自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽的製作方法

2023-06-10 10:17:11 1

本發明涉及石油開採領域，具體涉及自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽。

背景技術：

泥漿槽，又稱鑽井液槽、返流槽，是石油開採鑽完井工作中，鑽井液從井口流回至沉澱池或泥漿池時，從井口至固控設備之間所通過的槽子。用於輸送從井內返出的帶有巖屑或地層砂的泥漿。泥漿槽是鑽井液錄井的取樣之處，對於泥漿錄井具有重要意義。泥漿槽內均設置有液位傳感器，用於監測返出鑽井液多少，從而便於工程人員在第一時間判斷是否溢流、是否發生井漏或井湧等。因此，泥漿槽中的液位傳感器所測得的液面信號對於鑽完井的安全施工具有重要意義。然而，流經泥漿槽的鑽井液中帶有較多巖屑，返出的巖屑容易沉積在泥漿槽中，導致泥漿槽內液面上升，液位傳感器所測得的液位上升，而位於司鑽房或中控室內的工程人員無法獲知該液位上升是出現井內異常情況還是巖屑堆積造成，容易造成對井內情況的誤判，影響最佳井控時間。同時，若返出的巖屑是軟泥巖地層巖屑，還會在返流槽內形成泥球、造成巖屑堆積甚至堵塞返流槽，影響循環系統的正常運行。現有技術中針對返流槽內巖屑堆積始終未找到良好的解決方法，井場內始終採用傳統方式，在發現泥漿槽液位異常升高時安排專人前往泥漿槽處確認巖屑沉積情況，若發現巖屑堆積堵塞，則工人採用鏟子等手工具將巖屑掏出，不僅費時費力效率低下，還會影響振動篩處的巖屑收集，幹擾巖屑錄井的準確性。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，以解決現有技術中返流槽內巖屑堆積堵塞不便清理的問題，實現能夠方便的清理返流槽內堆積的巖屑的目的。

本發明通過下述技術方案實現：

自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，包括槽體，在槽體上端架設橫跨槽體的板材，板材中心開設圓形的通孔、以及圓環狀的凹槽，所述凹槽與通孔同心，且通孔位於凹槽的圓環內部；還包括穿過所述通孔的攪拌棍，攪拌棍的下端與槽體底部之間的距離為5～10cm；所述攪拌棍上套設有圓盤狀的轉盤，轉盤與攪拌棍固定連接；所述轉盤的上下表面均垂直於攪拌棍的軸線，且轉盤的下表面設置N個滾輪，N個滾輪環形均勻分布，所述轉盤位於板材上方，且N個滾輪均位於所述凹槽內，其中N為大於等於2的整數；位於板材下方的攪拌棍表面還固定有若干杆狀的凸起；位於板材上方的部分攪拌棍設置為蝸杆，所述蝸杆的軸線與攪拌棍的軸線共線；板材上表面固定電機，電機的驅動端固定連接渦輪，所述渦輪與蝸杆相匹配且嚙合。

針對現有技術中返流槽內巖屑堆積堵塞不便清理的問題，本發明提出一種自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，在返流槽的槽體上方架設板材，使板材橫跨在返流槽上，攪拌棍從板材中心的圓形通孔中穿過，即攪拌棍一端位於板材上方、另一端位於板材下方，攪拌棍上固定連接轉盤，轉盤套設在攪拌棍上，即是轉盤位於攪拌棍中段位置，轉盤位於板材上方，且轉盤下表面的滾輪均位於凹槽內，因此使得轉盤能夠在滾輪作用下進行轉動，從而帶動攪拌棍進行轉動。攪拌棍轉動過程中，其位於板材下方的部分即能夠對返流槽內進行攪動。由於位於板材下方的攪拌棍表面還固定有若干杆狀的凸起，因此隨著攪拌棍的轉動，即能夠帶動凸起轉動，從而對返流槽內堆積的巖屑進行破碎與分割，使得巖屑被破碎為較小的結構，從而便於隨著鑽井液的返出而流走，避免巖屑堆積成球造成返出槽內堵塞。此外，返出鑽井液中形成的泥球都是在返出槽底部滾動並逐漸變大，因此設置攪拌棍的下端與槽體底部之間的距離為5～10cm，從而對底部的泥球進行破碎分割；同時，該距離若小於5cm，可能會阻隔井壁掉塊的正常流動，而該距離大於10cm，對泥球的破碎效果則不佳，因此優選該距離在5～10cm之間，使用者可以根據地層坍塌情況、泥質膠結情況自行在本範圍內進行選擇。此外，為了解決人力破碎巖屑體力消耗大的問題，本裝置還將位於板材上方的部分攪拌棍設置為蝸杆結構，蝸杆的軸線與攪拌棍的軸線共線，同時設置與所述蝸杆相嚙合的渦輪，由電機驅動渦輪轉動，從而通過控制電機啟動，即能夠控制渦輪轉動，從而帶動蝸杆沿攪拌棍的軸線進行轉動，使得攪拌棍通過電力進行轉動避免工人手動旋轉導致人力消耗過大的問題。由於電機需要固定在板材上以提供支撐，因此本結構中通過相互匹配的渦輪蝸杆結構，實現輸出的旋轉方向的換向。

進一步的，還包括控制所述電機的控制開關，所述控制開關設置在槽體外側壁。控制開關用於控制電機的開啟與關閉，將其設置在槽體的外側壁，便於工人操作控制，同時避免槽體內部所返出的鑽井液中可能存在的可燃氣體如天然氣等直接與控制開關接觸，造成電路接通或斷開時的安全隱患。

優選的，所述板材由雙相不鏽鋼製作而成。雙相不鏽鋼指鐵素體與奧氏體各約佔50％，一般較少相的含量最少也需要達到30％的不鏽鋼。雙相不鏽鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優於普通的奧氏體不鏽鋼，而由於鑽井液具有一定的酸鹼度，同時返出的鑽井液還會攜帶地層中的二氧化硫、硫化氫、二氧化碳等腐蝕性氣體，因此使用雙相不鏽鋼製作板材，能夠極大的提高板材的抗腐蝕能力，提高板材與返出鑽井液的契合度，提高本裝置的使用壽命。

優選的，所述轉盤與攪拌棍焊接。以確保轉盤與攪拌棍之間的連接穩固，確保攪拌棍隨著轉盤的轉動而進行旋轉。

優選的，所述攪拌棍由雙相不鏽鋼製作而成。提高攪拌棍的抗腐蝕能力，提高攪拌棍與返出鑽井液的契合度，提高本裝置的使用壽命。

優選的，所述板材通過螺栓連接在槽體上端。螺栓連接穩固可靠，確保板材在槽體上的連接穩固，同時也便於拆卸，便於對本裝置的安裝與更換。

優選的，所述凸起垂直於攪拌棍的軸線。使得凸起具有最大的延伸長度，從而具有更大的巖屑破碎面積，提供更大的巖屑破碎能力。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，在返流槽的槽體上方架設板材，使板材橫跨在返流槽上，攪拌棍從板材中心的圓形通孔中穿過，攪拌棍上固定連接轉盤，轉盤套設在攪拌棍上，，轉盤位於板材上方，且轉盤下表面的滾輪均位於凹槽內，因此使得轉盤能夠在滾輪作用下進行轉動，從而帶動攪拌棍進行轉動。攪拌棍轉動過程中，其位於板材下方的部分即能夠對返流槽內進行攪動。由於位於板材下方的攪拌棍表面還固定有若干杆狀的凸起，因此隨著攪拌棍的轉動，即能夠帶動凸起轉動，從而對返流槽內堆積的巖屑進行破碎與分割，使得巖屑被破碎為較小的結構，從而便於隨著鑽井液的返出而流走，避免巖屑堆積成球造成返出槽內堵塞。

2、本發明自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，設置攪拌棍的下端與槽體底部之間的距離為5～10cm，從而對底部的泥球進行破碎分割；同時，該距離若小於5cm，可能會阻隔井壁掉塊的正常流動，而該距離大於10cm，對泥球的破碎效果則不佳，因此優選該距離在5～10cm之間，使用者可以根據地層坍塌情況、泥質膠結情況自行在本範圍內進行選擇。

3、本發明自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，將位於板材上方的部分攪拌棍設置為蝸杆結構，蝸杆的軸線與攪拌棍的軸線共線，同時設置與所述蝸杆相嚙合的渦輪，由電機驅動渦輪轉動，從而通過控制電機啟動，帶動蝸杆沿攪拌棍的軸線進行轉動，使得攪拌棍通過電力進行轉動避免工人手動旋轉導致人力消耗過大的問題。

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為本發明具體實施例的結構示意圖；

圖2為本發明具體實施例中板材的俯視圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-槽體，2-板材，3-通孔，4-凹槽，5-攪拌棍，51-蝸杆，6-轉盤，7-滾輪，8-凸起，9-螺栓，10-電機，11-渦輪，12-控制開關。

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1：

如圖1與圖2所示的自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，包括槽體1，在槽體1上端架設橫跨槽體1的板材2，板材2中心開設圓形的通孔3、以及圓環狀的凹槽4，所述凹槽4與通孔3同心，且通孔3位於凹槽4的圓環內部；還包括穿過所述通孔3的攪拌棍5，攪拌棍5的下端與槽體1底部之間的距離為5～10cm；所述攪拌棍5上套設有圓盤狀的轉盤6，轉盤6與攪拌棍5固定連接；所述轉盤6的上下表面均垂直於攪拌棍5的軸線，且轉盤6的下表面設置N個滾輪7，N個滾輪7環形均勻分布，所述轉盤6位於板材2上方，且N個滾輪7均位於所述凹槽4內，其中N為大於等於2的整數；位於板材2下方的攪拌棍5表面還固定有若干杆狀的凸起8；位於板材2上方的部分攪拌棍5設置為蝸杆51，所述蝸杆51的軸線與攪拌棍5的軸線共線；板材2上表面固定電機10，電機10的驅動端固定連接渦輪11，所述渦輪11與蝸杆51相匹配且嚙合。還包括控制所述電機10的控制開關12，所述控制開關12設置在槽體1外側壁。所述轉盤6與攪拌棍5焊接。所述攪拌棍5由雙相不鏽鋼製作而成。所述板材2通過螺栓9連接在槽體1上端。所述凸起8垂直於攪拌棍5的軸線。所述板材2由雙相不鏽鋼製作而成。本發明在返流槽的槽體1上方架設板材2，使板材2橫跨在返流槽上，攪拌棍5從板材2中心的圓形通孔3中穿過，即攪拌棍5一端位於板材2上方、另一端位於板材2下方，攪拌棍5上固定連接轉盤6，轉盤6套設在攪拌棍5上，即是轉盤6位於攪拌棍5中段位置，轉盤6位於板材2上方，且轉盤6下表面的滾輪7均位於凹槽4內，因此使得轉盤6能夠在滾輪7作用下進行轉動，從而帶動攪拌棍5進行轉動。攪拌棍5轉動過程中，其位於板材2下方的部分即能夠對返流槽內進行攪動。通過控制電機10啟動，帶動蝸杆51沿攪拌棍5的軸線進行轉動，使得攪拌棍5通過電力進行轉動避免工人手動旋轉導致人力消耗過大的問題。由於位於板材2下方的攪拌棍5表面還固定有若干杆狀的凸起8，因此隨著攪拌棍5的轉動，即能夠帶動凸起8轉動，從而對返流槽內堆積的巖屑進行破碎與分割，使得巖屑被破碎為較小的結構，從而便於隨著鑽井液的返出而流走，避免巖屑堆積成球造成返出槽內堵塞。此外，返出鑽井液中形成的泥球都是在返出槽底部滾動並逐漸變大，因此設置攪拌棍5的下端與槽體1底部之間的距離為5～10cm，從而對底部的泥球進行破碎分割；同時，該距離若小於5cm，可能會阻隔井壁掉塊的正常流動，而該距離大於10cm，對泥球的破碎效果則不佳，因此優選該距離在5～10cm之間，使用者可以根據地層坍塌情況、泥質膠結情況自行在本範圍內進行選擇。

實施例2：

如圖1與圖2所示的自動破碎內部沉積巖屑的鑽完井液返流槽，在實施例1的基礎上，針對返出鑽井液中有直徑在5～8cm的井壁掉塊，因此設置攪拌棍5的下端與槽體1底部之間的距離為10cm。

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。