经改进的气动脱气器组件制造技术

本发明专利技术公开了脱气器组件、系统和方法，包括气动脱气器组件，所述气动脱气器组件包括：脱气器，所述脱气器具有带密封件以抑制环境空气侵入的驱动轴；以及空气马达，所述空气马达具有将所述驱动轴驱动的马达轴。所述马达轴不同于所述驱动轴或整合至所述驱动轴，并且所述空气马达被定位成引导所述马达轴周围的泄漏空气远离所述密封件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】经改进的气动脱气器组件相关申请的交叉引用本申请要求由马修?海?亨德森(Matthew Hay Henderson)、查尔斯?卡特勒?布雷顿(Charles Cutler Britton)以及尼尔?帕特里克.施耐德(Neil Patrick Schexnaider)于2013年12月10日提交的名称为“经改进的气动脱气器组件(Improved Air-DrivenDegasser Assembly) ”的非临时美国申请第14/101，608号的优先权，所述申请要求由马修.海.亨德森、查尔斯.卡特勒.布雷顿以及尼尔.帕特里克.施耐德提交的名称为“脱气器空气马达分离式安装(Degasser Air Motor Separated Mounting) ”于 2013 年 5 月 20日的临时美国申请第61/825，280号的优先权，所述申请以引用方式并入本文。
技术介绍
由于对油气的需求持续增加，油田操作人员已不得不将井钻探得越来越深，以便满足这个需求。使得此类深井行得通的钻探操作的要素之一是钻探流体。钻探流体或“浆”通常向下注入到钻管中、穿过钻头、沿着钻孔壁与钻管外部之间所形成的环带中的钻孔向上返回。流体润滑并且冷却钻头、控制钻孔压力、使钻孔壁稳定，并将钻肩向上运送远离钻孔底部。流体通常在闭合环路中流动，其中流体在重新注入到钻孔前被过滤以去除切肩以及其它杂质。随着钻探的进行，来自周围地层的气体可释放到钻探流体中，从而在流体内形成气泡。操作人员有时会将气体从流体中分离出来，以测量和分析存在于所提取的样本气体中的碳氢化合物。这种分离由马达驱动的钻探流体脱气器来执行。由于存在可燃气体，因此通常使用空气马达而非更昂贵的防爆电动马达来驱动脱气器。此类马达通常直接安装至脱气器，以便减少脱气器/马达组件所需要的空间的量，减小组件操作所产生的振动水平，并且减少组件部件的数目。由于在高压下和/或以高流率驱动，空气马达通常发生泄漏，从而允许空气从围绕输出轴的密封件逸出。如果轴表面因碎肩或不充分的润滑而磨损，那么这种空气泄漏会增加。虽然对于空气马达而言这种泄漏被视为正常的，但是本专利技术人已观察到，当空气马达将脱气器驱动时，它们会显现出明显缺点。由于马达直接安装至脱气器腔室，因此空气可以从马达泄漏至脱气器腔室中，在这里空气与所提取的样本气体混合。这样添加未知量的空气使所提取的样本气体稀释不确定量。另外，由于用来将空气马达驱动的空气与润滑油混合，因此会发生另外污染，并会加重气流内的碳氢化合物的测量产生的误差。使问题进一步加剧的是，直接安装马达使操作和维护人员无法检测泄漏，直到拆卸下脱气器才可进行检测，并且测试马达轴的泄漏。虽然已早就认识到这些问题，但是现有的脱气器设计的固有局限性已经阻止开发实际可行的解决方案。【附图说明】因此，本文中公开了一种新颖的脱气器驱动配置，所述脱气器驱动配置隔离脱气器密封件以免侵犯空气马达泄漏。在附图中:图1示出说明性的钻探环境。图2示出说明性的空气马达和脱气器腔室组件。图3A和图3B示出替代性的气动脱气器组件。图4示出说明性的脱气方法的流程图。应理解，图式以及对应【具体实施方式】不限制本专利技术，相反，它们提供用来理解在所附权利要求书的范围内的所有修改、等效型式以及替代型式的基础。【具体实施方式】当在说明性的使用背景中描述时，所公开的系统得到最佳的理解。因此，图1示出说明性的钻探环境。钻探平台2支撑井架4，所述井架具有用于使钻柱8升高和降低的游车(traveling block)6。在钻柱8经由转台12降低时，钻杆10支撑所述钻柱。钻头14是由井底马达驱动，和/或是由钻柱8的旋转驱动。当钻头14旋转时，它产生穿过各种地层18的钻孔16。栗20使钻探流体循环穿过供给管道22到达钻杆10、井下穿过钻柱8的内部、穿过钻头14中的孔口、经由钻柱8周围的环带而返回至地表、穿过脱气器组件200并进入到保留凹坑24中。钻探流体将切肩从钻孔运输到凹坑24中，并有助于维持钻孔的完整性。如图1中所示出，离开钻孔16的钻探流体流经脱气器组件200，在所述脱气器组件中，钻探流体中夹带的气体被分离出来，以供进行测量。图2示出脱气器组件200的说明性实施例。压缩空气流入到空气马达202中，所述空气马达将脱气器驱动(例如，驱动大气脱气器的叶轮)。空气马达202被安装成使其与脱气器上腔室214的端部间隔开来，以在马达与脱气器之间留下气隙201，泄漏空气206被释放到所述气隙中。联接器208将空气马达轴210联接至脱气器轴216，所述脱气器轴延伸到脱气器下腔室220中。在空气马达202与脱气器上腔室214之间的气隙201内的轴段和联接器被护罩204 (例如，筛网或通气盖)包围，所述护罩遮蔽暴露的旋转部件，同时也保护在附近工作的人员。在至少一些说明性的实施例中，空气马达202与脱气器组件200之间的间距为至少5厘米。如可以从图2中看出，当泄漏空气206逸出空气马达202时，空气越过围绕轴210的密封件而泄漏到护罩204后方的空间中，并且穿过护罩中的小孔。以此方式，泄漏空气206被释放到围绕脱气器组件200的空气中而非脱气器中。在至少一些情况下，泄漏空气206仍可以采用定向气流形式，如果允许定向气流撞击在脱气器轴密封件212上，那么其仍会潜在地强迫空气越过密封件212并且污染在脱气器中的空气。为了帮助防止这种情况，在至少一些说明性的实施例中，分流器沿轴210和/或轴216定位，以中断和/或重新引导泄漏空气206。在图2的实例中，联接器208可进一步操作为所述分流器，从而引导泄漏空气206远离脱气器组件200的脱气器轴密封件212。在其它说明性的实施例中，专用分流器附接至所述轴中的至少一者，并经成形以引导泄漏空气远离脱气器轴密封件212。此类分流器可形成为多个形状中的任何形状，包括但不限于圆柱形或棱镜形，这些形状中的任一者均可为渐缩的。对于非渐缩型分流器来说(诸如，图2的联接器208)，面向空气马达的一端处的平坦表面中断和/或重新引导空气206。对于渐缩型分流器来说，分流器的直径随着沿轴与空气马达202的距离的增加而增加，从而在空气沿轴移动时致使分流器的侧部重新引导泄漏空气206远离脱气器轴密封件212。在至少一些说明性的实施例中，分流器的最大直径为轴的直径的至少两倍。分流器可由多种不同材料中的任一者构建而成，但优选地，所用材料类似轴的材料(例如，不锈钢)，所述材料可抵抗在钻探操作期间与既从表面引入又从井下提取出当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动脱气器组件，所述气动脱气器组件包括：脱气器，所述脱气器具有带密封件以抑制环境空气侵入的驱动轴；以及空气马达，所述空气马达具有将所述驱动轴驱动的马达轴，其中所述马达轴不同于所述驱动轴或整合至所述驱动轴，并且其中所述空气马达被定位成引导所述马达轴周围的泄漏空气远离所述密封件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·亨德森，C·C·布里顿，N·P·舍科斯奈德，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US