[实用新型]钻井液四相分离器岩屑预分离机构

说明书

技术领域

    本实用新型涉及石油钻探欠平衡钻井循环系统地面四相分离设备制造技术领域，主要是用于在全过程欠平衡钻井时地面四相分离器中对由于钻进时井壁坍塌而产生的大颗粒岩屑进行预分离的机构。

背景技术

欠平衡钻井有减少对产层损害，提高油气产量等诸多优点，在欠平衡钻井过程中，由于钻井液液柱压力小于地层压力，地层流体就会进入井眼并返至地面，因此在地面上需要对含有地层产物的钻井液进行分离处理，恢复其性能，以便再次泵入井内进行循环。对含有地层产物（包括气、原油以及岩屑）钻井液的分离处理，目前国内普遍采用的是气液两相分离器、撇油罐、振动筛的配置，其中撇油罐和振动筛为敞开式结构，其内的钻井液与大气连通，如果钻井液中含有硫化氢等有害物质，就会对人员和环境构成威胁，甚至酿成重大安全事故，因此，目前国内在硫化氢含量大于50ppm的储层还不能进行欠平衡钻井作业。

为了满足对高含硫储层进行欠平衡钻井作业的需要，即需在密闭条件下对钻井液中的气、原油和岩屑进行有效的分离，并对分离产物进行妥善处理，从而消除钻井液中的地层产物（特别是硫化氢等易挥发的有害物质）向外界扩散的风险。将设计的四相分离器应用于欠平衡钻井作业中，不但可代替液气分离器、撇油罐等敞开式装置，更重要的是为国内含硫地层密闭欠平衡钻井作业提供了技术储备，拓展了欠平衡钻井技术的应用范围。

目前，美国、加拿大、英国等国家的一些石油公司相继研制出了四相分离器，并成功进行了现场使用；而在国内，公开号为CN201330572，公开日为2009年10月21日的中国专利文献公开了一种钻井液四相分离器，涉及钻井液分离设备制造技术领域，包括壳体和分离机构，分离机构的除固仓设置在壳体内的前部，液、气分离仓和储油仓分别设置在壳体内的中部和后部，解决了现有技术不能分离钻井液中的油和固体的问题，还可以防止钻井液流量增大时，从排气管线排出，造成地面污染的问题，本实用新型设计了一种将钻井液中的水、油、气和固相在不同的舱中进行分离的钻井液四相分离器，能够保证钻井液物理和化学性能，具有结构紧凑，整体性能好，自动化程度高的特点。

但上述钻井液四相分离器在实际应用于欠平衡钻井时，由于地层压力大于钻井液液柱压力，这样会造成井壁容易坍塌，使得排出的地层产物中岩屑颗粒粒径相对较大，通常大于泵正常运行所容许的最大固相颗粒要求，因此容易对分离器的岩屑出口固相泵造成较大损害，甚至造成安全事故的发生，因此解决这个大颗粒岩屑问题成为设备安全正常运行的先决条件。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的技术问题，本实用新型提出了一种钻井液四相分离器岩屑预分离机构，本实用新型可过滤地层产物中直径大于预设粒径的固相岩屑，进而保护分离器出口固相泵不受大颗粒冲击的损害，保障分离系统的正常运行。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种钻井液四相分离器岩屑预分离机构，包括罐体，在罐体上设有进液口和排砂孔，其特征在于：在罐体内靠近进液口的罐壁上安装有筛网，筛网将所述罐体内部分隔为上下两个独立的腔体，上部的腔体为预分离腔，进液口与所述预分离腔相通。

所述筛网是倾斜安装在罐壁上的，预分离腔的截面形状呈三角形。

位于进液口的下方的罐体上开有预排砂管，预排砂管与预分离腔相通，且预排砂管与筛网相接。

所述预排砂管是倾斜设置的，倾斜的角度与所述筛网的倾斜角度一致。

在所述预排砂管的端部设置有用于封堵的法兰。

在所述罐体的底部设置有排砂孔，排砂孔通过排砂管与固相泵连接，固相泵上连接有泵出口管。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本实用新型中，采用“在罐体内靠近进液口的罐壁上安装有筛网，筛网将所述罐体内部分隔为上下两个独立的腔体，上部的腔体为预分离腔，进液口与所述预分离腔相通”这样的技术方案，实现了大颗粒与小颗粒的岩屑和钻井液连续相的分离，通过筛网过滤掉地层产物中直径较大的固相岩屑颗粒，进而可以保护分离器出口固相泵不受大颗粒的冲击而由此造成的损伤，为四相分离器的正常运行提供了保障。

2、本实用新型中，采用“所述筛网是倾斜安装在罐壁上的，预分离腔的截面形状呈三角形，位于进液口的下方的罐体上开有预排砂管，预排砂管与预分离腔相通，且预排砂管与筛网相接”这样的技术方案，当停止循环后，岩屑可以顺着倾斜的筛网由预排砂管排出。