥門，各罐中的液體分別經(jīng)砂泵吸 入管32和中心吸入管19各進(jìn)入一砂泵，通過并聯(lián)于二泵的排出主管 29進(jìn)入噴射主管27從噴射支管17噴出，同時，配料從混合漏斗9 噴入泥漿分流管14進(jìn)入罐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)混漿。當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)需要，組成中 除有初處理罐2、后處理罐7、配漿罐8以外還有儲備罐I 26和儲備 罐1123時，砂泵配置可按圖4所示的形式初處理罐2按一罐二泵 配置，后序罐按一罐一泵配置，按一罐一泵配置的罐成對排列，即后 處理罐7與儲備罐I123為一對，儲備罐I26與配漿罐8為一對，這 4個罐，每個罐只設(shè)一個砂泵，各罐的中心吸入管19和底部吸入管 22各通過設(shè)有閥門的支線匯接于本罐的砂泵吸入端，各罐的噴射主 管27及罐頂有關(guān)設(shè)備各通過設(shè)有閥門的支線接入排出主管29 ，而 排出主管29跨接在成對的二罐之間將二罐的砂泵排出端并聯(lián)。凈化 時，操作有關(guān)閥門后，初處理罐的情況如前述，進(jìn)入后處理罐7上凈
化設(shè)備的液體從本罐和儲備罐I123的底部吸入管進(jìn)入，經(jīng)凈化后從 其出口回入罐中；配制時，對加重鉆井液，操作有關(guān)閥門后，再關(guān)掉
后處理罐7與儲備罐I123、配漿罐8與儲備罐I123各對其中一罐的 噴射主管27,使混漿只在各對的其中一罐進(jìn)行，然后再交換。若鉆 井液密度不大時，也可各罐同時進(jìn)行混槳。在鉆井過程中有時鉆井液 暫時不處理，這時鉆井液可通過泥漿槽10及泥漿槽上的閘板控制，直 接流進(jìn)后處理罐和儲備罐的各倉。當(dāng)系統(tǒng)如圖4所示由多個罐所組成 時，在系統(tǒng)的末端,設(shè)置一平行于罐體且其上有多個泥漿泵吸入口 15 的鉆井液輸出管25 ，該管上并伸以單根進(jìn)入該處各倉的連通管24 ， 連通管24在各倉出口處設(shè)有閥門，以方便抽取任意一倉的鉆井液， 若連通管24橫穿罐體，罐體內(nèi)不宜用閥門而采用閘板。
權(quán)利要求1、鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，包括在其頂部設(shè)有振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、離心機(jī)的初處理罐和后處理罐，設(shè)有混合漏斗的配漿罐，各罐配置使鉆井液流動的砂泵及其驅(qū)動電機(jī)，罐體為具有相通隔倉的臥式長罐，所述罐依工藝路線為序，通過液道相互連通，其特征在于，各罐于內(nèi)腔設(shè)有一貫通本罐各倉的中心吸入管，于罐外設(shè)有一沿本罐各倉的噴射主管，其上均布穿過罐殼并焊死的噴射支管，于罐下設(shè)有與本罐各倉相通的底部吸入管，在配漿罐及相鄰罐的頂上，設(shè)有連自混合漏斗且與所述罐各倉相通的泥漿分流管，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，各罐的噴射主管及罐頂有關(guān)設(shè)備的入口接入砂泵排出主管，該管將本罐砂泵或者本罐與他罐砂泵的排出端并聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 系統(tǒng)中各鐮，其內(nèi)腔的橫截面為下部半圓形與上部矩形的組合，其中 心吸入管一端封焊于罐端，另一端伸出罐外并焊封，罐內(nèi)段沿螺旋線 均布若干吸入嘴，其噴射主管為變徑無縫管，位于罐底一側(cè)，均布其 上的噴射支管有二排，其噴嘴的噴射方向皆沿罐壁切向。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 系統(tǒng)中砂果，各罐為一罐二泵配置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 系統(tǒng)中砂泵，初處理罐為一罐二泵配置，其后序各罐為一罐一泵配置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 為一罐二泵配置的罐，罐上外接一砂泵吸入管，該罐的中心吸入管、 底部吸入管各通過支線匯接于一砂泵的吸入端，砂泵吸入管接入另一 砂泵的吸入端，該罐的噴射主管及罐頂有關(guān)設(shè)備各通過支線接入排出 主管，該管并接于所述二砂泵的排出端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 為一罐一泵配置的罐，成對排列，各罐的中心吸入管、底部吸入管各 通過支線匯接于本罐的砂泵吸入端，各罐的噴射主管及罐頂有關(guān)設(shè)備 各通過支線接入排出主管，該管并接在與本罐成對的二罐上的砂泵排 出端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 接入砂泵吸入端、排出端的各支線上設(shè)有閥門。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 在系統(tǒng)的末端，設(shè)有一平行于罐體的鉆井液輸出管，該管上有以單根 進(jìn)入該處各罐各倉的連通管，鉆井液輸出管上設(shè)有數(shù)個泥漿泵吸入 □。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在于， 并聯(lián)在砂泵排出端的排出主管上設(shè)有外排口 。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，其特征在 于，底部吸入管、泥漿分流管、連通管在各倉出口處設(shè)有閥門或者閘 板。
專利摘要鉆井液凈化系統(tǒng)裝置，用于石油、地質(zhì)勘探、非開挖等鉆井作業(yè)鉆井液的循環(huán)凈化和地面配制。包括設(shè)有振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、離心機(jī)的初處理罐和后處理罐，設(shè)有混合漏斗的配漿罐，各罐于內(nèi)腔設(shè)有貫通本罐各倉的中心吸入管，于罐外設(shè)有與本罐各倉相通的噴射主管，于罐下設(shè)有與本罐各倉相通的底部吸入管，在配漿罐及相鄰罐的頂上，設(shè)有連自混合漏斗的泥漿分流管，系統(tǒng)末端，設(shè)有鉆井液輸出管，各罐的中心吸入管、底部吸入管接入本罐的砂泵吸入端，各罐的噴射主管及罐頂有關(guān)設(shè)備接入砂泵排出并聯(lián)管，該管將本罐砂泵或者本罐與他罐砂泵排出端并聯(lián)。本實(shí)用新型旨在用合理結(jié)構(gòu)解決現(xiàn)有凈化裝置攪拌均勻性差、效率低、沉淀嚴(yán)重的缺陷。
文檔編號E21B21/00GK201057003SQ200720085848
公開日2008年5月7日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者孫澤義 申請人:孫澤義