一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统及其工作方法，该系统提供了一种基于风冷和循环载冷剂混合制冷的高换热效率的冷却方式，可以有效降低返出地面循环钻井液的温度，维持冻土层及地层结构的稳定；并且在钻井液漏失量大或需要大排量钻进时，通过风冷和循环载冷剂混合制冷方式及时提供足够的换热效率。再者，在钻井泵停泵后，换热器依旧制冷时，利用热辅循环模块进行换热器局部循环钻井液，确保换热器内不会结冰而发生堵塞。确保换热器内不会结冰而发生堵塞。确保换热器内不会结冰而发生堵塞。

【技术实现步骤摘要】
一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统及其工作方法，属于勘探钻井


技术介绍

[0002]当前全球经济整体都在高速发展，在发展的同时也面临着许多挑战，其中最为严峻的就是能源枯竭问题，探寻清洁高效能源成为全世界普遍追求的目标。天然气水合物是21世纪最理想的、最具有商业开发前景的新能源，分布于深海或陆域永久冻土中，其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、石油等，其储藏量巨大，总量足以取代日益枯竭的传统能源。虽然不同国家对极地地区的天然气水合物资源潜力评估存在差异，但从估算量数量级来看，南北极的海陆两域天然气水合物的储藏量相当大，在全球天然气水合物资源量占有相当大的比重。在石油钻井作业时，会需要大量的钻井液，钻井液是钻进过程中井下使用的循环冲洗介质。井口返出的钻井液会伴随着高温，钻井液循环温度过高会引起一系列问题。
[0003]钻井液冷却技术是未来在极地冷海钻井技术的主要公关方向之一，是实现极地油气资源高效开发的关键。在钻进作业中，地层的温度会随着井的深本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，包括载冷剂制冷模块、钻井液冷却模块、智能温控模块、热辅循环模块和钻井液罐，换热器的内部自上倒下依次设置钻井液换热管、排风机组、填料层、抽风机组；钻井液换热管的入口与返出钻井液入口管线相连接，钻井液换热管的出口设置有喷淋器，钻井液换热管用于将钻井液与管外的载冷剂进行热交换，实现一次热交换；换热器的底部设置有换热器钻井液出口，换热器钻井液出口经过第三管线与钻井液罐相连接；载冷剂冷却模块用于对载冷剂进行循环和冷却，载冷剂冷却模块的载冷剂出口与换热器载冷剂循环入口相连接，载冷剂冷却模块的载冷剂入口与换热器载冷剂循环出口相连接；热辅循环模块包括加热机组，用于在换热器局部循环模式下加热进入换热器内部的钻井液，防止换热器结冰而发生堵塞；智能温控模块用于检测各个管线内的温度和流量，并根据温度和流量来确定冷却系统为正常冷却模式或换热器局部循环模式。2.根据权利要求1所述的一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，载冷剂冷却模块包括制冷机组和第一控制阀，制冷机组通过第二管线与换热器载冷剂循环入口相连接，换热器载冷剂循环出口通过第一管线与制冷机组相连接；第二管线中设置有第一控制阀，第一控制阀用于控制输入到换热器中的载冷剂的循环量。3.根据权利要求2所述的一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，制冷机组采用氨水作为制冷剂。4.根据权利要求2所述的一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，载冷剂冷却模块采用乙二醇作为载冷剂。5.根据权利要求2所述的一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，钻井液冷却模块还包括第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第二控制阀和第三控制阀；第一管线上还设置有第一循环泵，用于控制载冷剂在换热器和制冷机组之间进行循环；返出钻井液入口管线上设置有第二循环泵，用于控制钻井液在冷却系统中循环；第三管线上设置有第三循环泵，用于控制钻井液在冷却系统中循环；加热机组通过第四管线与返出钻井液入口管线相连接，并且在第四管线与返出钻井液入口管线之间设置第二控制阀，加热机组通过第五管线与第三管线相连接，并在第五管线与第三管线之间设置有第三控制阀，第二控制阀和第三控制阀均用于控制在换热器局部循环模式下钻井液在加热机组和换热器之间进行流动。6.根据权利要求5所述的一种用于极地钻井的钻井液智能冷却系统，其特征在于，所述加热机组包括若干个管道加热器，通过管道加热器将换热器内循环出的钻井液加热至40℃以上，并通过第四管线将钻井液再次流入换热器内进行换热。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，赵有东，孙宝江，李中，殷志明，宿振国，万亚旗，王志远，高永海，任美鹏，施程振，李秉轩，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：