[發(fā)明專利]鉆井用泥漿罐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410613609.6
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104373066A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑勃·唐納利;盛君;翟志茂;王鳳陽
• 申請（專利權(quán)）人: 國民油井華高石油設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 上海寶鼎專利代理有限公司 31222
• 代理人: 龔崢嶸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆井設(shè)備，尤其涉及一種鉆井泥漿系統(tǒng)設(shè)備。

背景技術(shù)

泥漿系統(tǒng)是石油鉆井過程中的關(guān)鍵部分，而泥漿罐則是在泥漿系統(tǒng)中的重要設(shè)備。其主要目的是用來盛載泥漿。泥漿的特性是具有較大的比重(1.4至2.5，作為比較，水的比重是1.0)，較高的粘度，以及復(fù)雜的化學(xué)成分。

傳統(tǒng)泥漿罐，多采用波紋板作為箱體的側(cè)壁，以增加箱體抗液體側(cè)向靜水壓力的剛度。傳統(tǒng)泥漿罐從結(jié)構(gòu)強度方面而言，首先需要有一個足夠強的受力框架，然后箱體的側(cè)壁以及底部，都作為板類結(jié)構(gòu)承受由液體靜水壓力作用于面上而產(chǎn)生的彎矩。而由于板類結(jié)構(gòu)并不善于承受彎曲，如果要顧及抗彎能力，必須增加板厚，而若要考慮結(jié)構(gòu)自重，板厚就不能太大，因此，傳統(tǒng)泥漿罐的解決辦法是將薄板通過液壓專用機械，在板上折出曲折的波紋，則在折彎方向上，波紋板的抗彎屬性將大大增強。

使用波紋板來構(gòu)造泥漿罐，最大的缺點在于，使罐體內(nèi)表面形成了諸多的垂直相交的死角，雖然罐內(nèi)配有攪拌器，一直處于攪拌狀態(tài)，在這些死角處，攪拌效果將大打折扣。加上泥漿的粘度以及某些化學(xué)成分使得泥漿具有固結(jié)的趨勢，因此在這些死角處，容易凝結(jié)成塊。當(dāng)鉆井結(jié)束，需要清洗罐體以便轉(zhuǎn)場時，清洗這些固結(jié)的泥漿塊就會變得非常費時費力。

其次，波紋板必須要有專門的機械來生產(chǎn)，這就限制了供應(yīng)商的選擇以及生產(chǎn)成本的控制。

最后，波紋板由于利用了板類零件厚度方向的空間，最直觀的增加了焊縫的長度，以某常用的波形為例，使用波紋板比使用平板僅僅因為材料長度的增加而增加了大約6.5％的焊接工作量。而且由于焊縫的來回曲折，此類焊接必須由人工來完成，目前無法使用效率高且焊縫質(zhì)量高的自動焊機。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化合理的鉆井用泥漿罐，即能滿足鉆進用泥漿罐的強度要求，同時能夠更加均勻、徹底地完成泥漿攪拌，降低生產(chǎn)和使用的成本。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案如下：

一種鉆井用泥漿罐，所述的罐體主體呈長方體罐狀，包括罐體側(cè)板和罐體底板，在罐體底板下方設(shè)置有底板支撐結(jié)構(gòu)，所述的底板支撐結(jié)構(gòu)由底部橫向加強筋板和底部縱向加強筋板構(gòu)成，所述的罐體側(cè)板分為上部罐體側(cè)板和下部罐體側(cè)板，所述的上部罐體側(cè)板為垂直側(cè)板，所述的下部罐體側(cè)板中短邊一側(cè)為垂直側(cè)板、長邊一側(cè)為向內(nèi)彎曲的四分之一圓弧板；在所述的罐體上部開口處的罐體側(cè)板的外圍固定設(shè)置有側(cè)板上加強筋板，在所述的上部罐體側(cè)板和下部罐體側(cè)板連接處的罐體側(cè)板外圍固定設(shè)置有側(cè)板中加強筋板。

進一步的，所述的罐體側(cè)板中短邊一側(cè)和長邊一側(cè)的連接處為圓弧連接。

進一步的，在所述的長方體泥漿罐內(nèi)部沿長邊方向設(shè)置有隔板，所述隔板與長邊一側(cè)的罐體側(cè)板以及罐體底板焊接固定；在所述的罐體上部開口處的隔板兩側(cè)固定設(shè)置有隔板上加強筋板，在所述的上部罐體側(cè)板和下部罐體側(cè)板連接處的隔板相應(yīng)位置的兩側(cè)固定設(shè)置有隔板中加強筋板。

如果結(jié)構(gòu)強度需要，所述罐體側(cè)板中兩個長邊方向的側(cè)板之間在上部開口的中間位置也可以固定設(shè)置有內(nèi)部加強筋分別與兩個長邊方向的側(cè)板固定連接。

更進一步地，為了更易于泥漿和清洗液的流出，便于輸出泥漿和罐體清洗，其底部結(jié)構(gòu)最好為：當(dāng)所述的鉆井用泥漿罐水平放置時，所述的罐體底板與水平面呈小角度傾斜面。

本發(fā)明的鉆井用泥漿罐的結(jié)構(gòu)巧妙、合理，打破了傳統(tǒng)泥漿罐設(shè)備中必須使用波紋板等高強度復(fù)雜結(jié)構(gòu)才能滿足強度要求的設(shè)計，通過巧妙合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合有限單元法等結(jié)構(gòu)強度計算獲得合理的罐體短邊寬度、上部罐體側(cè)板和下部罐體側(cè)板的高度分配以及罐體長度方向合理位置的隔板分割連接。這樣由垂直側(cè)板構(gòu)成的泥漿罐上部由于泥漿的深度有限，其對側(cè)板產(chǎn)生的液體靜水壓力由垂直側(cè)板完全可以承受，對于鉆井用泥漿罐側(cè)板的壓力較大區(qū)域是產(chǎn)生在泥漿罐體的下半部，本發(fā)明正是巧妙地通過力學(xué)分析將罐體的側(cè)板結(jié)構(gòu)分為普通要求的上半部和特殊要求的下半部，而不是像傳統(tǒng)泥漿罐一樣對側(cè)板的全部區(qū)域使用統(tǒng)一地加強結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對下部罐體側(cè)板的長邊部分采用了最具內(nèi)部壓力承受能力的圓弧側(cè)板結(jié)構(gòu)，并且分別與上部罐體側(cè)板和底板平滑過渡連接的四分之一圓弧板結(jié)構(gòu)，同時結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大的罐體上部開口處以及上部罐體側(cè)板和下部罐體側(cè)板連接處的側(cè)板外圍設(shè)置加強筋板，這樣就可以以一種平滑、簡潔而巧妙的罐體結(jié)構(gòu)安全地承載工程泥漿。該結(jié)構(gòu)最大限度的發(fā)揮了薄壁結(jié)構(gòu)的“殼”屬性，巧妙地在壓力最大的區(qū)域?qū)a(chǎn)生彎曲的靜水壓力轉(zhuǎn)換為薄壁件的薄膜應(yīng)力。