一种新型钻井液冷却系统技术方案

本实用新型专利技术涉及涉及钻井工程钻井液冷却技术领域，尤其涉及一种新型钻井液冷却系统，包括钻井液罐、冷却水塔和顶部设有散热风机的冷却水塔，冷却水塔内设有空冷换热器、蒸发式冷凝器和喷淋装置；空冷换热器的输出口通过第一连接管与蒸发式冷凝器的输入口连通；喷淋装置位于蒸发式冷凝器的上方，喷淋装置用于将冷却水喷洒到蒸发式冷凝器上。冷却水塔内设有用于盛放冷却水的水盘，水盘位于蒸发式冷凝器的下方；水盘通过第二连接管与喷淋装置相连通，第二连接管上设有冷却水泵。本实用新型专利技术降温效果好，不易堵塞、不渗漏，尤其适于对大颗粒、高粘度的流体进行降温，具有结构简单，便于维护、使用寿命长，降温热交换效率高、节能节水等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型钻井液冷却系统
本技术涉及钻井工程钻井液冷却
，尤其是涉及高温地热钻井作业中的钻井液冷却系统。
技术介绍
如今，随着钻井技术的日益发展，地热钻进和深层油气钻井已成为石油天然气钻井开发技术发展的必然趋势。而在这些技术钻井工程中，因地下温度过高，引起循环钻井液温度过高，不但影响了钻井液的性能，降低钻井钻速，还对钻进工具和仪器造成了损坏，严重影响了钻井作业的安全性，制约了区块油气的开发。因此，有效控制井下温度成为解决问题的关键。现有技术中，钻井液冷却系统大都采用板式换热器，钻井液过滤撬，钻井液输送装置和冷却水塔组合而成。用冷却水塔中的冷却水通过换热器与钻井液进行换热达到其冷却的目的。其中，板式换热器由于其高效的换热性导致换热板片很薄，而钻井液的腐蚀性极强且钻井液中细碎的砂石、泥等颗粒性物质对板片磨损严重，导致板式换热器使用寿命很短。且板式换热器由于自身板间间距很小，不适于钻井液这种高粘度、大颗粒的流体作为通道。在使用过程中经常出现设备渗漏、与换热的清水混串、设备通道堵塞等问题，影响正常作业。其中的冷却水塔在冬季等环境温度较低的情况下使用时，塔下部排出的湿空气，同冷却水塔周围的冷空气接触后，即变成过饱和的空气而凝结，形成白雾，造成污染；白雾下沉至地面，在塔周边形成冰，影响行走安全。同时，冷却水塔喷淋系统会出现结冰的现象，影响设备正常运行。
技术实现思路
本技术专利技术拟解决的技术问题是针对以上不足，提供一种新型钻井液冷却系统，降温效果好，不易堵塞、不渗漏，尤其适于对大颗粒、高粘度的流体进行降温，具有结构简单，便于维护、使用寿命长，降温热交换效率高、节能节水等优点。为解决以上问题，本技术采用的技术方案如下：一种新型钻井液冷却系统，包括顶部设有散热风机的冷却水塔，冷却水塔内设有空冷换热器、蒸发式冷凝器和喷淋装置；空冷换热器的输出口通过第一连接管与蒸发式冷凝器的输入口连通；喷淋装置位于蒸发式冷凝器的上方，喷淋装置用于将冷却水喷洒到蒸发式冷凝器上。作为一种改进，所述冷却水塔内设有用于盛放冷却水的水盘，水盘位于蒸发式冷凝器的下方；水盘通过第二连接管与喷淋装置相连通，第二连接管上设有冷却水泵。作为一种改进，所述新型钻井液冷却系统还包括水罐，水罐通过冷却水管与水盘相连通。作为一种改进，所述新型钻井液冷却系统还包括钻井液罐，钻井液罐通过钻井液吸入管与空冷换热器的输入口相连通；钻井液罐通过钻井液排出管与蒸发式冷凝器的输出口相连通。作为一种改进，所述钻井液吸入管上设有钻井液吸入泵和过滤器；钻井液吸入泵位于过滤器的上游位置。作为一种改进，所述空冷换热器的通流管道和蒸发式冷凝器的通流管道均采用宽管径钛合金管道。作为一种改进，所述空冷换热器为带翅片的空冷换热器。作为一种改进，所述空冷换热器的输入口和蒸发式冷凝器的输出口均设置有温度传感器；所述空冷换热器的输入口和蒸发式冷凝器的输出口均设置有压力传感器。作为一种改进，所述散热风机上电连接有变频器。作为一种改进，所述冷却水塔内设有设有收水器；空冷换热器位于收水器的上方，蒸发式冷凝器位于收水器的下方。本技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：1.该泥浆冷却系统通过上述结构实现空冷和水冷相结合进行混合冷却，通过蒸发冷凝器进行蒸发降温，避免了二次换热的热损失，提高了降温效率，减少了用水量。且冷却中钻井液的通流管道均采用宽管径钛合金管道，相比板式换热器管径大，管壁厚，既耐酸碱腐蚀、抗磨损，即使通过高粘度、大颗粒的钻井液而也不易堵塞管道；有效解决了换热器通道易堵塞、磨损快、渗漏等缺陷。2.使用蒸发式冷凝器利用水分的蒸发降温，通过散热风机加快冷凝器与水膜的热交换，通过水蒸发带走大量的热。相比以往设备通过空气对流进行表冷器与空气换热，蒸发式冷凝器冷却降温效率更快，降温幅度也得到大大提升。3.通过两个温度传感器检测冷却效果，根据温度传感的检测数据，控制冷却水泵的启停或改变散热风机频率，降低能耗，节省系统的运行成本。4.通过两个压力传感器检测钻井液的通流情况，根据压力传感的检测数据，判断系统通堵的情况，及时进行设备维护。下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。附图说明图1为本技术实施例中一种新型钻井液冷却系统的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1中冷却水塔的结构示意图。其中：1-钻井液吸入管，2-钻井液吸入泵，3-过滤器，5-钻井液排出管，6-冷却水管，7-冷却水塔，8-散热风机，9-空冷换热器，11-收水器，12-喷淋装置，13-蒸发式冷凝器，15-冷却水泵，16-第一连接管，17-水盘，18-第二连接管，19-水罐，20-钻井液罐。具体实施方式实施例如图1、图2和图3共同所示，一种新型钻井液冷却系统，包括水罐19、钻井液罐20和顶部设有散热风机8的冷却水塔7，还包括PLC控制单元。冷却水塔7内由上而下设有空冷换热器9、收水器11、喷淋装置12和蒸发式冷凝器13。空冷换热器9的输出口通过第一连接管16与蒸发式冷凝器13的输入口连通；喷淋装置12位于蒸发式冷凝器13的上方，喷淋装置12用于将冷却水喷洒到蒸发式冷凝器13上。冷却水塔7底部设有用于盛放冷却水的水盘17，水盘17位于蒸发式冷凝器13的下方；水罐19通过冷却水管6与水盘17相连通。水盘17通过第二连接管18与喷淋装置12相连通，第二连接管18上设有冷却水泵15。钻井液罐20通过钻井液吸入管1与空冷换热器9的输入口相连通；钻井液罐20通过钻井液排出管5与蒸发式冷凝器13的输出口相连通。钻井液吸入管1上设有钻井液吸入泵2和过滤器3；钻井液吸入泵2位于过滤器3的上游位置。空冷换热器9为带翅片的空冷换热器。空冷换热器9的通流管道和蒸发式冷凝器13的通流管道均采用宽管径钛合金管道。空冷换热器9的通流管道上设有多个间隔设置的翅片。空冷换热器9的通流管道和蒸发式冷凝器13的通流管道均可流通粒径20mm以上的钻井液颗粒，相比板式换热器通道直径大3倍左右，壁厚也远远大于板片厚度，既耐酸碱腐蚀、抗磨损又可通过高粘度、大颗粒钻井液而不至于堵塞管道，且管道都设计为直通管线，易于长时间使用后拆开通堵。散热风机8上电连接有变频器。实际使用时，通过PLC系统监控数据，对冷却系统进出口温度、压力进行自动监测，根据进出口温度值及差值进行自动调控风机转速，从而减少风机能耗，达到节能的目的；并通过对进出口压力的检测，自动判断管路的通堵情况进行实时报警，提示现场服务人员进行故障维修。空冷换热器9的输入口和蒸发式冷凝器13的输出口均设置有温度传感器。通过两个温度传感器检测冷却效果，根据温度传感的检测数据，控制冷却水泵的启停或改变散热风机频率，降低能耗，节省系统的运行成本。当环境温度到达设定值，可直接冷却水泵，启动纯空气冷却，能实现冬季天气寒冷时不使用冷却水。空冷换热器9的输入口和蒸发式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型钻井液冷却系统，其特征在于：包括顶部设有散热风机（8）的冷却水塔（7），冷却水塔（7）内设有空冷换热器（9）、蒸发式冷凝器（13）和喷淋装置（12）；空冷换热器（9）的输出口通过第一连接管（16）与蒸发式冷凝器（13）的输入口连通；喷淋装置（12）位于蒸发式冷凝器（13）的上方，喷淋装置（12）用于将冷却水喷洒到蒸发式冷凝器（13）上。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型钻井液冷却系统，其特征在于：包括顶部设有散热风机（8）的冷却水塔（7），冷却水塔（7）内设有空冷换热器（9）、蒸发式冷凝器（13）和喷淋装置（12）；空冷换热器（9）的输出口通过第一连接管（16）与蒸发式冷凝器（13）的输入口连通；喷淋装置（12）位于蒸发式冷凝器（13）的上方，喷淋装置（12）用于将冷却水喷洒到蒸发式冷凝器（13）上。


2.如权利要求1所述的新型钻井液冷却系统，其特征在于：所述冷却水塔（7）内设有用于盛放冷却水的水盘（17），水盘（17）位于蒸发式冷凝器（13）的下方；水盘（17）通过第二连接管（18）与喷淋装置（12）相连通，第二连接管（18）上设有冷却水泵（15）。


3.如权利要求2所述的新型钻井液冷却系统，其特征在于：所述新型钻井液冷却系统还包括水罐（19），水罐（19）通过冷却水管（6）与水盘（17）相连通。


4.如权利要求1所述的新型钻井液冷却系统，其特征在于：所述新型钻井液冷却系统还包括钻井液罐（20），钻井液罐（20）通过钻井液吸入管（1）与空冷换热器（9）的输入口相连通；钻井液罐（20）通过钻井液排出管（5）与蒸发式冷凝器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯，靳志杰，陈华，韩玉涛，
申请(专利权)人：胜利油田胜华实业有限责任公司，胜利油田胜华实业有限责任公司金属制品厂，
类型：新型
国别省市：山东;37