本發(fā)明屬于石油天然氣鉆井過程中產(chǎn)生的鉆井液處理領(lǐng)域，更具體的說涉及一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鉆井液，是鉆井過程中使用的循環(huán)的流體，是液體、固體和化學(xué)處理劑等的混合物。鉆井液的循環(huán)，是鉆井液經(jīng)鉆井泵加壓獲得水壓后，通過高壓管匯、水龍頭輸送到鉆桿內(nèi)腔，沿鉆桿內(nèi)腔流到地下，從鉆頭噴嘴噴射出，將鉆頭在地層下破碎的巖屑沿鉆桿外的環(huán)形空間帶回地面、井口，然后將由井口返回地面的泥漿里面的大的鉆屑、重晶石及其他的大固體顆粒進(jìn)行有效的分離，處理過的鉆井液(泥漿)可以重復(fù)使用，從而降低鉆井的成本，并且有利于環(huán)境保護(hù)。

鉆井實(shí)踐表明，當(dāng)泥漿中固相顆粒減少1％時(shí)，鉆頭的壽命延長(zhǎng)7～10％，鉆速提高29％以上?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井液中水分循環(huán)利用，以及避免對(duì)環(huán)境造成污染，多是將鉆井液進(jìn)行循環(huán)處理后再用于鉆井。因此可見，在鉆井液循環(huán)中對(duì)鉆井液中的固相顆粒的處理和分離尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)鉆井液的固相顆粒的分離常規(guī)的手段是除氣器、固相控制設(shè)備和沉砂池等，處理緩慢，且固相控制設(shè)備中的除砂器，除泥器、離心機(jī)極易發(fā)生堵塞等問題，鉆井液循環(huán)處理效率低，處理效果較差，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)鉆井液處理快速，效果高，效果好，設(shè)備不易發(fā)生堵塞，成本低。

本發(fā)明技術(shù)方案一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口連接并收集進(jìn)口上涌液的調(diào)壓罐，所述調(diào)壓罐后部依次連接有振動(dòng)篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，所述泥水分離器包括分離箱，所述分離箱內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有若干分離濾網(wǎng)，所述分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，所述第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對(duì)安在所述第一濾網(wǎng)遠(yuǎn)離分離箱的進(jìn)水側(cè)，所述第一濾網(wǎng)與所述第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對(duì)應(yīng)的局部過濾區(qū)內(nèi)水流相反流動(dòng)對(duì)堵塞部位進(jìn)行沖洗復(fù)通。

優(yōu)選地，所述第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑。

優(yōu)選地，所述第二濾網(wǎng)呈梯形波狀的波浪形。

優(yōu)選地，所述分離箱上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，相鄰兩分離濾網(wǎng)之間距離由進(jìn)水口側(cè)向出水口側(cè)依次減小。

優(yōu)選地，所述分離濾網(wǎng)設(shè)置有至少4組。

優(yōu)選地，所述調(diào)壓罐上設(shè)置有進(jìn)液口和排液口，所述排液口與所述振動(dòng)篩連接，所述進(jìn)液口上設(shè)置有紫外線消毒器，所述紫外線消毒器上連接有太陽能供電裝置，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板和安裝支架，所述太陽能電池板由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，所述安裝支架置于太陽能電池板球內(nèi)對(duì)太陽能電池板進(jìn)行固定。

優(yōu)選地，所述太陽能電池板球內(nèi)壁上固定有太陽能電池板單體，所述太陽能電池板球上設(shè)置有若干透光縫，在所述安裝支架上固定有若干反射膜，所述反射膜反射由所述透光縫照射進(jìn)的陽光至太陽能電池板球內(nèi)壁上的太陽能電池板單體上。

優(yōu)選地，所述調(diào)壓罐上進(jìn)液口位置的紫外線消毒器前部設(shè)置有取樣管。

優(yōu)選地，所述井口設(shè)置有套管，所述套管與調(diào)壓罐連通。

本發(fā)明技術(shù)方案的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的有益效果是：

1、采用具有自沖洗能力的泥水分離器，將循環(huán)液中的泥砂與水進(jìn)行多級(jí)自動(dòng)分離，分離快速，分離效果好，且泥水分離器發(fā)生局部堵塞時(shí)能自沖洗，成本低，不影響鉆井液處理過程。

2、采用調(diào)壓罐實(shí)現(xiàn)對(duì)井口涌出的泥漿收集和泄壓，同時(shí)將調(diào)壓罐的進(jìn)口處關(guān)閉，能夠增加井口內(nèi)部壓力，實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)壓。

3、紫外線消毒器設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)泥漿進(jìn)行及時(shí)的殺菌、消毒，避免細(xì)菌感染和擴(kuò)散，同時(shí)太陽能供電裝置的設(shè)置，節(jié)能環(huán)保，降低成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術(shù)方案的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)示意圖，

圖2為循環(huán)系統(tǒng)中的泥水分離器結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為太陽能供電裝置結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為太陽能電池板和安裝支架結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明技術(shù)方案一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口10連接并收集進(jìn)口上涌液(即循環(huán)液、泥漿)的調(diào)壓罐3，調(diào)壓罐3后部依次連接有振動(dòng)篩5、泥水分離器6、除氣器7和循環(huán)泵8。其中振動(dòng)篩5、除氣器7和循環(huán)泵8為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)設(shè)備，振動(dòng)篩5通過振動(dòng)將泥漿中較大的固體進(jìn)行過濾，在過濾中通過振動(dòng)，提高過濾效率。除氣器7為真空除氣器，去除泥漿中混入的氣體，恢復(fù)泥漿的比重、穩(wěn)定泥漿的黏度性能。循環(huán)泵8為整個(gè)系統(tǒng)提供一個(gè)水流流動(dòng)壓力，加快循環(huán)液流動(dòng)。

如圖2所示，上述的述泥水分離器6包括分離箱61，分離箱61內(nèi)沿水流方向(圖2中由左至右的方向)依次設(shè)置有若干分離濾網(wǎng)60。將已經(jīng)去除大粒徑固體的泥漿經(jīng)過泥水分離器6，依次設(shè)置的分離濾網(wǎng)60實(shí)現(xiàn)對(duì)泥漿中的固相顆粒物進(jìn)行分級(jí)去除。將若干實(shí)現(xiàn)分離去除固相顆粒的分離濾網(wǎng)依次設(shè)置在分離箱61中，一套設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)固相顆粒物分離，系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊。同時(shí)，在循環(huán)液一次流動(dòng)中即可實(shí)現(xiàn)多級(jí)分離，操作方便快捷，分離效率高，避免了泥漿外泄，節(jié)能環(huán)保。

如圖2所示，上述的分離濾網(wǎng)60包括第一濾網(wǎng)62和第二濾網(wǎng)63，第二濾網(wǎng)63呈波浪形且相對(duì)安在第一濾網(wǎng)62遠(yuǎn)離分離箱61的進(jìn)水側(cè)，第一濾網(wǎng)62與第二濾網(wǎng)63之間形成若干局部過濾區(qū)64。在第一濾網(wǎng)62堵塞后，與堵塞部相對(duì)應(yīng)的局部過濾區(qū)64內(nèi)水流相反流動(dòng)對(duì)堵塞部位進(jìn)行沖洗復(fù)通。

基于上述技術(shù)方案，如圖2所示，分離箱61上設(shè)置有進(jìn)水口65和出水口66，泥漿由進(jìn)水口65進(jìn)入經(jīng)過若干層的分離濾網(wǎng)60過濾后，由出水口66排出。圖2中，由左至右的箭頭方向表示正常水流方向，從右至左的箭頭方向?yàn)樗鞣较蛄鲃?dòng)方向。在第一濾網(wǎng)堵塞后，堵塞部位對(duì)應(yīng)的局部過濾區(qū)64內(nèi)水壓減小，此時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的第二濾網(wǎng)63上水流反向流動(dòng)，即第二濾網(wǎng)63靠近出水口66側(cè)水流通過第二濾網(wǎng)63反向流入朝向第一濾網(wǎng)62堵塞部位的局部過濾區(qū)64，局部過濾區(qū)64的水流再方向流動(dòng)通過第一濾網(wǎng)62實(shí)現(xiàn)對(duì)第一濾網(wǎng)堵塞部位反沖洗，實(shí)現(xiàn)第一濾網(wǎng)的復(fù)通。

基于上述技術(shù)方案和工作原理，在本泥水分離器6工作時(shí)，一方面實(shí)現(xiàn)多級(jí)依次過濾，泥漿循環(huán)過濾處理快速，效率高，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單緊湊，占地區(qū)域小，成本低。另一方面在過濾過程中，實(shí)現(xiàn)堵塞部位自動(dòng)反沖洗，復(fù)通，維護(hù)維修成本低，有效過濾面積得到保障，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。

本技術(shù)方案中，第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑，第二濾網(wǎng)孔徑與第一濾網(wǎng)孔徑相等時(shí)或略小于第一濾網(wǎng)孔徑，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過第一濾網(wǎng)過濾后的泥漿進(jìn)行再一次過濾。本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一方面相當(dāng)于增加了過濾等級(jí)，相鄰濾網(wǎng)之間孔徑差縮小，提高過濾效果。另一方面相鄰濾網(wǎng)孔徑差減小，有效的降低了每一級(jí)濾網(wǎng)的過濾壓力，延長(zhǎng)濾網(wǎng)的有效過濾時(shí)間，增加濾網(wǎng)的有效過濾面積，降低維修維護(hù)成本，降低排泥或更換濾網(wǎng)的頻次。

上述的相鄰濾網(wǎng)指的是沿正常過濾水流方向上，相鄰第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)之間或者相鄰的第二濾網(wǎng)與第一濾網(wǎng)之間或者在第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)孔徑相同時(shí)第一濾網(wǎng)與下一個(gè)第一濾網(wǎng)之間。

本技術(shù)方案中，第二濾網(wǎng)63呈梯形波狀的波浪形，本技術(shù)方案的第二濾網(wǎng)63的結(jié)構(gòu)，一方面便于生產(chǎn)加工，便于安裝，另一方面增加第二濾網(wǎng)63的有效過濾面積和局部過濾區(qū)64面積。在第一濾網(wǎng)局部發(fā)生堵塞后，在正常水流的作用下，呈梯形波狀的波浪形第二濾網(wǎng)63上具有不同方向和面的濾網(wǎng)進(jìn)行水流方向流動(dòng)，提高方向水流的壓力，改善沖洗效果。

本技術(shù)方案中，相鄰兩分離濾網(wǎng)60之間距離由進(jìn)水口65側(cè)向出水口66側(cè)依次減小。增大后一區(qū)域的水壓，一方面便于反沖洗實(shí)現(xiàn)第一濾網(wǎng)的復(fù)通，另一方面適當(dāng)增大水壓，也利于下一級(jí)濾網(wǎng)的過濾，提高過濾效率。

本技術(shù)方案中，分離濾網(wǎng)60設(shè)置有至少4組。分離濾網(wǎng)60設(shè)置級(jí)數(shù)越多，過濾效果越好。

本技術(shù)方案中，如圖1，調(diào)壓罐4上設(shè)置有進(jìn)液口41和排液口42。排液口42與振動(dòng)篩5連接，進(jìn)液口41上設(shè)置有紫外線消毒器3。紫外線消毒器3上連接有太陽能供電裝置。太陽能供電裝置包括太陽能電池板31和安裝支架32，太陽能電池板31由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，安裝支架32置于太陽能電池板球內(nèi)對(duì)太陽能電池板進(jìn)行固定。通過利用太陽能為長(zhǎng)不間斷高負(fù)荷工作的紫外線消毒器3進(jìn)行供電，節(jié)能降本。同時(shí)，本太陽能供電裝置也可以作為其他設(shè)備的備用電源。

如圖3和圖4所示，太陽能電池板球內(nèi)壁上固定有太陽能電池板單體，太陽能電池板球上設(shè)置有若干透光縫33，在安裝支架32上固定有若干反射膜34(圖4中僅僅畫出部分，用作指示作用)，反射膜34可貼滿太陽能電池板球內(nèi)的安裝支架32任何位置，最大限度的實(shí)現(xiàn)反光，反射膜34反射由透光縫33照射進(jìn)的陽光至太陽能電池板球內(nèi)壁上的太陽能電池板單體上。

上述技術(shù)方案中，太陽能電池板球的設(shè)置，增大太陽能板面積和接受光的面積，在相同的暫用面積和空間下，增大吸收太陽光的太陽能電池板單體數(shù)量，增大太陽能供電裝置的蓄電能和蓄電量。

如圖1，調(diào)壓罐4上進(jìn)液口41位置的紫外線消毒器3前部設(shè)置有取樣管2。取樣管2位置對(duì)井口上涌的泥漿進(jìn)行取樣，用于對(duì)井底地質(zhì)等參數(shù)的檢測(cè)。取樣管設(shè)置在本位置，能夠提高檢測(cè)精準(zhǔn)度，本位置的泥漿為經(jīng)過處理，能夠很好的反應(yīng)井底地質(zhì)情況。井口10設(shè)置有套管1，套管1與調(diào)壓罐4連通。井口上涌的泥漿直接進(jìn)入調(diào)壓罐4，避免泥漿外泄，避免環(huán)境污染。同時(shí)在關(guān)閉調(diào)壓罐4的進(jìn)液口41后，泥漿停留在套管1內(nèi)，增加套管1內(nèi)壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管1內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)鉆井中鉆頭內(nèi)外壓力平衡。

本發(fā)明技術(shù)方案在上面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括與井口連接并收集進(jìn)口上涌液的調(diào)壓罐，所述調(diào)壓罐后部依次連接有振動(dòng)篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，所述泥水分離器包括分離箱，所述分離箱內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有若干分離濾網(wǎng)，所述分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，所述第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對(duì)安在所述第一濾網(wǎng)遠(yuǎn)離分離箱的進(jìn)水側(cè)，所述第一濾網(wǎng)與所述第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對(duì)應(yīng)的局部過濾區(qū)內(nèi)水流相反流動(dòng)對(duì)堵塞部位進(jìn)行沖洗復(fù)通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二濾網(wǎng)呈梯形波狀的波浪形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述分離箱上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，相鄰兩分離濾網(wǎng)之間距離由進(jìn)水口側(cè)向出水口側(cè)依次減小。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述分離濾網(wǎng)設(shè)置有至少4組。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)壓罐上設(shè)置有進(jìn)液口和排液口，所述排液口與所述振動(dòng)篩連接，所述進(jìn)液口上設(shè)置有紫外線消毒器，所述紫外線消毒器上連接有太陽能供電裝置，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板和安裝支架，所述太陽能電池板由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，所述安裝支架置于太陽能電池板球內(nèi)對(duì)太陽能電池板進(jìn)行固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池板球內(nèi)壁上固定有太陽能電池板單體，所述太陽能電池板球上設(shè)置有若干透光縫，在所述安裝支架上固定有若干反射膜，所述反射膜反射由所述透光縫照射進(jìn)的陽光至太陽能電池板球內(nèi)壁上的太陽能電池板單體上。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)壓罐上進(jìn)液口位置的紫外線消毒器前部設(shè)置有取樣管。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述井口設(shè)置有套管，所述套管與調(diào)壓罐連通。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口連接并收集進(jìn)口上涌液的調(diào)壓罐，調(diào)壓罐后部依次連接有振動(dòng)篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，泥水分離器包括分離箱，分離箱內(nèi)沿水流方向依次設(shè)置有若干分離濾網(wǎng)，分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對(duì)安在第一濾網(wǎng)遠(yuǎn)離分離箱的進(jìn)水側(cè)，第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對(duì)應(yīng)的局部過濾區(qū)內(nèi)水流相反流動(dòng)對(duì)堵塞部位進(jìn)行沖洗復(fù)通；本發(fā)明的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)鉆井液處理快速，效果高，效果好，設(shè)備不易發(fā)生堵塞，成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：劉玉想;韓昱;劉玉仙;魏善明;張瑞鵬;江露露;李越

受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東省地礦工程勘察院

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.08

技術(shù)公布日：2021.08.20