流体的混合方法及系统技术方案

一种用于混合流体的系统包括：至少两个压力容器，与所述至少两个压力容器中的至少一个流体连通的配料斗，与所述配料斗流体连通的混合器以及与所述混合器流体连通的流体管路。一种混合流体的自动方法包括：测量钻机流体系统中的流体的特性；将内容物从钻机存储容器传输至配料斗；将内容物从所述配料斗传输至混合器；基于测量的特性，确定要加入钻机流体系统中的流体流的内容物的量；以及将确定量的内容物在混合器中与来自钻机流体系统的流体流相混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体的混合方法及系统
技术介绍
在钻井领域，钻头被用来向地壳中钻进数千英尺。钻机通常包含在钻井平台上方延伸的铁架塔。在钻井操作中，钻杆的接头首尾相连后，所述铁架塔支撑接头。由于钻头被往地下深压，因此更多的钻杆接头被用于不断延长的“柱”或“钻柱”，因此所述钻柱通常包括多个钻杆接头。 “钻井泥浆”流体被从钻井平台泵送，通过钻杆，然后到达钻杆下端或末端处支撑的钻头。所述钻井泥浆为钻头提供润滑，并把钻井中由于钻头向下钻进所产生的钻屑带走。钻屑在钻井泥浆的回流流中被带走，经过井中环空，回到地面上的钻井平台。当所述钻井泥浆到达平台后，会被本领域中熟知的作为钻井岩屑或钻孔岩屑的小块的页岩和岩石污染。一旦钻井岩屑、钻井泥浆和其他的废弃物到达平台，通常使用“泥浆振动筛”将钻井泥浆从钻孔岩屑中除去，以便可以重复利用所述钻井泥浆。剩下的钻孔岩屑、废弃物和钻井泥浆残渣接着被运送到保持槽以进行弃置。在一些情形下，例如一些特定类型的钻井泥浆，钻井泥浆可能不被重复利用，也必须进行处理。通常，未循环使用的钻井泥浆以通过容器运送至处理地点的方式相对于钻孔岩屑及其他废弃物单独进行处理。 钻井流体在钻井地点被混合，且还可以包括不同的添加剂。所述添加剂可以通过袋子被运送至钻井地点，然后打开袋子，袋子中的内容物被加入到基础流体(例如水、油或合成基础流体)中。
技术实现思路
一方面，本文公开的实施例涉及一种用于混合流体的系统，所述系统包括:至少两个压力容器；与所述至少两个压力容器中的至少一个流体连通的配料斗；与所述配料斗流体连通的混合器；和与所述混合器流体连通的流体管路。 另一方面，本文公开的实施例涉及一种混合流体的方法，所述方法包括:提供从至少两个压力容器至配料斗的内容物流；确定从所述至少两个压力容器传输至所述配料斗的内容物的质量；测量流经流体管路的流体的特性，其中，所述流体管路与所述配料斗流体连通；以及从所述配料斗传输某一体积的内容物至混合器，其中，传输的体积基于测量出的流体的特性而调节。 又一方面，本文公开的实施例涉及一种用于混合流体的系统，所述系统包括:设置在井场的第一位置处的第一压力容器；设置在井场的第二位置处的第二压力容器；配料斗，其与所述第一和第二压力容器中的至少一个流体连通；螺旋推运器，其设置于所述配料斗的末端处，并与所述配料斗流体连通；以及混合器，与所述螺旋推运器流体连通。 再一方面，本文公开的实施例涉及一种混合流体的自动方法，所述方法包括:测量钻机流体系统中的流体的特性；将内容物从钻机存储容器传输至配料斗；将内容物从所述配料斗传输至混合器；基于测量的特性，确定要加入钻机流体系统中的流体流的内容物的量；以及将确定量的内容物在混合器中与来自钻机流体系统的流体流相混合。 提供这个
技术实现思路
部分，用于选择性地介绍一系列概念，该概念在下文详细的说明书中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。 【附图说明】 图1是根据本公开的实施例的混合系统的示意图。 图2是根据本公开的实施例的混合系统的示意图。 图3是根据本公开的实施例的混合系统的示意图。 图4-6是根据本公开的实施例的压力容器的不同视图。 图7A、7B和图8是根据本公开的实施例的混合器的不同视图。 图9和图10是根据本公开的实施例的流体混合方法的流程图。 图11是根据本公开的实施例的计算机系统的示意图。 【具体实施方式】 一方面，本文公开的实施例总体涉及用于混合流体的系统和方法。更具体地，本文公开的实施例涉及用于在钻井位置混合流体的系统和方法。仍然更具体地，本文公开的实施例涉及用于在钻井位置混合钻井流体和固井流体的系统和方法。 在钻井位置，在钻井和接下来的井孔操作、例如固井、修井、钻屑回注和类似的操作中，多种流体被混合。所述流体的组成根据所进行的操作的类型可以不同，正因为如此，所述流体在使用前，基础流体中可以加入不同的流体添加剂或者流体内容物。流体添加剂的例子可包括例如重晶石、膨润土、碳酸钙和其他可以用来调节一种或多种流体特性的添加剂。通过使用流体添加剂可以调节的能测量的流体特性的例子包括黏度/流变、pH、密度、凝胶强度、API滤失量(API fluid loss)和电稳定性。基础流体的例子包括水基流体、油基流体和合成物基流体。 向井场传送或在井场处传送流体添加剂可能会经常导致加入混合器中以形成特殊流体的多个重袋的添加剂的传送。这样的操作通常使用人工操作方法，造成了操作工人的健康和安全问题。可替换地，机械式袋切割机器可以用来提高操作速度，但是具有相当大的成本和空间需求。 混合系统 参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合系统100的示意图。在此实施例中，多个压力容器110被置于钻井位置处。如图所示，多个压力容器110被设置为一个在另一个上部；然而在替代的实施例中，多个压力容器110也可以被设置为一个紧挨着另一个而形成并排的结构，或者被置于井场的不同地点。压力容器110的操作将在下文中详细说明。通常，压力容器110是被构造成用于保持流体添加剂内容物的容器，并通过气动转移推动所述内容物转移。正因为如此，压力容器110可以与一个或多个空气压缩机(未示出)流体地连接。本领域技术人员应该理解，在一些实施例中，压力容器110可以与作为钻机基本设备的一部分的空气压缩机流体相连，而在其他一些实施例中，可使用附加的空气压缩机。 压力容器110与配料斗120通过流体导管130流体地连接。流体导管130可以包括各种能够允许内容物从压力容器110气动传输到配料斗120的管道系统。配料斗120是被配置为用来接收并保持一定量的内容物的容器。根据混合操作的需求，可以改变配料斗的容量。例如，在一些实施例中，配料斗120的容量可以大概是4.0m3，而在其他的实例中，所述容量可以是大约1.5m3或0.5m3。本领域技术人员应该理解，配料斗120的具体容量可以基于被混合的钻井流体的量和加入所述流体中的流体添加剂的量而改变。如果较少量的流体被混合或者相对较少的添加剂被加入所述流体中，配料斗120可以相对较小。 配料斗120与质量测量装置140耦合，在本实施例中，所述质量测量装置是多个称重传感器。所述称重传感器配置为以任何给定时间间隔计算配料斗120内的内容物的质量。因此，当内容物从压力容器110传输至配料斗120时，质量测量装置140可以基本连续地计算配料斗中的内容物的重量。在其他的实施例中，质量测量装置140可以仅用于进行累计质量测量。 混合系统100进一步包括混合器150，其置于配料斗120下方。混合器150可以是能混合固体流体添加剂至流体中的任何类型的混合器。在一个实施例中，混合器150可包括剪切混合器、静态混合器和/或动态混合器。在一些实施例中，高剪切动态混合器(例如这里示出的流体连续混合器)可以提供高效的、无气泡的自泵混合，以进一步使流体添加剂在基础流体内均匀分散。 混合器150从流体管路160接收基础流体流。混合器将接收自配料斗120的内容物引入接收自流体管路160的流体流中，并且产生的流体进入到井场处的主动流体系统(未示出)中。 在一些实施例中，例如在图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合流体的系统，所述系统包括：至少两个压力容器；与所述至少两个压力容器中的至少一个流体连通的配料斗；与所述配料斗流体连通的混合器；以及与所述混合器流体连通的流体管路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 US 61/561,4541.一种用于混合流体的系统，所述系统包括: 至少两个压力容器； 与所述至少两个压力容器中的至少一个流体连通的配料斗； 与所述配料斗流体连通的混合器；以及 与所述混合器流体连通的流体管路。2.如权利要求1所述的系统，至少进一步包括第二配料斗，其中，所述配料斗与所述至少两个压力容器中的一个流体连通，且所述第二配料斗与所述至少两个压力容器中的第二个流体连通。3.如任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述配料斗包括设置于配料斗的末端处的螺旋推运器。4.如任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述配料斗可操作地连接于质量测量装置。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述质量测量装置被配置为用于计算配料斗中的内容物的质量。6.如权利要求4或5所述的系统，其中，所述质量测量装置可操作地连接于人机接口。7.如权利要求6所 述的系统，其中，源自所述配料斗的内容物流通过人机接口控制。8.一种混合流体的方法，所述方法包括: 提供从至少两个压力容器至配料斗的内容物流； 确定从所述至少两个压力容器传输至所述配料斗的内容物的质量； 测量流经流体管路的流体的特性，其中，所述流体管路与所述配料斗流体连通；以及从所述配料斗传输某一体积的内容物至混合器，其中，传输的体积基于测量出的流体的特性而调节。9.如权利要求8所述的方法，进一步包括确定用于所述内容物的空气流速率。10.如权利要求8或9所述的方法，其中，通过调节设置于所述配料斗和所述混合器之间的螺旋推运器的速度来控制所述传输。11.如权利要求8-10中任一项所述的方法，其中，所述提供进一步包括:从所述至少两个压力容器提供至少两种内容物至配料斗，其中，所述至少两种内容物依次或同时被提供至...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·劳德，D·克内佩尔，G·M·洛根，
申请(专利权)人：MI有限公司，MI钻井液英国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US