專利名稱：鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及石油鉆探欠平衡鉆井循環(huán)系統(tǒng)地面四相分離設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域， 主要是用于在全過程欠平衡鉆井時地面四相分離器中對由于鉆進時井壁坍塌而產(chǎn)生的大 顆粒巖屑進行預(yù)分離的機構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]欠平衡鉆井有減少對產(chǎn)層損害，提高油氣產(chǎn)量等諸多優(yōu)點，在欠平衡鉆井過程中， 由于鉆井液液柱壓力小于地層壓力，地層流體就會進入井眼并返至地面，因此在地面上需 要對含有地層產(chǎn)物的鉆井液進行分離處理，恢復(fù)其性能，以便再次泵入井內(nèi)進行循環(huán)。對含 有地層產(chǎn)物(包括氣、原油以及巖屑)鉆井液的分離處理，目前國內(nèi)普遍采用的是氣液兩相 分尚器、撇油罐、振動篩的配置，其中撇油罐和振動篩為敞開式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的鉆井液與大氣 連通，如果鉆井液中含有硫化氫等有害物質(zhì)，就會對人員和環(huán)境構(gòu)成威脅，甚至釀成重大安 全事故，因此，目前國內(nèi)在硫化氫含量大于50ppm的儲層還不能進行欠平衡鉆井作業(yè)。[0003]為了滿足對高含硫儲層進行欠平衡鉆井作業(yè)的需要，即需在密閉條件下對鉆井液 中的氣、原油和巖屑進行有效的分離，并對分離產(chǎn)物進行妥善處理，從而消除鉆井液中的地 層產(chǎn)物(特別是硫化氫等易揮發(fā)的有害物質(zhì))向外界擴散的風(fēng)險。將設(shè)計的四相分離器應(yīng)用 于欠平衡鉆井作業(yè)中，不但可代替液氣分離器、撇油罐等敞開式裝置，更重要的是為國內(nèi)含 硫地層密閉欠平衡鉆井作業(yè)提供了技術(shù)儲備，拓展了欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍。[0004]目前，美國、加拿大、英國等國家的一些石油公司相繼研制出了四相分離器，并成 功進行了現(xiàn)場使用；而在國內(nèi)，公開號為CN201330572，
公開日為2009年10月21日的中國 專利文獻公開了一種鉆井液四相分離器，涉及鉆井液分離設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，包括殼體和 分離機構(gòu)，分離機構(gòu)的除固倉設(shè)置在殼體內(nèi)的前部，液、氣分離倉和儲油倉分別設(shè)置在殼體 內(nèi)的中部和后部，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能分離鉆井液中的油和固體的問題，還可以防止鉆井 液流量增大時，從排氣管線排出，造成地面污染的問題，本實用新型設(shè)計了一種將鉆井液中 的水、油、氣和固相在不同的艙中進行分離的鉆井液四相分離器，能夠保證鉆井液物理和化 學(xué)性能，具有結(jié)構(gòu)緊湊，整體性能好，自動化程度高的特點。[0005]但上述鉆井液四相分離器在實際應(yīng)用于欠平衡鉆井時，由于地層壓力大于鉆井液 液柱壓力，這樣會造成井壁容易坍塌，使得排出的地層產(chǎn)物中巖屑顆粒粒徑相對較大，通常 大于泵正常運行所容許的最大固相顆粒要求，因此容易對分離器的巖屑出口固相泵造成較 大損害，甚至造成安全事故的發(fā)生，因此解決這個大顆粒巖屑問題成為設(shè)備安全正常運行 的先決條件。發(fā)明內(nèi)容[0006]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，本實用新型提出了一種鉆井液四相分離 器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，本實用新型可過濾地層產(chǎn)物中直徑大于預(yù)設(shè)粒徑的固相巖屑，進而保 護分離器出口固相泵不受大顆粒沖擊的損害，保障分離系統(tǒng)的正常運行。[0007]本實用新型是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:[0008]—種鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu),包括罐體,在罐體上設(shè)有進液口和排砂 孔，其特征在于:在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安裝有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)將所述罐體內(nèi)部分隔為上 下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔，進液口與所述預(yù)分離腔相通。[0009]所述篩網(wǎng)是傾斜安裝在罐壁上的，預(yù)分離腔的截面形狀呈三角形。[0010]位于進液口的下方的罐體上開有預(yù)排砂管，預(yù)排砂管與預(yù)分離腔相通，且預(yù)排砂 管與篩網(wǎng)相接。[0011]所述預(yù)排砂管是傾斜設(shè)置的，傾斜的角度與所述篩網(wǎng)的傾斜角度一致。[0012]在所述預(yù)排砂管的端部設(shè)置有用于封堵的法蘭。[0013]在所述罐體的底部設(shè)置有排砂孔，排砂孔通過排砂管與固相泵連接，固相泵上連 接有泵出口管。[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所達到的有益效果如下:[0015]1、本實用新型中，采用“在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安裝有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)將所述罐 體內(nèi)部分隔為上下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔，進液口與所述預(yù)分離腔相通” 這樣的技術(shù)方案，實現(xiàn)了大顆粒與小顆粒的巖屑和鉆井液連續(xù)相的分離，通過篩網(wǎng)過濾掉 地層產(chǎn)物中直徑較大的固相巖屑顆粒，進而可以保護分離器出口固相泵不受大顆粒的沖擊 而由此造成的損傷，為四相分離器的正常運行提供了保障。[0016]2、本實用新型中，采用“所述篩網(wǎng)是傾斜安裝在罐壁上的，預(yù)分離腔的截面形狀呈 三角形，位于進液口的下方的罐體上開有預(yù)排砂管，預(yù)排砂管與預(yù)分離腔相通，且預(yù)排砂管 與篩網(wǎng)相接”這樣的技術(shù)方案，當(dāng)停止循環(huán)后，巖屑可以順著傾斜的篩網(wǎng)由預(yù)排砂管排出。[0017]3、本實用新型中，采用“預(yù)排砂管是傾斜設(shè)置的，傾斜的角度與所述篩網(wǎng)的傾斜角 度一致”這樣的技術(shù)方案，可以更加方便、順利地將鉆屑從預(yù)分離腔中排出。[0018]4、本實用新型中，采用“在所述預(yù)排砂管的端部設(shè)置有用于封堵的法蘭”這樣的技 術(shù)方案，可根據(jù)實際需要手動打開。[0019]5、綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)和安裝，結(jié)構(gòu)可靠，滿足欠平衡鉆井 循環(huán)系統(tǒng)的大排量要求，使用后也便于進行清洗和維護。


[0020]圖1本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖中標(biāo)記:1、進液口，2、篩網(wǎng)，3、罐體，4、排砂管，5、固相泵，6、泵出口管，7、預(yù)排砂 管，8、法蘭，9、預(yù)分離腔。
具體實施方式
[0022]實施例1[0023]作為本實用新型的一較佳實施方式，本實用新型公開了一種鉆井液四相分離器巖 屑預(yù)分離機構(gòu)，包括罐體，在罐體上設(shè)有進液口和排砂孔，在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安 裝有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)將所述罐體內(nèi)部分隔為上下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔，進液 口與所述預(yù)分離腔相通。[0024]實施例2[0025]作為本實用新型的最佳實施方式，參照說明書附圖1，其包括罐體，在罐體上設(shè)有進液口和排砂孔，在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安裝有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)將所述罐體內(nèi)部分隔為上下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔，進液口與所述預(yù)分離腔相通，篩網(wǎng)是傾斜安裝在罐壁上的，預(yù)分離腔的截面形狀呈三角形，位于進液口的下方的罐體上開有預(yù)排砂管，預(yù)排砂管與預(yù)分離腔相通，且預(yù)排砂管與篩網(wǎng)相接，預(yù)排砂管是傾斜設(shè)置的，傾斜的角度與所述篩網(wǎng)的傾斜角度一致，在所述預(yù)排砂管的端部設(shè)置有用于封堵的法蘭，在所述罐體的底部設(shè)置有排砂孔，排砂孔通過排砂管與固相泵連接，固相泵上連接有泵出口管。工作原理如下:四相分離器的進液口 I在罐體3的端面。由于地層流體中的固相顆粒密度較大，因此巖屑可以在罐體的底部沉積下來。為便于排砂，將分離器的排砂孔設(shè)置于罐底，并通過排砂管4連接到固相泵5，最后通過固相泵的抽吸作用將巖屑從泵出口管6排到罐外。由于固相泵5對巖屑的粒徑大小有一定要求，即為保證固相泵葉輪不受大顆粒的慣性沖擊而造成損傷，一般要求泵送的流體所含顆粒粒徑較小，因此需要在巖屑顆粒在罐底沉積之前預(yù)先將較大粒徑的巖屑顆粒過濾掉并單獨排除。為此，在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安裝一層篩網(wǎng)2。將篩網(wǎng)與罐壁端面保持一定傾斜角安裝，地層流體從進液口 I流出經(jīng)過篩網(wǎng)2后，小顆粒的巖屑和鉆井液連續(xù)相繼續(xù)流進罐內(nèi)，而大顆粒巖屑受篩網(wǎng)阻擋停留在篩網(wǎng)上。又由于大顆粒巖屑質(zhì)量較大，受自身重力作用沿篩網(wǎng)斜面下落至底部。在停止循環(huán)后，打開法蘭8，大顆粒巖屑便可以比較方便的從罐壁端面上的預(yù)排砂管7排除。
權(quán)利要求1.一種鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，包括罐體(3)，在罐體(3)上設(shè)有進液口(1)和排砂孔，其特征在于:在罐體(3)內(nèi)靠近進液口( I)的罐壁上安裝有篩網(wǎng)(2 )，篩網(wǎng)(2 ) 將所述罐體(3)內(nèi)部分隔為上下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔(9)，進液口(I) 與所述預(yù)分離腔(9)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，其特征在于:所述篩網(wǎng)(2)是傾斜安裝在罐壁上的，預(yù)分離腔(9)的截面形狀呈三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，其特征在于:位于 進液口(I)的下方的罐體(3)上開有預(yù)排砂管(7)，預(yù)排砂管(7)與預(yù)分離腔(9)相通，且預(yù) 排砂管(7)與篩網(wǎng)(2)相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，其特征在于:所述預(yù)排 砂管(7)是傾斜設(shè)置的，傾斜的角度與所述篩網(wǎng)(2)的傾斜角度一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，其特征在于:在所述預(yù) 排砂管(7)的端部設(shè)置有用于封堵的法蘭(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，其特征在于:在所述罐 體(3)的底部設(shè)置有排砂孔，排砂孔通過排砂管(4)與固相泵(5)連接，固相泵(5)上連接 有泵出口管(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆井液四相分離器巖屑預(yù)分離機構(gòu)，包括罐體，在罐體上設(shè)有進液口和排砂孔，在罐體內(nèi)靠近進液口的罐壁上安裝有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)將所述罐體內(nèi)部分隔為上下兩個獨立的腔體，上部的腔體為預(yù)分離腔，進液口與所述預(yù)分離腔相通。本實用新型可過濾地層產(chǎn)物中直徑大于預(yù)設(shè)粒徑的固相巖屑，進而保護分離器出口固相泵不受大顆粒沖擊的損害，保障分離系統(tǒng)的正常運行。
文檔編號E21B21/01GK203161134SQ20122073449
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張保貴, 羨維偉, 陳科旭, 羅茂娜 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司