本发明专利技术涉及一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置及捞砂方法,属石油钻井地质录井技术领。缓冲罐通过渣浆泵与超声波振荡定量罐连通；超声波振荡定量罐的下方与旋风清洗罐连通，旋风清洗罐与真空筛分岩屑收集罐连通，真空泵通过真空罐与真空筛分岩屑收集罐连通。该捞砂装置可连续收集井筒返出的部分钻井液，可满足规定的录井间距获取录井岩屑，解决了现有采用人工方式录井捞砂不仅耗时长，且劳动强度大；以及采用现有捞砂装置清洗岩屑时间长、消耗水量大，且捞砂过程都是敞开操作，钻井液的挥发物质对操作者身体健康存有损害的问题，特别适用于油田录井捞砂使用。别适用于油田录井捞砂使用。别适用于油田录井捞砂使用。
【技术实现步骤摘要】
一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置及捞砂方法
[0001]本专利技术涉及一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置及捞砂方法,属石油钻井地质录井技术领。
技术介绍
[0002]岩屑录井是地质录井的重要环节，可以按照一定的录井间距和迟到时间从井筒返出钻井液中连续收集岩屑、清洗岩屑、分选岩屑，掌握井下地层层序、岩性，以初步了解地层含油水气的情况。但是，目前在钻井过程中，已钻成的裸眼井筒壁面可能发生岩屑剥脱，并随钻井液一起返出地面，混杂在来自井底的岩屑之中。然而，录井需要的岩屑是钻头破碎井底产生的岩屑。因此，从钻井液中分选出井底的“真”岩屑是目前已知的岩屑录井捞砂装置的难点之一。在另一方面，传统的岩屑录井捞砂多采用人工方式，即井筒返出的钻井液经钻机固控系统的振动筛进行固液分离，分离出的固相被视为岩屑，人工获取这些固相倒入水盆中，手工搅拌清洗或淘洗至可见岩屑本色。但是，人工捞砂方法难以满足录井间距要求和区分“真、假”岩屑，也难以建立精准的井下地层层序；且由于清洗岩屑需要另外加水，清洗完成的岩屑需要再次晾干或烘干；使得收集、清洗、晾干岩屑的过程不仅耗时长，且劳动强度大。为解决这一问题，部分油田开发了连续捞砂装置。该装置采用专门的振动筛收集固相，采用搅拌罐清洗岩屑，操作工序多、捞砂时间长、消耗水量大；砂样需要晾干或烘干；所有过程都是敞开操作，钻井液的挥发物质对操作者的身体健康也有损害，且“真、假”岩屑混杂，增加了岩屑识别难度。因此，提供一套具备连续收集、自动清洗和分选岩屑的捞砂装置是岩屑录井连续获取砂样的基础保障。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于：提供一种能够按照一定的录井间距从井筒返出的钻井液中连续收集岩屑、清洗岩屑、分离、筛选岩屑，从而为岩屑录井及时提供合格的岩屑，且作业全过程密闭、无需人工干预，以解决现有采用人工方式不仅耗时长，且劳动强度大；采用捞砂装置清洗岩屑时间长、消耗水量大，且捞砂过程都是敞开操作，钻井液的挥发物质对操作者的身体健康也有损害等问题的基于真空过滤的地质录井捞砂装置及捞砂方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，它由缓冲罐、超声波振荡定量罐、旋风清洗罐、真空筛分岩屑收集罐、真空泵和真空罐构成，其特征在于：从钻井液返出槽分流部分钻井液进入缓冲罐，缓冲罐通过渣浆泵与超声波振荡定量罐连通；超声波振荡定量罐的下方与旋风清洗罐连通，旋风清洗罐与真空筛分岩屑收集罐连通，真空泵通过真空罐与真空筛分岩屑收集罐连通；工作时，在真空泵的作用下真空罐、真空筛分岩屑收集罐、旋风清洗罐内形成真空，以便于流体的进入和排出。
[0005]所述的缓冲罐的罐体顶部设置搅拌电机, 缓冲罐的罐体内设置有搅拌桨，搅拌电机与搅拌桨连接。
[0006]所述的超声波振荡定量罐由振荡定量罐体、超声波发生器、振动棒构成，振荡定量罐体的顶部装有超声波发生器，振荡定量罐体内设置有振动棒，超声波发生器与振动棒连接，振荡定量罐体的上端设置有液流进口，振荡定量罐体的底部设置有液流出口。
[0007]所述的旋风清洗罐由罐体、导流管、进气管和出口管构成，罐体内设置有导流管，导流管顶端延伸至罐体上方，罐体上端圆周两侧对称设置有进气管，罐体底端设置有出口管。
[0008]所述的延伸至罐体上方的导流管顶部设置有法兰盘；所述的进气管呈水平设置，进气管与罐体连通，所述的与罐体连通的进气管端头为矩形，矩形的进气管端头与罐体内壁相切。
[0009]所述的导流管为变径体，导流管的大径段管壁上均布有液流孔。导流管的小径段为盲管。
[0010]所述真空筛分岩屑收集罐由上罐体、中罐体和下罐体构成，上罐体和中罐体为圆柱形罐体，下罐体为锥形罐体，上罐体、中罐体和下罐体相互之间通过紧固螺栓连接固定，上罐体和中罐体之间安装有上筛板，中罐体和下罐体之间安装有下筛板。上罐体顶部设置有上连通管，上连通管与旋风清洗罐出口管连接。下罐体底部设置有下连通管，下连通管与真空罐连接。
[0011]所述上筛板为20
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40目大孔径筛板，拦截钻井液井壁坍塌剥脱的中粗固相颗粒，更细小的颗粒与气体、液体穿过上筛板进入中罐体。。上筛板与上罐体底部之间有密封垫，上筛板与中罐体顶部之间有密封垫。
[0012]所述下筛板为150
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200目小孔径筛板，拦截钻井液中的钻屑，更细小的颗粒与气体、液体穿过下筛板进入下罐体。下筛板与中罐体底部之间有密封垫，下筛板与下罐体顶部之间有密封垫。
[0013]所述密封垫为环形橡胶密封垫。
[0014]上述捞砂装置的捞砂方法包括以下步骤；1）从钻井液返出槽分流出的钻井液在流量为0.5m3/h
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1.0m3/h的条件下进入缓冲罐，启动搅拌桨，以对进入的钻井液进行搅拌，防止钻井液出现沉淀，搅拌转速为60
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90r/min；搅拌桨搅拌的同时，启动渣浆泵提升缓冲罐中钻井液进入超声波振荡定量罐，2）进入超声波振荡定量罐的钻井液在超声波功率1kw的条件下，对钻井液中的岩屑进行连续振荡破胶清洗；3）经超声波振荡破胶的钻井液在重力作用下进入导流管并经液流孔流出进入旋风清洗罐。与此同时，在真空作用下，空气在120Nm3/h
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150Nm3/h的条件下经与罐体内壁相切的进气管端头进入旋风清洗罐，并形成高速旋转流，高速旋转流动的空气与液流孔流出的钻井液混合高速搅拌，从而形成气液混合物；4）气液混合物在真空作用下，进入真空筛分岩屑收集罐，气液混合物依次经上筛板和下筛板筛分后，使更细小的岩屑进入下罐体。进入下罐体的颗粒、气体、液体在真空作用下进入真空罐收集，由此完成捞砂作业。其中，上筛板筛分出的固相颗粒为井壁坍塌剥脱颗粒（假岩屑），下筛板筛分出的固相颗粒为井底岩屑（目标岩屑），井底岩屑取出后，即可进行岩屑录井。
[0015]本专利技术具有如下的有益效果：
1、连续收集井筒返出的部分钻井液，可以满足规定的录井间距获取录井岩屑。
[0016]2、在密闭流程中完成岩屑的清洗和岩屑收集，不需要另外加水或化学剂清洗岩屑。
[0017]3、采用超声波振荡和旋流气体冲洗岩屑最大程度保证了岩屑的冲洗效果和完整性，通过真空筛分岩屑收集罐的上筛板和下筛板自动分选岩屑，减少了人工对获取的岩屑进行真假分辨的难度。
[0018]4、整个捞砂流程密闭，不增加外来物，不产生对环境的污染。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术缓冲罐的剖视结构示意图；图3为本专利技术旋风清洗罐的剖视结构示意图；图4为本专利技术旋风清洗罐的横截面俯视结构示意图；图5为本专利技术真空筛分岩屑收集罐的剖视结构示意图；图6为本专利技术声波振荡定量罐的剖视结构示意图；图7为本专利技术清洗罐的出口压力为40kpa时的分析图；图8为本专利技术清洗罐的出口压力为80kpa时的分析图。
[0020]图中：1、缓冲罐，2、超声波振荡定量罐，3、旋风清洗罐，4、真空筛分岩屑收集罐，5、真空罐，6、搅拌电机，7、搅拌桨，8、罐体，9、导流管，1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，它由缓冲罐（1）、超声波振荡定量罐（2）、旋风清洗罐（3）、真空筛分岩屑收集罐（4）、真空泵（22）和真空罐（5）构成，其特征在于：缓冲罐（1）通过渣浆泵（14）与超声波振荡定量罐（2）连通；超声波振荡定量罐（2）的下方设置有旋风清洗罐（3），超声波振荡定量罐（2）通过旋风清洗罐（3）与真空筛分岩屑收集罐（4）连通，真空泵（22）通过真空罐（5）与真空筛分岩屑收集罐（4）连通，工作时，在真空泵（22）的作用下真空罐（5）、真空筛分岩屑收集罐（4）、旋风清洗罐（3）内形成真空，以便于流体的进入和排出。2.根据权利要求1所述的一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，其特征在于：所述的缓冲罐（1）的罐体顶部设置搅拌电机（6）, 缓冲罐（1）的罐体内设置有搅拌桨（7），搅拌电机（6）与搅拌桨（7）连接。3.根据权利要求1所述的一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，其特征在于：所述的超声波振荡定量罐（2）由振荡定量罐体（23）、超声波发生器（25）、振动棒（24）构成，振荡定量罐体（23）的顶部装有超声波发生器（25），振荡定量罐体（23）内设置有振动棒（24），超声波发生器（25）与振动棒（24）连接，振荡定量罐体（23）的上端设置有液流进口（26），振荡定量罐体（23）的底部设置有液流出口（27）与旋风分离器（3）上方的导流管（9）连接。4.根据权利要求1所述的一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，其特征在于：所述的旋风清洗罐（3）由罐体（8）、导流管（9）、进气管（10）和出口管（11）构成，罐体（8）内设置有导流管（9），导流管（9）顶端延伸至罐体（8）上方，罐体（8）上端圆周两侧分别设置有进气管（10），罐体（8）底端设置有出口管（11）。5.根据权利要求4所述的一种基于真空过滤的地质录井捞砂装置，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马卫国，阳婷，李习林，刘雪行，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：
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