一種超臨界二氧化碳鉆井過程中井口巖屑清除裝置的制作方法

本發明涉及石油天然氣鉆井、地質勘探以及礦山鉆探裝置行業領域，尤其是涉及一種超臨界二氧化碳鉆井過程中井口巖屑清除裝置。

背景技術：

二十世紀末出現的超臨界CO2鉆井技術，充分利用了超臨界CO2流體同時具有氣體的低黏度、高擴散系數和液體高密度的特定。超臨界CO2鉆井具有破巖速度快，門限壓力低的特點，在鉆進過程中超臨界CO2流體可以為井下馬達提供足夠扭矩的同時，還能保證井底的欠平衡狀態；即使超臨界CO2進入到儲層，也不會出現粘土水化膨脹以致堵塞孔隙喉道等現象，可有效保護儲集層，相反進入儲集層后能夠增大儲集層滲透率，提高原油采收率。因此，超臨界CO2鉆井技術以其獨特優勢在油氣開發中起著重要的作用。

超臨界CO2鉆井技術的循環系統不同于現階段所有的鉆井系統，該循環系統需要實現CO2流體由液態、超臨界態、氣態再到液態的轉化，在井口時該循環系統處于氣體狀態，并且要實現循環使用，需要從氣態CO2流體中分離出固體和液體雜質。常規工廠車間中使用的旋風分離器，其凈化效果難以滿足超臨界CO2鉆井要求，如果選用國外先進的四相分離器設備，不但價格昂貴，而且需要對設備進行結構上的改造，以適應流體相態的性質特點；如果選用多級凈化，將大幅增加鉆井井場的占地面積，導致費用增加、操作復雜，給安全施工帶來隱患。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術存在的問題,提供一種可有效將固態和液態雜質從CO2氣體中分離，實現CO2流體的循環使用的超臨界二氧化碳鉆井過程中井口巖屑清除裝置。

一種超臨界二氧化碳鉆井過程中井口巖屑清除裝置，包括旋風分離器2和沉淀罐1；旋風分離器2由筒體9和錐體10整體連接構成，在筒體9上部設有CO2氣體入口6，錐體10底部設有漩渦罩11和巖屑收集罐12，漩渦罩11上方設有中心筒8；沉淀罐1連接在筒體9上方，中間水平向設有氣體過濾板4，上部設有潔凈CO2氣體出口3，下部設有排屑口5；旋風分離器2和沉淀罐1之間通過傾斜的螺旋分隔板7分隔；其中，CO2氣體入口6設在螺旋分隔板7高位點的下部，排屑口5設在螺旋分隔板7低位點的上部，中心筒8底部與漩渦罩11連通，中心筒8上部貫穿螺旋分隔板7后其端口與沉淀罐1貫通。

上述方案進一步包括：

所述螺旋分隔板7的上下表面均為螺旋型。

旋風分離器2的筒體9和錐體10內壁設有與螺旋分隔板7順向的落選引流板。

所述的氣體過濾板4的濾網孔隙為不大于5μm。

本發明的優點在于：可有效將固態和液態雜質從CO2氣體中分離，實現CO2流體的循環使用。而且結構簡易，操作簡單，可靠性高，有利于節省井場占地面積，可有效保證超臨界CO2鉆井的巖屑清除。

附圖說明

圖1為本發明的巖屑清除裝置的結構示意圖。

圖2為氣態CO2流體經過本發明的動態示意圖。

其中包括：1、沉淀罐，2、旋風分離器，3、潔凈CO2氣體出口，4、氣體過濾板，5、排屑口，6、CO2氣體入口，7、螺旋分隔板，8、中心筒，9、筒體，10、椎體，11、旋渦罩，12、巖屑收集罐，13、外旋流，14、內旋流，15、固液雜質，16、上升氣體，17、固體雜質，18、潔凈CO2氣體。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

參照附圖1，一種超臨界二氧化碳鉆井過程中井口巖屑清除裝置，包括旋風分離器2和沉淀罐1；旋風分離器2由筒體9和錐體10整體連接構成，在筒體9上部設有CO2氣體入口6，錐體10底部設有漩渦罩11和巖屑收集罐12，漩渦罩11上方設有中心筒8；沉淀罐1連接在筒體9上方，中間水平向設有氣體過濾板4，上部設有潔凈CO2氣體出口3，下部設有排屑口5；旋風分離器2和沉淀罐1之間通過傾斜的螺旋分隔板7分隔；其中，CO2氣體入口6設在螺旋分隔板7高位點的下部，排屑口5設在螺旋分隔板7低位點的上部，中心筒8底部與漩渦罩11連通，中心筒8上部貫穿螺旋分隔板7后其端口與沉淀罐1貫通。

上述實施例進一步包括：

所述螺旋分隔板7的上下表面均為螺旋型。

旋風分離器2的筒體9和錐體10內壁設有與螺旋分隔板7順向的落選引流板。

所述的氣體過濾器由人造纖維濾材制成，濾網孔隙為5μm，外框是由堅固、防潮硬紙框制成。

參照附圖2，本發明提供的一種應用于超臨界CO2鉆井過程中井口巖屑清除裝置，具體實施過程為：

含有固液雜質的CO2氣體從CO2氣體入口6導入旋風分離器2的筒體9和中心筒8之間，在螺旋分隔板7的作用下形成旋轉向下的外旋流13，懸浮于外旋流13的固液雜質15在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流13轉到錐體10下部，由旋渦罩11排至巖屑收集罐12，初步凈化后的氣體形成上升的內旋流14并經過中心筒8排送至沉淀罐1；氣體進入沉淀罐1后，由于橫截面積變大，氣體流速大幅降低，氣體內未清除的的固液雜質在重力作用下發生沉淀，沉淀出的固體雜質17沉落在螺旋分隔板7上，并移送至排屑口5排除，上升的CO2氣體經過氣體過濾板4進行干燥和過濾后，得到純凈的CO2氣體，由頂部的潔凈CO2氣體出口3排至后續設備中。氣體過濾板定期更換，保證設備持續使用。