一种钻井液冷却系统技术方案

本实用新型专利技术涉及石油及天然气钻探技术领域，具体涉及一种钻井液冷却系统，包括连接井口的井口溢流管、连接井口溢流管的分流箱、连接分流箱的振动筛和连接振动筛的泥浆罐，井口溢流管和/或分流箱的外壁套设有换热隔层，振动筛配套有风机，泥浆罐连接有冷却装置；换热隔层用于冷却井口溢流管和/或分流箱中的钻井液，风机用于冷却所述振动筛中的钻井液，冷却装置用于冷却泥浆罐中的钻井液以及用于向换热隔层中循环注入冷却液。本实用新型专利技术使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，使用同一个冷却装置对高温液体统一进行冷却处理，有利于对各个管路的流量进行统一控制，避免浪费和误操作，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液冷却系统


[0001]本技术涉及石油及天然气钻探
，特别涉及一种钻井液冷却系统。

技术介绍

[0002]随着能源需求的增加和石油钻井技术发展，深井、超深井、高温高压井已成为钻井工业发展的重要方向；在深井、超深井钻井过程中，每100m地温梯度为3℃左右，以6000-7000m井深为例，井底温度可达180-210℃或更高，而当井深超过10000m时，井底温度在300℃以上。地层温度升高会使钻井液出现高温降解、高温交联、高温解吸附等现象，如果不及时冷却，将严重影响钻井液性能和井下工具使用寿命，甚至造成井内事故，威胁钻井作业安全和人员安全。
[0003]目前，钻井液冷却设备一般设置在钻井液净化处理(筛分、除气、除砂、除泥、)之后，即钻井液净化设备需要处理刚从井口返出的高温钻井液，高温钻井液会对钻井液净化设备的使用寿命产生不利影响，还会对操作人员造成安全威胁；因此，需要一种设置在钻井液净化设备之前的冷却系统，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，以保障净化设备的使用寿命和操作人员的作业安全。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有钻井液冷却设备设置在钻井液净化处理设备之后，无法解决高温钻井液对净化设备使用寿命和操作人员作业安全产生不利影响的技术缺陷，提供一种钻井液冷却系统。本技术设置在钻井液净化处理设备前端，通过四级冷却达到快速冷却钻井液的效果，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度；本技术能够延长净化设备的使用寿命，提高操作人员的作业安全。
[0005]为了实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：
[0006]一种钻井液冷却系统，包括连接喇叭口的井口溢流管、连接所述井口溢流管的分流箱、连接所述分流箱的振动筛和连接所述振动筛的泥浆罐，所述井口溢流管和/或分流箱的外壁套设有换热隔层，所述振动筛配套有风机，所述泥浆罐连接有冷却装置；所述换热隔层用于冷却所述井口溢流管和/或分流箱中的钻井液，所述风机用于冷却所述振动筛中的钻井液，所述冷却装置用于冷却所述泥浆罐中的钻井液以及用于向所述换热隔层中循环注入冷却液。
[0007]常规井口对于从井底返出的钻井液一般均采用井口溢流管-分流箱-振动筛
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泥浆罐的设备连接方式，本技术针对常见的井口连接方式，适用范围广，即从钻井液溢出井口起即进入三级或四级冷却流程，当井口溢流管或分流箱的外壁均套设有换热隔层时，为三级冷却，当井口溢流管和分流箱的外壁均套设有换热隔层时，为四级冷却。
[0008]以四级冷却为例，一级冷却：井口溢流管外壁套设的换热隔层通过换热原理带走井口溢流管内高温钻井液的热量，实现一级冷却；二级冷却：分流箱外壁套设的换热隔层二通过换热原理带走分流箱内高温钻井液的热量，实现二级冷却；三级冷却：使用风机对振动
筛的筛面吹风，带走筛面上高温钻井液的热量，实现三级冷却；四级冷却：冷却装置带走泥浆罐中钻井液的热量，实现四级冷却。
[0009]本技术中一级冷却和二级冷却设置在钻井液净化处理设备(振动筛)前端，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，有利于振动筛、泥浆罐和其他钻井液处理设备的使用寿命和操作人员的作业安全；同时通过三级冷却和四级冷却对钻井液进行进一步冷却，有利于钻井液的后续处理效率和循环利用效果。
[0010]优选地，所述冷却装置包括降温单元和换热器，所述降温单元用于降低所述冷却液的温度，并将降温后的所述冷却液循环输送给所述换热隔层和换热器。
[0011]冷却装置把降温单元和换热器集成为一体，便于运输、装卸和维护，提高了生产效率；其中，降温单元用于将回流的冷却液降温和将冷却后的冷却液输出，达到循环冷却换热隔层和换热器的效果；换热器和泥浆罐相连，其使用降温单元中的循环冷却液冷却泥浆罐中的高温钻井液，进一步提高冷却效果。
[0012]优选地，所述降温单元的入口端和出口端分别设有阀门一和阀门二，所述阀门一和阀门二均用于连通或截断所述冷却装置连接所述换热隔层的管路。
[0013]钻井液的温度因井深和井底压力的不同而不同，如果钻井液温度高，需要使用换热隔层冷却钻井液，则打开阀门一和阀门二，连通降温单元流向换热隔层的管路；如果钻井液温度低，不需要使用换热隔层冷却钻井液，则关闭阀门一和阀门二，截断降温单元流向换热隔层的管路；避免浪费、降低成本。
[0014]优选地，所述泥浆罐配套有阀门三，所述阀门三用于调节从所述冷却装置流向所述泥浆罐的钻井液流量。
[0015]如果泥浆罐中的钻井液温度较高、需要冷却，则打开阀门三，连通泥浆罐流向冷却装置的管路；如果泥浆罐中的钻井液温度低、不需要冷却，则关闭阀门三，截断泥浆罐流向冷却装置的管路；避免浪费、降低成本。
[0016]优选地，所述分流箱的底部连接有辅助冷却管，所述辅助冷却管的另一端连接所述冷却装置，其用于将冷却后的钻井液注入所述分流箱，以降低所述分流箱中的钻井液温度。
[0017]在需要提高冷却速度时，辅助冷却管能够起到一定的辅助冷却作用；辅助冷却管一端连接分流箱，另一端连接冷却装置，将冷却装置中经过降温的钻井液注入分流箱，和分流箱中的高温钻井液混合，达到降低钻井液温度的作用
[0018]优选地，所述辅助冷却管配套有阀门四，所述阀门四用于调节从所述冷却装置流向所述分流箱的钻井液流量。
[0019]经冷却装置冷却的低温钻井液分别经阀门三和阀门四流向泥浆罐和分流箱，如果分流箱需要的低温钻井液流量增大，则调小阀门三，减少注入泥浆罐的低温钻井液，同时配合调大阀门四，使流向分流箱的低温钻井液流量增加；如果分流箱需要的低温钻井液流量减小，则调大阀门三，增加注入泥浆罐的低温钻井液流量，配合调小阀门四，使流向分流箱的低温钻井液流量减少，避免浪费、降低成本。
[0020]优选地，所述冷却液从所述换热隔层的底部注入，从所述换热隔层的顶部返出并回流至所述冷却装置。
[0021]冷却液从换热隔层的底部注入，向上流动到换热隔层的顶部后返回冷却装置；由
于重力的作用，冷却液向上流动的速度低且平稳、流动形态稳定、与对应设备外壁接触全面，冷却效果好；如果从换热隔层的顶部注入，冷却液会由于重力作用快速向下流动，与对应设备外壁接触面积小、换热时间不充分，冷却效果差。
[0022]优选地，所述冷却液为水或冷凝剂。
[0023]水的使用成本低，当钻井液温度较低或对冷却速率要求较低时，可使用水作为冷却液；当钻井液温度较高或对冷却速率要求较高时，可使用冷凝剂作为冷却液，以提高冷却效率，确保钻井液净化设备的使用寿命和操作人员的安全。
[0024]本技术的有益效果是：
[0025]本技术中一级冷却和二级冷却设置在钻井液净化处理设备(振动筛)前端，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，有利于振动筛和泥浆罐的使用寿命和操作人员的作业安全；同时通过三级冷却和四级冷却对钻井液进行进一步冷却，有利于钻井液的后续处理效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液冷却系统，包括连接喇叭口(7)的井口溢流管(1)、连接所述井口溢流管(1)的分流箱(2)、连接所述分流箱(2)的振动筛(3)和连接所述振动筛(3)的泥浆罐(4)，其特征在于，所述井口溢流管(1)和/或分流箱(2)的外壁套设有换热隔层(11)，所述振动筛(3)配套有风机(31)，所述泥浆罐(4)连接有冷却装置(5)；所述换热隔层(11)用于冷却所述井口溢流管(1)和/或分流箱(2)中的钻井液，所述风机(31)用于冷却所述振动筛(3)中的钻井液，所述冷却装置(5)用于冷却所述泥浆罐(4)中的钻井液以及用于向所述换热隔层(11)中循环注入冷却液(51)。2.根据权利要求1所述的一种钻井液冷却系统，其特征在于，所述冷却装置(5)包括降温单元(52)和换热器(53)，所述降温单元(52)用于降低所述冷却液(51)的温度，并将降温后的所述冷却液(51)循环输送给所述换热隔层(11)和换热器(53)。3.根据权利要求2所述的一种钻井液冷却系统，其特征在于，所述降温单元(52)的入口端和出口端分别设有阀门一(521)和阀门二(522)，所述阀门一(521...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，唐浩，唐伟，黄杰，冷茂田，宋国平，张燕，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：新型
国别省市：