降温装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种降温装置，其包括：与井口相连通的容纳腔，容纳腔用于容纳从井口处流出的待冷却流体；以及换热器，换热器设置为能与容纳腔内的待冷却流体相接触，其中，在换热器内容纳有冷却液，冷却液能流入换热器并吸收待冷却流体的温度，并在吸收温度后流出换热器。使用这种降温装置能为返回到井口处的流体降温的装置。

Cooling device

The invention relates to a cooling device, which comprises: receiving cavity is connected with a wellhead, receiving cavities for receiving the outflow from the wellhead to the cooling fluid; and the heat exchanger is arranged to contact with the containing chamber to cooling fluid phase heat exchanger which, in the heat exchanger coolant capacity and the cooling liquid can flow into the heat exchanger and the absorption of the fluid to be cooled and the temperature, absorption temperature after heat exchanger outflow. A device for cooling a fluid returning to a well head by using such a cooling device.

【技术实现步骤摘要】
降温装置
本专利技术涉及钻井领域，特别是涉及一种降温装置。
技术介绍
地热是一种绿色、低碳且无污染的清洁能源，是可再生能源，并且具有储量巨大等特点，因此逐渐成为能源开发的热点。在对高温地热资源及干热岩资源进行开发的过程中，一旦进入热资源富集的地层，地层温度最低一般在150℃左右，普遍能达到200℃以上的高温。甚至在具有高品质的热资源的地层中，地层温度可达到500℃以上。在对这些地层进行钻井作业的过程中，地层会将热量传递给井内的流体(例如，钻井液)，由此使得该流体的温度大幅提升。在这种情况下，通过环空循环回到井口处的流体可能会具有超过100℃的高温，会对作业人员的人身安全造成威胁。另外，这种高温的流体会在井口处沸腾、汽化，从而形成大量的高温蒸汽。这些高温蒸汽在井口及钻井平台上弥散，更是严重地影响了钻井的施工环境，对作业人员的人身安全产生非常大的威胁，例如有可能会发生严重的烫伤事故。为此，需要一种能为返回到井口处的流体降温的装置。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种降温装置，使用这种降温装置能为返回到井口处的流体降温的装置。根据本专利技术，提出了一种降温装置，其包括：与井口相连通的容纳腔，容纳腔用于容纳从井口处流出的待冷却流体；以及换热器，换热器设置为能与容纳腔内的待冷却流体相接触，其中，在换热器内容纳有冷却液，冷却液能流入换热器并吸收待冷却流体的温度，并在吸收温度后流出换热器。使用本专利技术的降温装置，井口内的待冷却流体能进入到容纳腔内，并与换热器相接触。由外部进入到换热器内的冷却液温度较低，其能有效吸收换热器上的热量，而使得换热器上的温度低于待冷却流体的温度，从而换热器会吸收待冷却流体的温度，并由此为待冷却流体降温。另外有低温的冷却液进入到换热器内，将吸热后的、温度较高的冷却液替换掉，以便于对容纳腔内的待冷却流体进行进一步降温。通过上述降温装置能起到对返回到井口处的流体进行降温的作用，从而作业人员不会因高温流体的影响而无法安全、正常的工作。在一个实施例中，降温装置包括外壳体，容纳腔由外壳体包围形成，其中，换热器设置在容纳腔内并与外壳体间隔开。通过这种方式，换热器能以最大的接触面积与容纳腔内的待冷却流体相接触，从而能更加有效地将待冷却流体的热量传递给冷却液。在一个实施例中，容纳腔的径向尺寸大于井口的径向尺寸。容纳腔的径向尺寸增大，能有效降低待冷却流体在此处的流速，从而能有效提高为待冷却流体降温的效率。在一个实施例中，在外壳体的内侧套设有与井口相连通的、用于容纳管柱的保护管体，在保护管体的管壁上构造有流出口，其中，保护管体与换热器间隔开。通过设置保护管体，在井口内的管柱外环空中的待冷却流体能进入到保护管体内，并通过保护管体上的流出口流入到外壳体与保护管体之间，从而使得待冷却流体能与那里的换热器接触而温度降低。保护管体能将换热器与管柱间隔开，从而在下放管柱的过程中，管柱不会与换热器接触并摩擦，从而有效防止了换热器受损。在一个实施例中，换热器构造为螺旋形管体，螺旋形管体在其一端处构造有冷却液入口，在其另一端处构造有冷却液出口。这种螺旋形管体形式的换热器使得冷却液在换热器内流动的路径被延长了，从而提高了其与待冷却流体热量交换的效率，并由此使得待冷却流体能够被更加有效地降温。在一个实施例中，螺旋形管体包括多个依次连通的圈体单元，相邻的圈体单元的侧壁间隔开。这种设置增大了换热器与待冷却流体的接触面积，从而进一步提高了冷却液对待冷却流体的冷却效率。在一个实施例中，降温装置还包括设置于换热器的背向井口的一侧的喷淋器，喷淋器构造有用于在其中容纳冷却液的降温管路，以及设置在降温管路上的喷嘴，喷嘴朝向容纳腔内以能够朝向容纳腔内喷淋冷却液。通过经由喷嘴向容纳腔内喷淋冷却液，能进一步降低待冷却流体的温度。尤其是，在待冷却流体因沸腾、汽化而产生高温蒸汽的情况下，通过喷淋冷却液能有效为蒸汽降温，由此防止蒸汽大范围弥散，进而防止了高温蒸汽烫伤作业人员，保证了作业人员的人身安全。在一个实施例中，在喷头处设置有温度传感器，在温度传感器检测到温度高于临界温度时，启动喷淋器以使喷嘴向容纳腔内喷淋冷却液。通过这种设置，如果待冷却流体在经过换热器后仍旧具备较高的温度，并由此产生温度较高、并高达临界温度以上的蒸汽的话，那么将会开启喷淋器对待冷却流体及其产生的高温蒸汽降温。在一个实施例中，降温装置包括外壳体，容纳腔由外壳体包围形成，外壳体延伸至围绕在喷淋器的外侧。通过喷淋而降温的蒸汽，能够凝结并附着在外壳体的内壁上，由此起到收集作用，防止冷却后的流体逸出。在一个实施例中，外壳体在喷淋器的周围形成锥形壳体，锥形壳体的锥顶朝向井口。锥形壳体的设置使得凝结并附着在此处的流体能够方便地被收集。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)井口内的待冷却流体能进入到容纳腔内，并与换热器相接触。由外部进入到换热器内的冷却液温度较低，其能有效吸收换热器上的热量，而使得换热器上的温度低于待冷却流体的温度，从而换热器会吸收待冷却流体的温度，并由此为待冷却流体降温。(2)另外有低温的冷却液进入到换热器内，将吸热后的、温度较高的冷却液替换掉，以便于对容纳腔内的待冷却流体进行进一步降温。(3)通过上述降温装置能起到对返回到井口处的流体进行降温的作用，从而作业人员不会因高温流体的影响而无法安全、正常的工作。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1显示了根据本专利技术的降温装置的一个实施例的结构示意图。图2显示了图1的降温装置的实施例的俯视图。图3显示了根据本专利技术的降温装置的工作流程示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1显示了专利技术的降温装置100的一个实施例。降温装置100包括容纳腔10，容纳腔10与井口200相连通并位于井口200的上方。从井下返回到井口的待冷却流体能在地层压力的作用下进一步进入到容纳腔10内。降温装置100还包括换热器20(见图2)，换热器20能与容纳腔10内的待冷却流体相接触。在换热器20内构造有冷却液腔，在需要对容纳腔10内的待冷却流体进行冷却时，向换热器20内通入温度较低的冷却液。温度较低的冷却液能够吸收换热器上的温度，并由此吸收待冷却流体的温度。也就是说，待冷却流体的温度较高，其温度将会传递给换热器20。温度较高的换热器20的热量将会传递给温度较低的冷却液，而使得换热器20的温度较低。换热器20的温度较低而待冷却流体的温度较高则会导致待冷却流体将热量继续传递给换热器20。由此，冷却液能够吸收待冷却流体的热量，并为待冷却流体降温。使温度升高后的冷却液流出换热器20，并向换热器20内通入新的、温度较低的冷却液能够进一步为待冷却流体降温。通过这种降温装置100，能够防止此处的流体温度过高而妨碍作业人员正常、安全地进行作业。尤其是，降温后的流体汽化产生的蒸汽较少、温度较低，从而能有效降低高温蒸汽弥散而导致的作业人员烫伤的危险性。这里应理解的是，在容纳腔10与井口200之间还可设置有其他结构，例如其他的防溢装置等。在一个实施例中，换热器20可作为容纳腔10的外壁，并起到盛装待冷却流体的作用。在一个优选的实施例中，如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降温装置，其包括：与井口相连通的容纳腔，所述容纳腔用于容纳从井口处流出的待冷却流体；以及换热器，所述换热器设置为能与所述容纳腔内的待冷却流体相接触；其中，在所述换热器内容纳有冷却液，所述冷却液能流入换热器并吸收所述待冷却流体的温度，并在吸收温度后流出所述换热器。

【技术特征摘要】
1.一种降温装置，其包括：与井口相连通的容纳腔，所述容纳腔用于容纳从井口处流出的待冷却流体；以及换热器，所述换热器设置为能与所述容纳腔内的待冷却流体相接触；其中，在所述换热器内容纳有冷却液，所述冷却液能流入换热器并吸收所述待冷却流体的温度，并在吸收温度后流出所述换热器。2.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述降温装置包括外壳体，所述容纳腔由所述外壳体包围形成，其中，所述换热器设置在所述容纳腔内并与所述外壳体间隔开。3.根据权利要求2所述的降温装置，其特征在于，所述容纳腔的径向尺寸大于所述井口的径向尺寸。4.根据权利要求3所述的降温装置，其特征在于，在所述外壳体的内侧套设有与所述井口相连通的、用于容纳管柱的保护管体，在所述保护管体的管壁上构造有流出口，其中，所述保护管体与所述换热器间隔开。5.根据权利要求1到4中任一项所述的降温装置，其特征在于，所述换热器构造为螺旋形管体，所述螺旋形管体在其一端处构造有冷却液入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，柯珂，钱德儒，张辉，张东清，张进双，吴超，张仁龙，孙连忠，孙连环，彭兴，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11