鑽井液輸送裝置的製作方法

2023-07-07 12:11:46

專利名稱：鑽井液輸送裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑽井液固相控制技術領域，具體是一種鑽井液輸送裝置。
背景技術：
鑽井液被稱為鑽井的血液，它的主要作用是清除並懸浮井底巖屑，攜帶 至地面使其進行沉降；冷卻鑽頭及鑽具；形成低滲透泥餅並覆蓋井壁；控制地 層壓力；承受部分套管和鑽具的重量等。鑽井液固相控制系統的功能是實現鑽 井液的淨化、配製、貯存、循環，包括鑽井液淨化系統、鑽井液輸送裝置、地 面管匯。鑽井液從井口返出後經鑽井液淨化系統處理，然後進入鑽井液輸送裝 置。鑽井液輸送裝置是向鑽井液內加入必要的添加劑如加重材料、化學處理劑 等以改善其性能，如粘度、比重、酸鹼度、泥含餅量等；同時通過鑽井泵將合 格的鑽井液增壓送入地面管匯，再通過鑽具進入井底。根據需要，還將鑽井液 增壓後輸送給固井泵、補給罐、鑽井液槍等鑽井輔助設備或設施。
圖1所示為現有技術鑽井液輸送裝置流程示意圖，鑽井液輸送裝置一般是 由若千鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld、兩臺鑽井泵2、 3、分別為兩臺鑽井泵提供 一定排量和壓力鑽井液的兩臺灌注泵4、 5、 一臺配藥泵6及配套的配藥漏鬥8、 一臺加重泵7及配套的加重漏鬥9及連接上述設備的管線、閥門及其他附件構 成。鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld分別為配藥罐、兩個鑽井液吸入罐、加重罐。 系統還包括安裝在鑽井液貯罐內的若干鑽井液槍10-1 10-5，還包括用於向井 內灌注泥漿與水泥混合物，以固定外層井壁或技術套管的固井泵，還包括儲存 鑽井液用於灌注到井內來平衡地層壓力的補給罐等鑽機輔助設備或設施；還包 括向上述鑽機輔助設備或設施輸送鑽井液的若干輸出管線16、 17、 18，從而實
現對鑽井液加壓輸送、配製、貯存功能。按功能單元分，鑽井液輸送裝置包括
鑽井液加壓輸送單元I:灌注泵4、 5的吸入口、鑽井泵2、 3的吸入口共同連 接在低壓鑽井液吸入主管線11上，灌注泵4、 5的排出口分別與鑽井泵2、 3的 吸入口通過閥門及管線連接，低壓鑽井液吸入主管線11與每個鑽井液貯罐均通 過閥門控制接通，兩臺鑽井泵2、 3的排出口通過管線20、 21連接於地面管匯 進口。鑽井液配製單元配藥泵6和加重泵7的吸入口通過一共用管線連接在
加重配藥吸入主管線12上，但配藥泵6與加重泵7的排出管線各自獨立，分別 連接配藥漏鬥8、加重漏鬥9，配藥漏鬥8、加重漏鬥9出口分別通過閥門及管 線與各鑽井液貯罐連接，在進入各鑽井液貯罐的分管線上安裝有控制閥門 23-1 23-4、 24-1 244。倒罐作業是指根據鑽井液輸送裝置工藝的需要，在幾 個鑽井液貯罐之間進行鑽井液調配。 一般利用配藥泵6或加重泵7作為增壓泵 進行，將加重處理後或配藥處理後的鑽井液倒入其它鑽井液貯罐。鑽井液加壓輸送單元II:輸送至固井泵、補給罐、鑽井液槍等鑽井輔助設備或設施的若干輸出管線17、 18、 16均通過主管線15連接於加重泵排出管線上。各鑽井液貯 罐單獨設有清洗時的排汙管路。來自鑽井液淨化系統的鑽井液進入鑽井液輸送 裝置時，通過各鑽井液貯罐的分管線的上的閥門22-1 22-4，控制進入各鑽井 液貯罐的鑽井液量。
上述現有技術鑽井液輸送裝置由於各功能單元均為單管路設計，且鑽井液 加壓輸送單元I和鑽井液配製單元在管線設計上各自獨立，不能互用，因此存在兩方面的缺點
1、 鑽井液配製單元只能單獨進行配藥處理、加重處理、倒罐作業的一般工 藝過程，而不能實現配藥處理、加重處理同時進行或配藥處理、倒罐作業同時 進行或加重處理、倒罐作業同時進行的複雜工況下工藝過程。而隨著鑽井風險 安全防患意識的提高以及適應鑽井效益最大化要求，對鑽井液輸送裝置的工作 效率、工作效果也提出了較高要求。此外，對於處理複雜地層鑽井工藝的要求 也日益提高，例如對於井漏嚴重、地層壓力複雜的鑽井，要求鑽井泵輸送、配 藥處理、加重處理同時進行，或鑽井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒罐作業 同時進行，或灌注泵、加重泵、配藥泵等同時用作配藥處理或加重處理。為此 對鑽井液輸送裝置的設計在提高工作效率、工作效果和滿足複雜工況工藝過程 方面提出了更高要求。而現有技術不能滿足這些要求。
2、 由於各功能單元均為單管路設計，各工藝流程中鑽井液輸送或配製只有 唯一線路，因此，當設備、管線、闔門故障維修或更換時，由於無備用設備及 管線，造成停止作業，增加經濟損失和設備安全生產隱患。對井場配件供應困 難的鑽井場所，損失尤其嚴重。例如，鑽井泵吸入管線即低壓鑽井液吸入主管 線故障需要維修，造成鑽井液輸送不能進行。另外，雖然加重泵、配藥泵、灌 注泵為相同類型的設備，但由於單管路的設計，這些設備之間在故障時也不能
互用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種鑽井液輸送裝置，能實現各功能單元均為雙 管路設計，可滿足鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理同時進行，或者鑽井泵輸 送、配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同 時用作配藥處理或加重處理，可提高工作效率、工作效果，滿足井漏嚴重等復 雜工況下的鑽井液輸送要求，並且各功能單元均具有備用管路，相同類型的設 備可互為備用。
本實用新型的技術方案是 一種鑽井液輸送裝置，用於貯存、配製、輸送 鑽井液，包括
若干鑽井液貯罐；
鑽井液加壓輸送單元I ，包括若干臺鑽井泵、與每臺鑽井泵對應配套的為 鑽井泵提供一定排量和壓力鑽井液的若干灌注泵、低壓鑽井液吸入主管線、高 壓鑽井液排出管線，鑽井泵吸入口、灌注泵吸入口通過閥門及管線與低壓鑽井 液吸入主管線連接，鑽井泵排出口連接高壓鑽井液排出管線，灌注泵排出口通 過閥門及管線與鑽井泵吸入口連接，低壓鑽井液吸入主管線分別通過閥門及管 線與各鑽井液貯罐連接，高壓鑽井液排出管線接入地面管匯；
鑽井液配製單元，用於在鑽井液中加入添加劑配置鑽井液，包括一配藥泵、 與該配藥泵配套連接的配藥漏鬥、 一加重泵、與該加重泵配套連接的加重漏鬥、 加重配藥吸入主管線、連接在配藥漏鬥排出口和各鑽井液貯罐間的配藥排出管 線、連接在加重漏鬥排出口和各鑽井液貯罐間的加重排出管線，加重配藥吸入 主管線分別通過閥門及管線與各鑽井液貯罐連接，配藥泵吸入加、重泵吸入口 口與加重配藥吸入主管線連接；
鑽井液加壓輸送單元II，包括將增壓後的鑽井液輸送到固井泵、補給罐、 鑽井液槍等鑽井輔助設備或設施的若干輸送管線；
其特徵在於
所述鑽井泵吸入口和相配套的灌注泵吸入口還通過閥門及管線與加重配藥 吸入主管線連接；所述若干臺灌注泵排出口閥門的排出口管線之間通過閥門及 管線連接；
所述配藥泵吸入口、加重泵吸入口分別通過閥門及各自獨立的管線與加重 配藥吸入主管線連接；所述配藥泵吸入口和加重泵吸入口還分別通過閥門及管 線與低壓鑽井液吸入主管線連接；所述鑽井液配製單元還包括兩條加重配藥排 出主管線，所述配藥泵排出口通過一對閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主 管線連接，所述加重泵排出口通過一對閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主 管線連接，所述配藥漏鬥吸入口與一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接， 所述加重漏鬥吸入口與另一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接；所述加重配藥吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、加重泵吸入口管線的連 接口之間設有閥門，或所述低壓鑽井液吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、鑽 井泵吸入口管線的連接口之間設有閥門。
所述鑽井泵為兩臺，相應配套的灌注泵為兩臺。
所述兩條加重配藥排出主管線的一端分別通過一對閥門及管線與兩臺鑽井 泵吸入口連接，所述兩條加重配藥排出主管線的另一端之間串接兩個閥門，該兩個閥門之間連接一主管線，所述鑽井液加壓輸送單元n中的若干輸出管線的前端連接於該主管線上。
所述加重配藥吸入主管線一端通過閥門及管線與鑽井液加壓輸送單元II中的一輸出管線接通。
有益效果本實用新型由於實現雙管路設計，在滿足一般工藝過程的單獨 進行鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理、倒罐作業的同時，通過閥門倒換還可 實現鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理同時進行，或鑽井泵輸送、配藥(或加 重)處理、倒罐作業同時進行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同時用作配藥處理 或加重處理的複雜工況下工藝過程，滿足了井漏嚴重、地層壓力複雜等鑽井工 藝要求。由於各功能單元均具有備用管路，並且相同類型的設備可互為備用， 在設備、管路及閥門需要維修、更換時，可不停止作業，通過閥門倒換，通過 另一管路來實現作業。解決了因設備、管線、閥門故障維修或更換時，由於無 備用設備及管線，造成停止作業，增加經濟損失和設備安全生產隱患的問題。


圖1是現有技術鑽井液輸送裝置流程示意圖。
圖2是本實用新型鑽井液輸送裝置流程示意圖。
圖3是圖2中鑽井液加壓輸送單元I放大示意圖。
圖4是圖2中鑽井液配製單元放大示意圖。
圖5是圖2中鑽井液加壓輸送單元II放大示意圖。
圖6是圖2中加重泵或配藥泵替代灌注泵工作時流程放大示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。
如圖2所示為石油鑽機鑽井液輸送裝置流程示意圖。來自鑽井液淨化系統 的鑽井液通過管線送入四個鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld，四個鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld依次作為配藥罐、吸入罐、吸入罐、加重罐，進入鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld的支管線上分別安裝有閥門22-1、 22-2、 22-3、 22-4，可根據需要 控制進入每個鑽井液貯罐的鑽井液量。
鑽井液加壓輸送單元I流程如圖2、圖3所示，具有兩臺鑽井泵2、 3，與 鑽井泵2、 3分別配套有灌注泵4、 5，鑽井泵2、灌注泵4的吸入口分別連接有 閥門2-l、 4-3,閥門2-l、 4-3的進口通過管線及閥門4-2、 4-1分別與低壓鑽井 液吸入主管線ll、加重配藥吸入主管線12連接，同樣，鑽井泵3、灌注泵5的 吸入口分別連接有閥門3-1、 5-3，閥門3-1、 5-3的進口通過管線及閥門5-2、 5-1 分別與低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12連接。灌注泵4的排 出口與鑽井泵2的吸入口之間連接有閥門4-4,灌注泵5的排出口與鑽井泵3的 吸入口之間連接有閥門5-4，閥門4-4、 5-4的出口之間通過管線連接有閥門4-5。 鑽井泵2、 3的排出口分別通過管線20、 21連接至地面高壓管匯。低壓鑽井液 吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12分別通過閥門11-1、 12-1及管線與鑽 井液貯罐la連接，分別通過閥門ll-2、 12-2及管線與鑽井液貯罐lb連接，分 別通過閥門11-3、 12-3及管線與鑽井液貯罐lc連接，分別通過閥門11-4、 12-4 及管線與鑽井液貯罐ld連接。
鑽井液配製單元流程如圖2、圖4所示，加重泵7吸入口分別通過閥門7-2、 7-1及管線與低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12連接，配藥泵 6吸入口分別通過闊門6-2、 6-1及管線與低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥 吸入主管線12連接，加重泵7排出口分別通過閥門7-3、 7-4及管線與加重配藥 排出主管線14、 13連接，加重配藥吸入主管線12上與配藥泵6管線、加重泵 7的吸入口管線的連接口之間安裝有閥門12-7。配藥泵6排出口分別通過閥門 6-3、 6-4及管線與加重配藥排出主管線14、 13連接；配藥漏鬥8的進口通過閥 門8-1及管線與加重配藥排出主管線13連接，加重漏鬥9的進口通過閥門9-1 及管線與加重配藥排出主管線14連接，配藥漏鬥8的出口通過閥門8-2及管線 與鑽井液jie罐la、 lb、 lc、 ld連接，進入鑽井液lt罐la、 lb、 lc、 ld的支管 線上分別安裝有閥門23-l、 23-2、 23-3、 23-4。加重漏鬥9的出口通過閥門9-2 及管線與鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld連接，進入鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld 的支管線上分別安裝有閥門24-l、 24-2、 24-3、 24-4。
如圖2所示，低壓鑽井液吸入主管線11上與配藥泵6吸入口管線、鑽井泵 2吸入口管管線的連接口之間安裝有閥門11-7。
鑽井液加壓輸送單元II流程如圖2、圖5所示，加重配藥排出主管線14'、 13之間串接閥門13-1、 14-1，閥門13-1、 14-1之間連接出一主管線15，通往固 井泵、排汙箱、補給罐、鑽井液槍10-1 10-5的鑽井輔助設備或設施的輸出管 線17、 19、 18、 16連接於主管線15上，輸出管線17、 19、 18、 16上分別連接 有閥門17-1、 19-1、 18-1、 16-1。鑽井液槍10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 10-5安裝 於鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld內，其數量根據需要確定，其前端安裝有閥門25-1、 25-2、 25-3、 25-4、 25-5。加重配藥吸入主管線12的末端通過閥門12-8及管線 與通往排汙箱的輸出管線19連接。利用配藥泵6或加重泵7作為增壓泵，實現 鑽井液的輸送。
加重泵或配藥泵替代灌注泵工作的流程如圖2、圖6所示，兩條加重配藥 排出主管線13、 14的另一端分別通過閥門2-2、 3-2及管線與兩臺鑽井泵2、 3 的吸入口連接。
工作原理及過程
一、如圖2、圖3所示，鑽井液加壓輸送單元I流程中
(1)由於兩臺鑽井泵、兩臺灌注泵的吸入口均與低壓鑽井液吸入主管線ll、加重配藥吸入主管線12通過閥門連接，因此使兩臺鑽井泵及兩臺灌注泵的工藝 流程具有雙管路，低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12可以互為 備用。當低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12中某一條管路出現 故障，需要維修時，可用另一種管路代替。例如正常情況下，鑽井泵2、 3工作 時，鑽井液的吸入通過低壓鑽井液吸入主管線ll，這時，分別打開閥門ll-2、11-3、 4-2、 5-2、及閥門2-l、 3-1即可。但當閥門11-2、 11-3需要同時更換時， 可關閉閥門4-2、 5-2，打開闊門12-2、 12-3、 5-1、 4-l及閥門2-l、 3-1，利用加重配藥吸入主管線12作為鑽井泵2、 3的吸入主管線。
當兩個鑽井液貯罐lb、 lc內鑽井液液面較低或鑽井液較稠時，採用柱塞泵 的鑽井泵2、 3可能無法吸入鑽井液，這時，打開灌注泵4、 5分別為鑽井泵2、 3吸入口注入鑽井液，由於灌注泵採用離心泵，其抽吸力大於鑽井泵。
當井底出現井漏等特殊情況需要大量鑽井液注入井內時，這時可同時打開 11-1、 11-2、 11-3、 11-4或12-1、 12-2、 12-3、 12-7、 12-4，鑽井泵2、 3通過低 壓鑽井液吸入主管線11或加重配藥吸入主管線12從四個鑽井液貯罐內同時吸 取鑽井液輸送井內。
(2)灌注泵4、5可以互為備用。當鑽井泵2、3隻有一臺工作時，可使用灌注泵4、5中的任意一臺為鑽井泵2或3進行灌注。例如，鑽井泵2不工作，灌注泵4為鑽井泵3服務，則需關閉閥門2-l、 3-1，關閉閥門5-3、5-4，打開4-3、4-4、4-5，則鑽井液從灌注泵4壓入鑽井泵3。這樣，當一臺灌注泵故障時，另 一臺可替代臨時工作。
二、如圖2、圖4所示，鑽井液配製單元流程中
(1)由於配藥泵6與加重泵7的吸入口均與低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12通過閥門及管線連接，因此使配藥泵6、加重泵7工作的工藝流程具有雙管路，不僅能實現單獨進行配藥處理、加重處理、倒罐作業，還可實現配藥處理、加重處理同時進行，或配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行。
a:單獨進行配藥處理或加重處理時，可使用加重泵7或配藥泵6中任意一臺。例如，配藥泵6用作加重泵時，關閉加重泵7吸入口閥門7-l、7-2及排出口闊門7-3、7-4，打開閥門12-7、12-4，打開配藥泵6吸入口閥門6-1、排出口閥門6-3及加重漏鬥吸入、排出口閥門9-l、9-2，配藥泵6從加重罐ld中吸入 鑽井液，經過加重漏鬥9處理後，返回加重罐ld中。
b:配藥處理、加重處理同時進行時，有以下三種工藝過程。
其一， 一般情況下，配藥泵6與加重泵7均從加重配藥吸入主管線12吸入。這時，關閉閥門12-7、7-2、7-4，打開閥門12-4、7-1、7-3、9-1、9-2、24-4，可實現加重處理。與此同時，關閉閥門6-2、6-3，打開12-1、6-1、6-4、8-1、8-2、23-1，可同時實現配藥處理。
其二，配藥泵6與加重泵7分別從低壓鑽井液吸入主管線11、加重配藥吸 入主管線12吸入。這時，關閉閥門6-l、 6-3，打開閥門11-1、 11-7、 6-2、 6-4、 8-1、 8-2、 23-1，可實現加藥處理。與此同時，關閉閥門12-7、 7-2、 7-4，打開 閥門12-4、 7-1、 7-3、 9-1、 9-2、 24-4，可同時實現加重處理。
其三，配藥泵6與加重泵7分別從加重配藥吸入主管線12、低壓鑽井液吸 入主管線ll吸入。這時，關閉閥門6-2、 6-3，打開12-1、 6-1、 6-4、 8-1、 8-2、
23- 1，可實現配藥處理。與此同時，關閉閥門7-l、 7-4，打開閥門ll-4、 7-2、 7-3、 9-1、 9-2、 24-4，可同時實現加重處理。
c:配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行。
倒罐作業是指根據鑽井液輸送裝置工藝的需要，在幾個鑽井液貯罐之間進 行鑽井液調配，例如把加重好的液體倒入其它罐時，可利用加重泵7作為增壓 泵，如果此時，不進行配藥，也可用配藥泵6作為增壓泵倒罐。把配好藥的液 體倒入其它罐時，可利用配藥泵6作為增壓泵，如果此時，不進行加重，也可 用加重泵7作為增壓泵倒罐。類似於上述b配藥處理、加重處理同時進行工藝 流程，配藥處理、倒罐作業或加重處理、倒罐作業同時進行時也有上述二種工 藝過程，不同之處是，倒罐時，通過閥門的切換，在倒罐作業中起到增壓輸送 作用的加重泵不只從加重罐中吸入，而可能從任一鑽井液貯罐中吸入，返回排 出時可至其他任一鑽井液貯罐。關於配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行 的工作過程在這時不再詳細描述。
(2) 由於配藥泵6與加重泵7的排出口均分別通過閥門及管線分別與兩條加 重配藥排出主管線14、 13連接，從而使配藥泵6和加重泵7可互為備用。當單 獨進行加重處理或配藥處理時，可使用配藥泵6與加重泵7中任一臺工作。例 如，當加重泵7出現故障，系統又需要進行加重處理時，關閉加重泵吸入及排 出口各閥門，關閉閥門6-2、 6-4、打開閥門12-4、 12-7、 6-1、 6-3、 9-1、 9-2、
24- 4，配藥泵6工作，可從加重罐ld內吸入鑽井液，加重處理後送回加重罐ld 內。
(3) 在特殊工藝環境下， 一臺鑽井泵使用的同時，如鑽井泵2正常吸入排出， 配藥泵6、加重泵7及另一臺泥漿泵3上的灌注泵5可同時參與配藥或加重處 理。如灌注泵5參與加重處理時，需關閉閥門5-2、 3-1，打開閥門12-4、 12-7、 5-1、 5-3、 5-4、 3-2、 9-1、 9-2、 24-4，灌注泵5工作，可從加重罐ld內吸入鑽井液，反向壓入加重配藥排出主管線14，通過加重漏鬥9加重處理後送回加重 罐Id內。
三、 如圖2、圖5所示，鑽井液加壓輸送單元II流程中
為固井泵、鑽井液槍、補給罐、排汙箱輸送鑽井液的輸出管線17、 16、 18、 19均通過主管線15、閥門13-1、 14-1分別與加重配藥排出主管線14、 13連接， 利用加重泵7或配藥泵6作為增壓泵，通過加重配藥排出主管線14、 13中任一 管線，可實現向固井泵、鑽井液槍、補給罐、排汙箱等鑽井輔助設施輸送鑽井 液，借用鑽井液配製單元的雙管路設計，實現了各輸送管線的雙管路設計， 同時利用加重泵和配藥泵互為備用功能，保證了各輸出管線正常工作，最大程 度上解決了管線或設備故障時造成停止作業的問題。由前述灌注泵可參與加重 處理可知，灌注泵具有替代加重泵或配藥泵工作的功能，可作為它們的備用泵。 因此特殊需要時，兩臺灌注泵也可作為增壓泵為固井泵、鑽井液槍、補給罐、 排汙箱等鑽井輔助設施輸送鑽井液。
以向鑽井液槍輸送鑽井液為例，說明鑽井液加壓輸送單元n的工作過程。
安裝於鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld內的鑽井液槍10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 10-5，
接受到增壓的鑽井液後，可對沉積在鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld底部的沉積物 進行衝刷並使之與鑽井液充分混合，在清罐時衝刷罐底部沉砂，以防止巖屑沉 積在鑽井液貯罐中。向鑽井液槍輸送鑽井液時，加重泵7或配藥泵6中任意一 臺工作，打開13-1或14-1，打開閥門16-1即可。同理，當需要向固井泵、補 給罐輸送鑽井液時，加重泵7、配藥泵6中任意一臺工作，打開閥門13-1或14-1， 打開閥門17-1、 18-1即可。當鑽井液貯罐la、 lb、 lc、 ld需要個別或全部排汙 清洗時，加重泵7或配藥泵6中任意一臺工作，打開閥門13-1或14-1，打開閥 門19-1，鑽井液貯罐內大部分汙水快速輸送到排汙箱，罐底剩餘的鑽井液可通 過打開加重配藥吸入主管線12末端的闊門12-8放出到排汙箱。若灌注泵4替 代加重泵7或配藥泵6作為增壓泵為補給罐輸送鑽井液，這時關閉2-l、 4-5， 打開4－3、 4-4、 2-2、 13-1、 18-1即可。
四、 如圖2、圖6所示，加重泵7或配藥泵6作為灌注泵的備用泵。反過 來灌注泵4、 5也可作為加重泵7或配藥泵6的備用泵。以加重泵7或配藥泵6 作為灌注泵的備用泵為例，當灌注泵4、 5中一臺或兩臺同時損壞時，可使用加 重泵7或配藥泵6單獨或同時用作灌注泵，打開閥門2-2可代替灌注泵4，打開閥門3-2可代替灌注泵5。借用鑽井液配製單元的雙管路設計，加重泵7或配藥 泵6作為灌注泵應用時也實現了雙管路設計，同時利用加重泵和配藥泵互為備 用功能，可使加重泵7或配藥泵6可用作任一臺灌注泵，最大程度上解決了管 線或設備故障時造成停止作業的問題。工作時，若加重泵7作為灌注泵為鑽井 泵2供鑽井液，加重泵7從低壓鑽井液吸入主管線11吸入，則需關閉閥門7-1、 7-3,打開11-2或11-3、打開閥門ll-7、 7-2、 7-4、 2-2即可。若配藥泵6作為 灌注泵為鑽井泵3供鑽井液，且配藥泵6從加重配藥吸入主管線12吸入，則需 關閉閥門6-2、 6-4，打開閥門12-2或12-3、打開閥門6-1、 6-3、 3-2即可。其 它情況不一一列舉。灌注泵4、 5作為加重泵7或配藥泵6的備用泵在前面已作 說明。
五、在前述配藥處理、加重處理同時進行的三種工藝過程的基礎上，實現
鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理同時進行的工藝過程如下
其一，如圖2所示， 一般情況下，配藥泵6與加重泵7均從加重配藥吸入 主管線12吸入。這時，這時，鑽井泵2、 3隻能從低壓鑽井液吸入主管線11吸 入，若從加重配藥吸入主管線12吸入，則與配藥吸入管線共管線，造成管路混 亂。鑽井泵2、 3工作時，同時打開閥門11-2、 11-3或只打開閥門11-2，或只打 幵閥門11-3，關閉閥門12-2、 12-3,關閉閥門4-l、 5-1,打開閥門4-2、 5-2、
2- 1、 3-1，鑽井泵2、 3分別通過低壓鑽井液吸入主管線11從鑽井液貯罐lb、 lc內同時或僅從鑽井液貯罐lb或僅從鑽井液貯罐lc吸入鑽井液工作。
其二，配藥泵6與加重泵7分別從低壓鑽井液吸入主管線U、加重配藥吸 入主管線12吸入。這時，需打開闊門ll-7，關閉閥門12-7，鑽井泵2、 3必須 從加重配藥吸入主管線12吸入，而不能從低壓鑽井液吸入主管線11吸入。若 從則低壓鑽井液吸入主管線11吸入，則造成與配藥吸入管線共管線，造成管路 混亂。鑽井泵2、 3工作時，同時打開閥門12-2、 12-3，或只打開12-2或只打 開12陽3，關閉閥門ll-2、 11-3,關閉閥門4-2、 5-2，打開閥門4-l、 5-1、 2-1、
3- 1，鑽井泵2、 3分別通過加重配藥吸入主管線12從鑽井液貯罐lb、 lc內同 時或僅從鑽井液貯罐lb或僅從鑽井液貯罐lc吸入鑽井液工作。
其三，配藥泵6與加重泵7分別從加重配藥吸入主管線12、低壓鑽井液吸 入主管線ll吸入。這時，需關閉闊門ll-7、閥門12-7，鑽井泵2、 3隻能從低 壓鑽井液吸入主管線11吸入，而不能從加重配藥吸入主管線12吸入。若從則
加重配藥吸入主管線12吸入，則造成與配藥吸入管線共管線，造成管路混亂。 鑽井泵2、 3工作時，同時打開闊門ll-2、 11-3，或只打開11-2或只打開11-3， 關閉閥門12-2、 12-3，鑽井泵2、 3工作時，關閉閥門4-l、 5-1，打開閥門4-2、 5-2、 2-1、 3-1，鑽井泵2、 3分別通過低壓鑽井液吸入主管線11從鑽井液貯罐 lb、 lc內同時或僅從鑽井液貯罐lb或僅從鑽井液貯罐lc吸入鑽井液工作。
六、在前述配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行時的三種工藝過程的 基礎上，可實現鑽井泵輸送、配藥處理、倒罐作業同時進行，這裡不再詳敘。
由上述可見，本實用新型由於運用雙管路設計，通過閥門切換，不僅能實 現單獨進行鑽井泵輸送、加重處理、配藥處理或倒罐作業，還能實現鑽井泵輸 送、配藥處理、加重處理同時進行，或鑽井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒 罐處理同時進行，或者配藥泵6、加重泵7及一臺灌注泵同時參與快速配製鑽 井液。同時，由於相同類別的設備藉助管路設計具有互為備用功能及雙管路設 計具有備用管路，解決了現有技術中由於設備維修及更換、管線維修造成停止 作業的問題。
權利要求1. 一種鑽井液輸送裝置，用於貯存、配製、輸送鑽井液，包括若干鑽井液貯罐；鑽井液加壓輸送單元I，包括若干臺鑽井泵、與每臺鑽井泵對應配套的為鑽井泵提供一定排量和壓力鑽井液的若干灌注泵、低壓鑽井液吸入主管線、高壓鑽井液排出管線，鑽井泵吸入口、灌注泵吸入口通過閥門及管線與低壓鑽井液吸入主管線連接，鑽井泵排出口連接高壓鑽井液排出管線，灌注泵排出口通過閥門及管線與鑽井泵吸入口連接，低壓鑽井液吸入主管線分別通過閥門及管線與各鑽井液貯罐連接，高壓鑽井液排出管線接入地面管匯；鑽井液配製單元，用於在鑽井液中加入添加劑配置鑽井液，包括一配藥泵、與該配藥泵配套連接的配藥漏鬥、一加重泵、與該加重泵配套連接的加重漏鬥、加重配藥吸入主管線、連接在配藥漏鬥排出口和各鑽井液貯罐間的配藥排出管線、連接在加重漏鬥排出口和各鑽井液貯罐間的加重排出管線，加重配藥吸入主管線分別通過閥門及管線與各鑽井液貯罐連接，配藥泵吸入加、重泵吸入口口與加重配藥吸入主管線連接；鑽井液加壓輸送單元II，包括將增壓後的鑽井液輸送到固井泵、補給罐、鑽井液槍等鑽井輔助設備或設施的若干輸送管線；其特徵在於所述鑽井泵吸入口和相配套的灌注泵吸入口還通過閥門及管線與加重配藥吸入主管線連接；所述若干臺灌注泵排出口閥門的排出口管線之間通過閥門及管線連接；所述配藥泵吸入口、加重泵吸入口分別通過閥門及各自獨立的管線與加重配藥吸入主管線連接；所述配藥泵吸入口和加重泵吸入口還分別通過閥門及管線與低壓鑽井液吸入主管線連接；所述鑽井液配製單元還包括兩條加重配藥排出主管線，所述配藥泵排出口通過一對閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主管線連接，所述加重泵排出口通過一對閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主管線連接，所述配藥漏鬥吸入口與一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接，所述加重漏鬥吸入口與另一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接；所述加重配藥吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、加重泵吸入口管線的連接口之間設有閥門，或所述低壓鑽井液吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、鑽井泵吸入口管線的連接口之間設有閥門。
2、 如權利要求1所述鑽井液輸送裝置，其特徵在於所述鑽井泵為兩臺， 相應配套的灌注泵為兩臺。
3、 如權利要求2所述鑽井液輸送裝置，其特徵在於所述兩條加重配藥排 出主管線的一端分別通過一對閥門及管線與兩臺鑽井泵吸入口連接，所述兩條 加重配藥排出主管線的另一端之間串接兩個閥門，該兩個閥門之間連接一主管線，所述鑽井液加壓輸送單元n中的若干輸出管線的前端連接於該主管線上。
4、 如權利要求3所述鑽井液輸送裝置，其特徵在於所述加重配藥吸入主管線一端通過閥門及管線與鑽井液加壓輸送單元n中的一輸出管線接通。
專利摘要本實用新型涉及鑽井液固相控制技術領域，具體是一種鑽井液輸送裝置。包括若干鑽井液貯罐、鑽井液加壓輸送單元I、鑽井液配製單元、鑽井液加壓輸送單元II，通過對各工藝單元進行雙管路設計，既可實現單獨進行鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理、倒罐作業的一般工藝過程，通過閥門倒換還可實現鑽井泵輸送、配藥處理、加重處理同時進行，或鑽井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒罐作業同時進行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同時用作配藥處理或加重處理的複雜工況下工藝過程。由於各功能單元均具有備用管路，並且相同類型的設備可互為備用，在設備、管路及閥門需要維修、更換時，可不停止作業，通過閥門倒換，通過另一管路來實現作業。
文檔編號E21B21/00GK201078203SQ20072007364
公開日2008年6月25日 申請日期2007年8月15日 優先權日2007年8月15日
發明者何軍國, 欣 劉, 應保連, 勇 張, 楊擁軍 申請人:南陽二機石油裝備(集團)有限公司