[發明專利]鉆井液凈化裝置以及凈化鉆井液的方法

在審

• 申請號: 201310088396.5
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN104060955A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李燕;豆寧輝;何青水;崔曉杰;宋明全;侯緒田;田璐;于玲玲;趙向陽
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種鉆井裝置，特別是一種凈化鉆井液凈化裝置。本發明還涉及使用這種鉆井液凈化裝置凈化鉆井液的方法。

背景技術

在石油鉆探過程中，通常使用包括振動篩、除砂器、除泥器和離心機的四級固控設備對鉆井液進行過濾和凈化。但是，使用這種四級固控設備的鉆井過程中，經常遇到井漏的問題。一旦發生井漏，不但會延誤鉆井時間、損失鉆井液，這不但會損害油氣層，還有可能由于井壁失穩而導致卡鉆、坍塌、井噴等復雜事故的發生，這嚴重制約了石油勘探開發速度。

目前在石油鉆井過程中，通常采用隨鉆堵漏鉆井液（即加入隨鉆堵漏材料的鉆井液）進行循環鉆進。為了解決井漏問題，通常采用兩種方法：（1）關閉固控設備，但是無法過濾鉆井液，導致巖屑無法及時清除而易造成沉砂卡鉆等井下復雜；（2）啟用固控設備，但隨鉆堵漏材料從井口返出流經振動篩處時會被篩除，從而需要及時補充隨鉆堵漏材料，這極大地增加了鉆井成本和鉆井液維護工作量。因此，急需一種既能過濾鉆井液又能保持鉆井液中的隨鉆堵漏材料的濃度。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種鉆井液凈化裝置。這種鉆井液凈化裝置不但能夠凈化鉆井液，而且能夠將鉆井液中的堵漏材料保證在有效含量范圍內而不必大量補充堵漏材料。另外，本發明還涉及使用這種鉆井液凈化裝置凈化鉆井液的方法。

根據本發明的第一方面，提出了一種鉆井液凈化裝置，包括：

儲液罐，與儲液罐相連通的鉆井液凈化器，和使鉆井液在儲液罐和鉆井液凈化器之間循環的循環泵，鉆井液凈化器包括帶有與循環泵連通的進液管、上出口和下出口的分離器和與分離器的下出口相連通的振動篩，其中，循環泵將包含有害固體的鉆井液從儲液罐泵送到分離器，從分離器的上出口排出的帶有堵漏材料的流體直接流入下游設備中，而從分離器的下出口排出的物質經振動篩分離后，流體部分返回到儲液罐而將有害固體去除。

根據本發明的鉆井液凈化裝置，通過使用分離器使得多數堵漏材料不經過振動篩，從而避免了堵漏材料被大量篩除。分離器和振動篩的結合使用能將鉆井液中的有害固體分離出來，實現鉆井液的過濾和凈化。

在一個實施例中，分離器為包括錐形部分和設置在錐形部分大端的柱形部分的容器，其中，柱形部分朝向上方，錐形部分的小端朝向下方，進液管設置在柱形部分的周向側部上，上出口設置在柱形部分的頂部，而下出口設置在小端部分的底部。

在一個具體的實施例中，分離器的上出口在分離器內部的部分的長度在180mm-220mm之間，錐形部分的錐角在15°～19°之間。在一個優選的實施例中，分離器的上出口在分離器內部的部分的長度為205mm，錐形部分的錐角為17°。通過這種設計的錐形分離器能夠高效地分離鉆井液中的堵漏材料和有害固體，實現鉆井液的過濾和凈化。

在一個實施例中，鉆井液凈化裝置還包括將鉆井液直接引入到振動篩的引液管路。通過這種設置，能夠在僅需要凈化鉆井液時，即不需要保留堵漏材料或鉆井液中不含有堵漏材料時，能夠快速過濾鉆井液，提高鉆井液的循環速度。在一個優選的實施例中，在引液管路上設置有閥門。這樣能夠方便地控制鉆井液的流動路徑。

在一個實施例中，在分離器的下出口和振動篩之間還設置有集液漏斗。這種集液漏斗能夠引導物質流動，防止鉆井液損失。

在一個實施例中，振動篩的篩網的網孔尺寸度在0.25mm～0.425mm之間。這種結構的篩網僅能夠使從分離器下出口排出的鉆井液中的堵漏材料通過，而有害固體如巖屑不能通過，以進一步回收堵漏材料。

根據本發明的第二方面，提出了一種使用上文所述的鉆井液凈化裝置凈化鉆井液的方法，包括：

步驟一：關閉引液管路上的閥門并將包含有害固體的鉆井液引入到儲液罐內；

步驟二：通過循環泵將儲液罐內的鉆井液泵送到分離器中；

步驟三：從分離器的上出口排出的帶有堵漏材料的流體直接引入下游設備中，而將從分離器的下出口排出的物質經振動篩分離后，流體部分返回到儲液罐而將有害固體排除。

在一個實施例中，在僅凈化鉆井液時，打開設置在引液管路上的閥門，使鉆井液僅通過引液管路進入振動篩。

在本申請中，用語“上”、“下”規定為以重力方向為參考。