钻井振动筛气流辅助固液分离方法技术

本发明专利技术公开一种钻井振动筛气流辅助固液分离方法，其特征是利用风量在20～500m3/h风机产生的气流，通过气路管线与安置于钻井振动筛框架平板筛网下的气液分离接水盘相连接；风机产生的引风量，在框架平板筛网的筛孔中形成从上至下2～20cm/s流速的气流，气流形成的动能疏通筛孔形成的钻井液液膜以保持筛孔的畅通，气流的动能带动包裹于钻屑表面的塑性液态钻井液通过筛孔与钻屑分离；钻井液在气液分离接水盘中与气流分离，通过接水盘的排液口进入钻井液井浆循环系统；气流的动能辅助振动筛提高固液分离的效率，实现最大限度的提高钻井液回收率，降低钻井废弃物的排放、处置量。装机功率不超过5.5kw。率不超过5.5kw。

【技术实现步骤摘要】
钻井振动筛气流辅助固液分离方法
[0001]
本专利技术涉及一种钻井振动筛气流辅助固液分离方法，在现有的钻井振动筛上加装气流导流装置，利用高压风机产生的气流，在钻井振动筛正常工作的状态下，气流通过振动筛筛布的筛孔，疏通由于钻井液表面张力在筛孔形成的液膜，气流的动能带动塑性液态钻井液通过筛孔，实现提高钻井振动筛固液分离的效率，达到节约钻井液资源和减少钻井废弃物排放的目的。
[0002]
技术介绍
据2019年2月中国石油报消息，未来3到5年，中国石油国内新钻井数量预计将保持在年均2万口左右。其中，2019年，中国石油上游钻井进尺有望增长20％，水平井将达到2000口，页岩气、致密油等非常规资源开发井数量有望翻倍。
[0003]2019年，西南、长庆、塔里木三大油气田处处留下川庆钻探员工践行“为甲方创造价值，油服才有价值”理念的身影。他们用全年超850万米的钻井进尺夯实了提升国内油气勘探开发力度的基础。
[0004]仅850万米的钻井进尺将会产生超过100万立方米的地层钻屑废弃物，在现实的钻井勘探施工中，由于钻井振动筛采用的是机械振动原理的固液分离工艺，其工艺固液分离效率不高，使其分离的钻屑携带的钻井液量在50％～70％(v/v)之间，由此仅三个油气勘探地区所产生的钻屑废弃物就携带消耗50～70万立方米的钻井液，这不仅造成钻井液资源的极大浪费，同时也巨大地增加了钻井废弃物的处置量。
[0005]由此可知，全国陆地、海洋油气勘探过程中，钻井施工所产生的钻屑，消耗了大量的钻井液资源，同时也造成钻井废弃物处置量的巨大增加。
[0006]钻井振动筛气流辅助固液分离方法是现实油气勘探施工过程中，提高钻井振动筛固液分离效率，节约钻井液资源的有效方法，同时降低钻井废弃物的排放和治理对社会环境造成污染的问题。
[0007]
技术实现思路
本专利技术公开一种利用气体流动产生的气动能，在钻井振动筛正常工作的状态下，气流通过振动筛筛布的筛孔，疏通由于钻井液表面张力在筛孔形成的液膜以保持筛孔的畅通，气流的动能带动包裹于钻屑表面的塑性液态钻井液通过筛孔与钻屑分离，实现提高钻井振动筛固液分离效率的方法。其特征是利用风量在20～500m3/h风机产生的气流，通过气路管线与安置于钻井振动筛最后一块框架平板筛网下的气液分离接水盘相连接；气液分离接水盘与框架平板筛网间采用耐油抗温橡胶垫密封，防止气流短路，同时防止钻井振动筛在正常工况下钻屑进入钻井液井浆中；风机产生的引风量，在框架平板筛网的筛孔中形成从上至下 2～20cm/s流速的气流，气流形成的动能疏通由于钻井液表面张力在筛孔形成的液膜以保持筛孔的畅通，气流的动能带动包裹于钻屑表面的塑性液态钻井液通过筛孔与钻屑分离；钻井液在气液分离接水盘中与气流分离，通过接水盘的排液口进入钻井液井浆循环系统，气体通过气流管线进入气液分离箱再次进行气液分离，最后通过风机排出；气流在筛网筛孔的流速大小，依据现场钻井工况调节，如：钻井液体系、钻井液流变性能、钻井速度及钻屑量等因素；气流在筛网筛孔的流速通过调节风机的运转速度调节，其调节方式是：对应档位和无极调频来完成。
[0008]本专利技术的具体方法是：利用档位调频风机1产生的气流，通过气路管线2与气液分
离箱 3连接，气液分离箱3安装有液体排出口4，气液分离箱3通过气路管线2与气液分离接水盘 5连接，气液分离接水盘5安置于钻井振动筛最后一块框架平板筛网8下，采用耐油抗温橡胶垫密封件与框架平板筛网压实密封，气液分离接水盘5的排液口通过排液管线6插入钻井液漏斗罐7的液面下起到液封的作用。依据钻井施工的具体工况，风机1产生的气流，在框架平板筛网8的筛孔处形成一定流速的气流，气流的动能辅助振动筛提高固液分离的效率，实现最大限度的提高钻井液回收率，降低钻井废弃物的排放、处置量。装机功率不超过5.5kw。
[0009]附图说明 附图是本专利技术提供的钻井振动筛辅助固液分离方法示意图。图中：1
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调频风机；2
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气路管线；3
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气液分离箱；4
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排液阀；5
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气液分离接水盘；6
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排液管线；7
‑ꢀ
钻井液漏斗罐；8
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框架平板筛网。
[0010]具体实施方式 以下结合但不限于实施例阐述具体实施方式
[0011]实施例1：高密度水基钻井液钻井井段，钻井液密度2.20g/cm3，漏斗粘度47秒，固相含量41％v/v，井口温度73℃；在连接一台振动筛的条件下，调频风机1控制风量30～50m3/h，通过气路管线2经气液分离箱3连接气液分离接水盘5，在框架平板筛网8筛孔处形成4～6cm/s 气流流速，气流的动能使框架平板筛网8的筛孔始终处于无液膜通畅状态，振动筛筛面上的钻屑呈现跳动状态，使其包裹于钻屑表面的钻井液最大限度的与钻屑分离；通过筛孔分离的钻井液在气液分离接水盘5中经插入钻井漏斗罐液面的排液管线6进入钻井液井浆循环系统，从而建立起气流辅助固液分离系统。开启气流辅助固液分离前振动筛分离的钻屑液相含量 37～40％v/v、钻屑携带的钻井液量64～70％v/v，开启气流辅助固液分离后振动筛分离的钻屑液相含量19～21％v/v、钻屑携带的钻井液量33～40％v/v，由此可知：使用钻井振动筛气流辅助固液分离方法可以提高钻井液回收率48.44～42.86％，减少30％v/v钻井废弃物排放、治理。 1000m井眼井径215.9mm井段，井眼容积40m3，钻屑体积约100m3(压实体积与堆积体积系数按2.5计算)，该井段钻进采用钻井振动筛气流辅助固液分离工艺，可以减少约30m3钻井液井浆被钻屑携带排放，30m3钻井液的重量约66吨，即可以减少66吨钻井废弃物的储运和治理，同时避免30m3高密度钻井液资源的浪费。
[0012]实施例2：高密度油基钻井液钻井井段，钻井液密度2.15g/cm3，漏斗粘度113秒，固相含量42％v/v，井口温度50℃；在连接一台振动筛的条件下，调频风机1控制风量90～125m3/h，通过气路管线2经气液分离箱3连接气液分离接水盘5，在框架平板筛网8筛孔处形成 8～16cm/s气流流速，气流的动能使框架平板筛网8的筛孔始终处于无液膜通畅状态，振动筛筛面上的钻屑呈现跳动状态，使其包裹于钻屑表面的钻井液最大限度的与钻屑分离；通过筛孔分离的钻井液在气液分离接水盘5中经插入钻井漏斗罐液面的排液管线6进入钻井液井浆循环系统，从而建立起气流辅助固液分离系统。开启气流辅助固液分离前振动筛分离的钻屑液相含量36～41％v/v、钻屑携带的钻井液量61～69.5％v/v，开启气流辅助固液分离后振动筛分离的钻屑液相含量19～21％v/v、钻屑携带的钻井液量32～35.6％v/v，由此可知：使用钻井振动筛气流辅助固液分离方法可以提高钻井液回收率45.54～48.78％，减少30％v/v钻井废弃物排放、治理。1000m井眼井径215.9mm井段，井眼容积40m3，钻屑体积约100m3(压实体积与堆积体积系数按2.5计算)，该井段钻进采用钻井振动筛气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明公开一种利用气体流动产生的气动能，在钻井振动筛正常工作的状态下，气流通过振动筛筛布的筛孔，疏通由于钻井液表面张力在筛孔形成的液膜以保持筛孔的畅通，气流的动能带动包裹于钻屑表面的塑性液态钻井液通过筛孔与钻屑分离，实现提高钻井振动筛固液分离效率的方法。其特征是利用风量在20～500m3/h风机产生的气流，通过气路管线与安置于钻井振动筛最后一块框架平板筛网下的气液分离接水盘相连接；气液分离接水盘与框架平板筛网间采用耐油抗温橡胶垫密封，防止气流短路，同时防止钻井振动筛在正常工况下钻屑进入钻井液井浆中；风机产生的引风量，在框架平板筛网的筛孔中形成从上至下2～20cm/s流速的气流，气流形成的动能疏通由于钻井液表面张力在筛孔形成的液膜以保持筛孔的畅通，气流的动能带动包裹于钻屑表面的塑性液态钻井液通过筛孔与钻屑分离；钻井液在气液分离接水盘中与气流分离，通过接水盘的排液口进入钻井液井浆循环系统，气体通过气流管线进入气液分离箱再次进行气液分离，最后通过风机排出；气流在筛网筛孔的流速大小，依据现场钻井工况调节，如：钻井液体系、钻井液流变性能、钻井速度及钻屑量等因素；气流在筛网筛孔的流速通过调节风机的运转速度调节，其调节方式是：对应档位和无极调频来完成。上述方法的集成构成钻井振动筛气流辅助固液分离方法。2.根据权利要求1所述的利用气流在钻井振动筛筛孔处形成从上至下2～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海博，
申请(专利权)人：夏海博，
类型：发明
国别省市：