石油鑽採工藝中一級固控系統的防噴結構的製作方法

2023-07-13 22:11:32 1

本發明涉及鑽井液振動篩領域，具體涉及石油鑽採工藝中一級固控系統的防噴結構。

背景技術：

鑽井液是鑽井過程中使用到的各種循環流體的總稱，鑽井液又稱作鑽井泥漿。在鑽井過程中，鑽井液可以有效地冷卻和潤滑鑽頭，還能夠平衡底層壓力，避免發生井噴和井湧，除此之外，鑽井液還能夠傳遞動力和取芯採樣。根據分散介質不同，鑽井液主要分為水基鑽井液、油基鑽井液和氣基鑽井液三大類。

鑽井過程中，鑽井液通過鑽杆進入至底層，在完成其作用後帶著鑽井中產生的廢渣一起排出，由於鑽井液不僅價格高昂而且會破壞環境，所以應該對鑽井液進行回收，固控系統就是用於回收鑽井液的。固控系統也叫作鑽井液循環系統和鑽井液淨化系統。固控系統主要包括鑽井液振動篩、真空除氣器、除砂器、除泥器、臥式螺旋離心機等固控設備。這些固控設備就像一系列大小、功能不同的篩子，通過層層過濾實現對鑽井液的淨化和再利用。

鑽井液振動篩是用於鑽井液循環、淨化系統的一級固控設備，具有振動強度高、篩分面積大等特點。鑽井液振動篩主要用於去除鑽井液中較大的鑽屑顆粒，維護鑽井液的性能以保證之後的固控設備的處理效果及使用壽命，是固控系統中最重要的的設備。

由於鑽井液在進料過程時是受壓力而拋射至篩網上的，靠近進料口的篩網失去了篩分作用，並且由於壓力不是恆定不變的，當遇到壓力突然增大時，鑽井液進料速度加快，從進料口噴出的距離較遠，不僅靠近進料口的篩網失去了篩分作用，鑽井液在篩網上的落點與進料口之間的一段篩網都會失去篩分作用，由於噴射了較遠的距離，鑽井液的過篩的面積縮小，導致鑽井液中的固相顆粒還沒來得及與液相分開就離開了篩網，使得能夠回收的鑽井液液相損失，不僅汙染環境還增加了鑽井成本。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對傳統鑽井液振動篩防濺裝置的缺點，目的在於提供石油鑽採工藝中一級固控系統的防噴結構，解決傳統的鑽井液振動篩在篩分過程中固相顆粒還沒來得及與液相分開就離開了篩網，帶走部分可循環液相，造成鑽井液中可回收液相損失的問題。

本發明通過下述技術方案實現：石油鑽採工藝中一級固控系統的防噴結構，包括兩個相互平行的防濺板，防濺板底部垂直於水平面，防濺板頂部安裝有頂板，頂板連接兩個防濺板，防濺板之間設置有防噴板，防噴板垂直於防濺板，防噴板頂部連接頂板，防噴板的底部與防濺板底部所在平面之間有間隙，頂板上方安裝有若干進水彎管，進水彎管位於頂板上方的部分垂直於頂板，進水彎管底端貫穿頂板頂部至頂板下方，進水彎管位於頂板下方的部分正對防噴板，進水彎管上連接有噴水頭。現有技術中，傳統的鑽井液振動篩在靠近進料口處設置有防濺裝置，但是這種防濺裝置的作用是避免鑽井液從進料口進入至篩網上時向四周飛濺，使得篩網入口處的鑽井液在沿篩網法線方向振動的過程中不會濺出鑽井液振動篩。在實踐中發現，由於鑽井液在進料過程時是受到壓力後從進料口拋射至篩網上的，所以鑽井液在篩網上的落點與進料口之間的篩網都會失去篩分作用，並且因為壓力不是恆定不變的，隨著壓力的變化，鑽井液在篩網上的落點與進料口之間的距離也會發生變化，當遇到壓力突然增大時，鑽井液進料速度加快，從進料口噴出的距離較遠，使得較大部分的篩網均失去了篩分作用，導致鑽井液的過篩面積縮小，造成部分黏帶有鑽井液液相的固體顆粒在還未與液相分開時就已經移動至篩網的出口處進行收集，造成鑽井液中可循環使用的液相損失，增加了鑽井液的使用成本；另外，由於鑽井液液相中不僅包含分散介質如水，還包含了處理劑等化學物質，處理起來增加了鑽井液使用成本，如果不處理即排至外界，會導致環境汙染。為了解決上述問題，本發明提供了一種安裝於鑽井液振動篩入口處的防噴裝置。該裝置包括防濺板、防噴板和頂板，安裝時，將防濺板固定在篩箱的邊沿上，使得該裝置位於篩網正上方，防噴板正對鑽井液振動篩的進料口，防噴板底部所在的平面與防濺板底部所在的平面之間有留一段距離。使用時，當鑽井液受到壓力從進料口噴出時，鑽井液撞擊在防噴板上，部分鑽井液反彈至靠近進料口下方篩網上，使得鑽井液即使以很快的速度噴出，也會在撞擊防噴板後減速並落至進料口下方的篩網上；部分鑽井液粘附在防噴板上，受到重力作用和沿篩網法線方向的振動作用後滑落至防噴板下方的篩網上；還有部分鑽井液在撞擊後向四周濺開，防濺板內側和頂板的底部能夠避免鑽井液在撞擊防噴板後四處濺射出鑽井液振動篩而損失。通過上述裝置，不僅能夠在無論壓力是否變化的情況下，保證鑽井液經過較大的篩網面積，提高了篩網的利用率，避免固體顆粒在未與液相分離的情況下就移動至篩網出口，還保證了鑽井液不會飛濺出鑽井液振動篩，最大化地保留了可循環液相，降低鑽井液的使用成本的同時還保護了環境。在實踐中還發現，在使用一段時間後，防噴板、防濺板和篩網上會粘附部分鑽井液，不僅導致損失了部分鑽井液，還加重了篩網上的載荷、堵住部分篩網上的篩孔，導致鑽井液振動篩的分離效果降低。為了解決上述問題，本裝置在頂板上設置有若干進水彎管，進水彎管在頂板上方的部分垂直於頂板，進水埠連接水泵；進水管位於頂板下方的部分彎曲90度後，出水埠正對防噴板。進水彎管的出水埠連接有噴水頭，噴水頭上設置有許多噴水孔，通過噴水孔將水均勻的撒在防噴板上。鑽井液振動篩使用一段時間之後，開啟水泵，水泵將水壓至進水彎管中，通過進水彎管再經噴水頭上的噴水孔將水噴至防噴板上，水噴在防噴板上後濺開並衝刷防濺板內側和頂板底部，之後水流落至篩網上，對篩網上的鑽井液進行稀釋，最後稀釋後的鑽井液落入至篩箱中。通過上述機構，不僅減輕了篩網的負荷、延長了篩網的使用壽命，還儘可能多的將殘留的鑽井液稀釋後混入用於循環的鑽井液中，降低了鑽井液使用成本。

進一步地，防噴板上鋪設有若干硬毛。當鑽井液噴出速度過快時，鑽井液中的固相顆粒會對防噴板表面造成刮擦，降低了防噴板的使用壽命，設置硬毛後，可以減緩固相顆粒對防噴板表面的刮擦；如果噴出速度過快，鑽井液中的固相在撞擊防噴板後會反彈至進料口，造成鑽井液的浪費，硬毛可以減緩撞擊衝力和降低固相顆粒的反彈距離，使鑽井液不會反彈至進料口；相對於防噴板平整的表面來說，硬毛可以粘附更多的鑽井液液相，而對固相顆粒有一個反彈作用，所以硬毛可以使部分液相在進料口附近即可脫離固相顆粒，達到一定的篩分效果。

進一步地，防噴板底部與防濺板底部的距離為防濺板高度的1/3~1/2。通過實踐發現，當防噴板底部與防濺板底部的距離小於防濺板高度的1/3時，會使得鑽井液在沿篩網法線方向振動的過程中再次撞擊在防噴板上，造成鑽井液的滯留，降低鑽井液振動篩的處理量；防噴板底部與防濺板底部的距離大於防濺板高度的1/2時，防噴面積較小，防噴板達不到較好的防噴目的。

進一步地，防噴板與噴水頭之間的距離大於15釐米。如果防噴板與噴水頭之間的距離小於15釐米，水流噴淋至防噴板上的面積小且衝力大，不僅會導致衝洗效果差，在長時間使用後還會導致防噴板損壞。

進一步地，防噴板、防濺板內側、頂板底部的表面均塗有醇酸磁漆。醇酸磁漆主要用於金屬表面的保護，由於防噴板、防濺板內側和頂板底部的表面，尤其是防噴板會頻繁受到鑽井液中的撞擊，鑽井液的固相會對其表面產生刮擦，降低移動擋板的壽命，醇酸磁漆能夠對移動擋板的表面起到保護作用，延長其使用壽命。實踐中，主要使用C53-31防鏽磁漆，該磁漆具有良好的附著力和柔韌性，能夠起到良好的保護效果。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明通過設置防噴板、防濺板和擋板，不僅能夠在無論壓力是否變化的情況下，保證鑽井液經過較大的篩網面積，提高了篩網的利用率，避免固體顆粒在未與液相分離的情況下就移動至篩網出口，還保證了鑽井液不會飛濺出鑽井液振動篩，最大化地保留了可循環液相，降低鑽井液的使用成本的同時還保護了環境；

2、本發明通過設置進水彎管和噴水頭，能夠對防噴板、防濺板、頂板和篩網進行衝洗，不僅減輕了篩網的負荷、延長了篩網的使用壽命，還儘可能多的將殘留的鑽井液稀釋後混入用於循環的鑽井液中，降低了鑽井液使用成本；

3、本發明在防噴板上鋪設有若干硬毛，硬毛不僅可以減緩固相顆粒對防噴板表面的刮擦，還可以減緩撞擊衝力和降低固相顆粒的反彈距離，使鑽井液不會反彈至進料口，同時，相對於防噴板平整的表面來說，硬毛可以粘附更多的鑽井液液相，而對固相顆粒有一個反彈作用，使部分液相在進料口附近即可脫離固相顆粒，達到一定的篩分效果；

4、本發明在防噴板、防濺板內側、頂板底部的表面均塗有醇酸磁漆，由於移動擋板會頻繁受到鑽井液中的撞擊，鑽井液的固相會對其表面產生刮擦，降低移動擋板的壽命，C53-31防鏽磁漆能夠對移動擋板的表面起到保護作用，延長其使用壽命。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-防濺板，2-防噴板，3-頂板，4-進水彎管，5-噴水頭。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1所示，本發明為石油鑽採工藝中一級固控系統的防噴結構，包括兩個相互平行的防濺板1，防濺板1底部垂直於水平面，防濺板1頂部安裝有頂板3，頂板3連接兩個防濺板1，防濺板1之間設置有防噴板2，防噴板2垂直於防濺板1，防噴板2頂部連接頂板3，防噴板2的底部與防濺板1底部所在平面之間有間隙，頂板3上方安裝有若干進水彎管4，進水彎管4位於頂板3上方的部分垂直於頂板3，進水彎管4底端貫穿頂板3頂部至頂板3下方，進水彎管4位於頂板3下方的部分正對防噴板2，進水彎管4上連接有噴水頭5。 防噴板2上鋪設有若干硬毛。防噴板2底部與防濺板1底部的距離為防濺板1高度的1/3~1/2。防噴板2與噴水頭5之間的距離大於15釐米。防噴板2、防濺板1內側、頂板3底部的表面均塗有醇酸磁漆。當鑽井液從進料口噴出時，鑽井液撞擊在防噴板2上，一部分鑽井液反彈至進料口下方的篩網上；一部分鑽井液粘附在防噴板2上，受到重力作用和沿篩網法線方向的振動作用後滑落至防噴板下方的篩網上；還有一部分鑽井液在撞擊後向四周濺開，防濺板1內側和頂板3的底部能夠避免鑽井液在撞擊防噴板2後四處濺射出鑽井液振動篩而損失，鑽井液振動篩使用一段時間之後，開啟水泵，水泵將水壓至進水彎管4中，通過進水彎管4再經噴水頭5上的噴水孔將水噴至防噴板2上，水噴在防噴板2上後濺開並衝刷防濺板1內側和頂板3底部，之後水流落至篩網上，對篩網上的鑽井液進行稀釋，最後稀釋後的鑽井液落入至篩箱中。本裝置不僅能夠保證鑽井液經過較大的篩網面積，提高了篩網的利用率，避免固體顆粒在未與液相分離的情況下就移動至篩網出口，還保證了鑽井液不會飛濺出鑽井液振動篩，最大化地保留了可循環液相，降低鑽井液的使用成本的同時還保護了環境；通過進水彎管4和噴水頭5，不僅減輕了篩網的負荷、延長了篩網的使用壽命，還儘可能多的將殘留的鑽井液稀釋後混入用於循環的鑽井液中，降低了鑽井液使用成本。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。