本申请公开了一种钻井液加重混浆器及钻井液加重混浆系统,其中,钻井液加重混浆器包括:筒体,其筒壁下部设置有沿筒体的圆周布置的排液口,筒体的上部设置有排气口,筒体的筒壁上部设置有进液方向与筒体的筒壁相切的旋流进液口;气液分离板,每个排液口的位于旋流方向后方的一侧边对应与一个气液分离板的一侧边固定,气液分离板的板面平行于筒体轴线;进灰管,一端与旋流进液口连通;进液喷管,其喷嘴同轴伸入进灰管中,进液喷管的外壁与进灰管的内壁之间形成环空。该钻井液加重混浆器将钻井液和加重粉料在进灰管中预先混合,通过旋流进液口切向进入筒体内,沿筒体的内壁旋流而下,通过气液分离板冲击混合,快速加重钻井液,并实现气液分离。
【技术实现步骤摘要】
一种钻井液加重混浆器及钻井液加重混浆系统
本技术涉及石油钻井固相控制设备
,特别涉及一种钻井液加重混浆器。还涉及一种包含该钻井液加重混浆器的钻井液加重混浆系统。
技术介绍
在石油钻井作业中,需要使用钻井液进行钻井,钻井液的作用是冷却钻头、携带钻屑返回至地面、平衡地层压力等。钻至不同的地层使用的钻井液密度不尽相同,需根据钻井设计书调节钻井液密度,另外在钻遇高压地层,或者发生井漏、井涌等突发情况事,更需要大量的加重钻井液来处理事故隐患。因此,在石油钻井作业现场,对钻井液进行加重作业必不可少。目前现场加重钻井液的通常做法是:利用下灰罐储存加重粉料,利用压缩空气将加重粉料输送至混浆器加料斗处,下灰管排出的粉料完成气固分离后掉落至混浆器入口,与钻井液混合后而完成加重过程,这种加重方法存在加重速度慢,污染严重的缺点。甚至有时候,当上述加重方法无法满足现场所需快速加重的要求时,一些井队将气动下灰管线直接插入泥浆罐内,利用搅拌器的搅拌作用,使加重粉料与钻井液混合。这种加重方法可能稍提高加重速度,但是存在混合不均匀的缺点,加重粉料容易产生沉淀,不仅造成加重材料的大量浪费,增加钻井成本,同时容易使输送粉料的压缩空气混入罐内的钻井液中,影响钻井液性能。
技术实现思路
有鉴于此,本技术的目的在于提供一种钻井液加重混浆器,以加快钻井液加重速度,同时减少了混入钻井液中的空气。本技术的另一个目的在于提供一种包含该钻井液加重混浆器的钻井液加重混浆系统,以加快钻井液加重速度,同时减少了混入钻井液中的空气。为达到上述目的,本技术提供以下技术方案:一种钻井液加重混浆器,包括:筒体,所述筒体的筒壁下部设置有沿筒体的圆周布置的排液口,所述筒体的上部设置有排气口,所述筒体的筒壁上部设置有进液方向与所述筒体的筒壁相切的旋流进液口;气液分离板,每个所述排液口的位于旋流方向后方的一侧边对应与一个所述气液分离板的一侧边固定,所述气液分离板的板面平行于所述筒体轴线;进灰管,一端与所述旋流进液口连通,用于向筒体内喷入加重粉料;进液喷管,所述进液喷管的喷嘴同轴伸入所述进灰管中,用于向所述进灰管中喷入钻井液,所述进液喷管的外壁与所述进灰管的内壁之间形成环空。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,还包括设置于筒体内的螺旋导叶,所述螺旋导叶固定于所述筒体的内壁上,且所述螺旋导叶的上端导引至所述旋流进液口,所述螺旋导叶的下端导向所述气液分离板。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述螺旋导叶包括平行布置的上螺旋导叶和下螺旋导叶,所述上螺旋导叶的上端位于所述旋流进液口的上方,所述下螺旋导叶的上端位于所述旋流进液口的下方。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述气液分离板的板面与所述筒体的经过所述气液分离板的内侧边的径向面之间存在夹角,且气液分离板沿旋流方向由内侧边向外侧边倾斜。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述气液分离板的板面与所述筒体的经过所述气液分离板的内侧边的径向面之间的夹角为45°~60°。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述进灰管为圆锥管,所述旋流进液口为矩形口,所述进灰管通过接头与所述旋流进液口连通,所述接头为圆形变矩形管,所述圆形变矩形管的圆口与所述进灰管的小端连接,所述圆形变矩形管的矩形口与所述旋流进液口连接。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述筒体的顶部为半球形或圆台形的集气罩,所述排气口设置于所述集气罩的顶部。优选地,在上述的钻井液加重混浆器中,所述筒体的底部为环形底板,所述气液分离板的底边固定于环形底板上。本技术还提供了一种钻井液加重混浆系统,包括砂泵、下灰罐和混浆器,所述混浆器为如以上任一项所述的钻井液加重混浆器,所述砂泵的出口与所述钻井液加重混浆器的进液喷管连接,所述下灰罐的排灰口与所述钻井液加重混浆器的进灰管连接。优选地,在上述的钻井液加重混浆系统中,所述钻井液加重混浆系统还包括:与所述钻井液加重混浆器的排液口连接的泥浆储罐;与所述钻井液加重混浆器的排气口连接的除尘器。与现有技术相比,本技术的有益效果是:本技术提供的钻井液加重混浆器中,通过进液喷管的喷嘴向进灰管中喷入钻井液,在喷嘴处形成负压,加重粉料在负压和高压气体的作用下通过进灰管与进液喷管之间的环空进入进灰管内,并在进灰管中与钻井液预先混合,之后,通过旋流进液口切向进入筒体内,在惯性作用下,混合粉料的钻井液沿筒体的内壁旋流而下,最后以较高的速度冲击气液分离板,进一步混合加重粉料和钻井液,同时使液体形成强烈的紊流,混入液体中的空气泡从液体中逸出,使气动加重过程中混入钻井液中的气体分离出来,分离的气体从筒体的排气口排出,分离的加重钻井液从排液口排出。该钻井液加重混浆器在快速加重钻井液的同时,减少了混入钻井液中的空气,提高了加重钻井液的性能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种钻井液加重混浆器的结构示意图;图2为图1中A-A截面的结构示意图;图3为图1中B-B截面的结构示意图;图4为图1中C-C截面的结构示意图。其中,1为筒体、11为排液口、12为集气罩、13为排气口、14为旋流进液口、2为螺旋导叶、21为上螺旋导叶、22为下螺旋导叶、3为气液分离板、4为进灰管、5为进液喷管、6为接头、7为环形底板。具体实施方式本技术的核心是提供了一种钻井液加重混浆器,加快了钻井液加重速度,同时减少了混入钻井液中的空气。本技术还提供了一种包含该钻井液加重混浆器的钻井液加重混浆系统,加快了钻井液加重速度,同时减少了混入钻井液中的空气。下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。请参考图1-图4,本技术实施例提供了一种钻井液加重混浆器,包括筒体1、气液分离板3、进灰管4和进液喷管5。其中,筒体1优选为圆形筒体,筒体1的筒壁下部设置有沿筒体1的圆周布置的排液口11,排液口11优选地沿筒体1的圆周均匀布置,数量优选为3~10个,更优选为8个。筒体1的上部设置有排气口13,筒体1的筒壁上部设置有进液方向与筒体1的筒壁相切的旋流进液口14;气液分离板3优选为矩形板,每个排液口11的位于旋流方向后方的一侧边对应与一个气液分离板3的一侧边固定,气液分离板3的板面平行于筒体1轴线,多个气液分离板3沿筒体1的圆周均匀分布,气液分离板3的高度优选地高于或等于排液口11的高度。进灰管4的一端与旋流进液口14连通,用于向筒体1内喷入加重粉料;进液喷管5的喷嘴同轴伸入进灰管4中,用于向进灰管4中喷入钻井液,进液喷管5的外壁与进灰管4的内壁之间形成环空,进液喷嘴5的喷嘴优选为锥形喷嘴。该钻井液加重混浆器的工作原理和工作过程是:通过进液喷管5的喷嘴向进灰管4中喷入钻井液,在喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钻井液加重混浆器,其特征在于,包括:筒体,所述筒体的筒壁下部设置有沿筒体的圆周布置的排液口,所述筒体的上部设置有排气口,所述筒体的筒壁上部设置有进液方向与所述筒体的筒壁相切的旋流进液口;气液分离板,每个所述排液口的位于旋流方向后方的一侧边对应与一个所述气液分离板的一侧边固定,所述气液分离板的板面平行于所述筒体轴线;进灰管,一端与所述旋流进液口连通,用于向筒体内喷入加重粉料;进液喷管,所述进液喷管的喷嘴同轴伸入所述进灰管中,用于向所述进灰管中喷入钻井液,所述进液喷管的外壁与所述进灰管的内壁之间形成环空。
【技术特征摘要】
1.一种钻井液加重混浆器,其特征在于,包括:筒体,所述筒体的筒壁下部设置有沿筒体的圆周布置的排液口,所述筒体的上部设置有排气口,所述筒体的筒壁上部设置有进液方向与所述筒体的筒壁相切的旋流进液口;气液分离板,每个所述排液口的位于旋流方向后方的一侧边对应与一个所述气液分离板的一侧边固定,所述气液分离板的板面平行于所述筒体轴线;进灰管,一端与所述旋流进液口连通,用于向筒体内喷入加重粉料;进液喷管,所述进液喷管的喷嘴同轴伸入所述进灰管中,用于向所述进灰管中喷入钻井液,所述进液喷管的外壁与所述进灰管的内壁之间形成环空。2.根据权利要求1所述的钻井液加重混浆器,其特征在于,还包括设置于筒体内的螺旋导叶,所述螺旋导叶固定于所述筒体的内壁上,且所述螺旋导叶的上端导引至所述旋流进液口,所述螺旋导叶的下端导向所述气液分离板。3.根据权利要求2所述的钻井液加重混浆器,其特征在于,所述螺旋导叶包括平行布置的上螺旋导叶和下螺旋导叶,所述上螺旋导叶的上端位于所述旋流进液口的上方,所述下螺旋导叶的上端位于所述旋流进液口的下方。4.根据权利要求1所述的钻井液加重混浆器,其特征在于,所述气液分离板的板面与所述筒体的经过所述气液分离板的内侧边的径向面之间存在夹角,且气液分离板沿旋流方向由内侧...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄进云,张铜鋆,杨鲲鹏,马翠林,
申请(专利权)人:中石化石油工程技术服务有限公司,中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院,
类型:新型
国别省市:北京,11
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