一種基于旋流分離的氣體鉆井巖屑處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鉆井技術領域，具體涉及一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統。
【背景技術】
[0002]隨著石油工程鉆井工藝與鉆井技術的發展，氣體鉆井技術已經逐步的被使用到實際的鉆井工程中，并顯示出其特有的優點。由于采用空氣(或其他氣體)作為“鉆井液”，所以在對返回“鉆井液”處理上與常規的液體鉆井液的處理大不一樣。目前國內采用氣體鉆井過程中對攜巖氣體的處理方法是對環空返到地面的攜巖氣體進行簡單的處理(用泵噴淋氣體)后直接排放或者將排砂管線接到燃燒池進行點火，巖肩又容易堆積，影響燃燒池后續使用。這樣既污染環境又浪費資源，在無風或處于下風的氣體鉆井井場，灰塵漫天的情況十分嚴重。工人長時間在這樣的環境下工作會對身體造成非常嚴重的傷害，迫切需要研制新型除塵工具處理氣體鉆井返出氣體中攜帶的巖肩。
[0003]為了解決上述問題，國內一些文獻中提出了用兩級旋風分離器分離攜巖氣體中固體和鉆井氣體的技術，但是在實際使用過程中，這種方法不可避免短路流的情況，所以在實際井場條件下無法達到在實驗室模擬的效果，灰塵漫天的情況依然存在。
【發明內容】
[0004]本發明的目的之一是為解決現有技術中氣體鉆井返出巖肩處理存在的難題，提供一種處理效果好、節水、環保、結構簡單撬裝化的氣體鉆肩處理工藝與裝置。
[0005]本發明提供一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，包括:旋流分離器、清潔器、第一水箱、第二水箱、第三水箱、離心泵及防溢排氣管；若干個相同所述旋流分離器并聯成旋流分離器組，每個所述旋流分離器設有一個進氣口，用于導入鉆井氣體；所述旋流分離器還設有一個進料口，并通過帶閥管道與所述離心泵出水端連接；所述旋流分離器底流口均通過管道下接所述清潔器，所述旋流分離器頂部溢流口通過帶閥管道連接所述第三水箱；所述第三水箱頂部設有所示防溢排氣管；所述第三水箱通過第二液位自動控制單向閥與所述第二水箱連接；所述離心泵進水口連接所述第二水箱排水口 ；所述第二水箱通過第一液位自動控制單向閥與所述第一水箱連接；所述清潔器連接所述第一水箱頂部。
[0006]進一步的，所述旋流分離器為反對稱雙向進料，其中一個進料口進氣體，一個進料口進液體。
[0007]進一步的，所述防溢排氣管內設有過濾網防溢裝置。
[0008]進一步的，所述旋流分離器及清潔器均安裝在所述第一水箱、第二水箱及第三水箱上方。
[0009]本發明的有益效果在于，本發明提供的一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統中第一水箱、第三水箱都與第二水箱連接，實現了水資源的循環利用，在一些離水源較遠的井場非常實用。能有效分離鉆井氣體中的巖肩，極大的提高氣體鉆井作業時井場的空氣質量，節約水資源同時能對成本較高的氣體鉆井介質進行回收和循環利用。且各水箱并排安裝在同一底座上，分離裝置和清潔器安裝在水箱之上，實現了撬裝化，具有結構緊湊、占地面積、移運方便的優點。
【附圖說明】
[0010]圖1所示為本發明基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0011]下文將結合具體附圖詳細描述本發明具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。
[0012]如圖1所示，本發明提供一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，包括:旋流分離器1、清潔器2、第一水箱3、第二水箱4、第三水箱5、離心泵8及防溢排氣管9 ;若干個相同旋流分離器I并聯成旋流分離器組，每個旋流分離器I設有一個進氣口 10，用于導入鉆井氣體；旋流分離器I還設有一個進料口，并通過帶閥管道與離心泵8出水端連接；旋流分離器I底流口均通過管道下接清潔器2，旋流分離器I頂部溢流口通過帶閥管道連接第三水箱5 ;第三水箱5頂部設有防溢排氣管9 ;第三水箱5通過第二液位自動控制單向閥7與第二水箱4連接；離心泵8進水口連接第二水箱4排水口 ；第二水箱4通過第一液位自動控制單向閥6與第一水箱3連接；清潔器2連接第一水箱3頂部。
[0013]進一步的，旋流分離器I為反對稱雙向進料，其中一個進料口進氣體，一個進料口進液體。
[0014]進一步的，防溢排氣管9內設有過濾網防溢裝置12。
[0015]進一步的，旋流分離器I及清潔器2均安裝在第一水箱3、第二水箱4及第三水箱5上方，實現了撬裝化。
[0016]工作原理:
[0017]環空返出的攜帶巖肩的鉆井氣體從進氣口進入并聯安裝的若干旋流分離器1，開啟的旋流分離器I的個數可以根據井口實際流量來控制，同時離心泵8將第二水箱4中的水經旋流分離器I的另一個進料口泵入，實現固、液、氣三相在旋流分離器I充分混合，在旋流分離器I內部離心力的作用下，密度大的固體和大部分的水形成流態的液漿，以外旋流的形式從旋流分離器I的底流口排出，而密度小的氣體則在旋流分離器I內部形成內旋流以溢流的形式從旋流分離器I上部的溢流口排出，從而實行了氣、固分離；從底流口排出的流態液漿仍含有一定量的水，經匯管直接引到清潔器2進行分離，清潔器2分離出巖肩和水的混合流體中的巖肩和水，分離出的巖肩從出沙口 11導出并由工人運走，水通過管道回到第一水箱3中；由溢流口排出的流體(幾乎全部的氣體和極少部分液體和固體)經匯管匯集后引入到第三水箱5的液面以下，并經過洗氣將氣體中攜帶少量的水和巖肩留在水中而氣體經防溢排氣管9排出；經清潔器2分離的水仍含有少量細微顆粒，并匯集在第一水箱3內，在第一水箱3中自然沉降，當第一水箱3的液面達高于第二水箱4的液面高度，第一液位自動控制單向閥6開啟，則第一水箱3中的水自動流入第二水箱4中，當第三水箱5的液面達高于第二水箱4的液面高度，第二液位自動控制單向閥7開啟，則第三水箱5中的水自動流入第二水箱4中，從而實現了水的循環利用；第一水箱3底部還可設有反沖洗裝置，當底部沉泥較多是可以人工定期清洗。
[0018]對于從環空中返出的攜帶有巖肩的鉆井氣體如果壓力足夠則直接通入旋流分離器I進行分離，若壓力不夠則需要經過加壓設備加壓后再通入旋流分離器I進行分離。
[0019]本發明提供的一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統中第一水箱、第三水箱都與第二水箱連接，實現了水資源的循環利用，在一些離水源較遠的井場非常實用。能有效分離鉆井氣體中的巖肩，極大的提高氣體鉆井作業時井場的空氣質量，節約水資源同時能對成本較高的氣體鉆井介質進行回收和循環利用。且各水箱并排安裝在同一底座上，分離裝置和清潔器安裝在水箱之上，實現了撬裝化，具有結構緊湊、占地面積、移運方便的優點。
[0020]本文雖然已經給出了本發明的一些實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離本發明精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應以本文的實施例作為本發明權利范圍的限定。
【主權項】
1.一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，其特征在于，包括:旋流分離器、清潔器、第一水箱、第二水箱、第三水箱、離心泵及防溢排氣管；若干個相同所述旋流分離器并聯成旋流分離器組，每個所述旋流分離器設有一個進氣口，用于導入鉆井氣體；所述旋流分離器還設有一個進料口，并通過帶閥管道與所述離心泵出水端連接；所述旋流分離器底流口均通過管道下接所述清潔器，所述旋流分離器頂部溢流口通過帶閥管道連接所述第三水箱；所述第三水箱頂部設有所述防溢排氣管；所述第三水箱通過第二液位自動控制單向閥與所述第二水箱連接；所述離心泵進水口連接所述第二水箱排水口 ；所述第二水箱通過第一液位自動控制單向閥與所述第一水箱連接；所述清潔器連接所述第一水箱頂部。
2.如權利要求1所述的一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，其特征在于，所述旋流分離器為反對稱雙向進料，其中一個進料口進氣體，一個進料口進液體。
3.如權利要求1所述的一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，其特征在于，所述防溢排氣管內設有過濾網防溢裝置。
4.如權利要求1所述的一種基于旋流分離的氣體鉆井巖肩處理系統，其特征在于，所述旋流分離器及清潔器均安裝在所述第一水箱、第二水箱及第三水箱上方。
【專利摘要】本發明公開了一種基于旋流分離的氣體鉆井巖屑處理系統，包括：旋流分離器、清潔器、第一水箱、第二水箱、第三水箱、離心泵以及控制閥和防溢排氣管；若干個相同旋流分離器并聯成旋流分離器組；旋流分離器與離心泵出水端連接；旋流分離器下接清潔器，旋流分離器連接第三水箱；第三水箱頂部設有防溢排氣管；第三水箱與第二水箱連接；離心泵進水口連接第二水箱排水口；第二水箱與第一水箱連接；清潔器連接第一水箱頂部。本發明實現了水資源的循環利用，在一些離水源較遠的井場非常實用。能有效分離鉆井氣體中的巖屑，極大的提高氣體鉆井作業時井場的空氣質量，節約水資源同時能對成本較高的氣體鉆井介質進行回收和循環利用。
【IPC分類】E21B21-06
【公開號】CN104832117
【申請號】CN201510251481
【發明人】任連城, 茍鑫華, 蔣德平, 董超群
【申請人】重慶科技學院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月18日