[实用新型]一种钻井液固控循环系统工艺的设备组合

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻井液固控循环系统工艺的设备组合，特别涉及一种石油天然气钻井过程中产生的钻井液处理的设备组合。

背景技术

钻井液，是钻井过程中使用的循环的流体，是液体、固体和化学处理剂的混合物。钻井液的循环，是钻井液经钻井泵加压获得水压后，通过高压管汇、水龙头输送到钻杆内腔，沿钻杆内腔流到地下，从钻头喷嘴喷射出来，将钻头在地层下破碎的岩屑沿钻杆外的环形空间带回地面，将由井口返回地面的(泥浆)里面的大的钻屑、重晶石及其他的大固体颗粒进行有效的分离，处理过的钻井液(泥浆)可以重复使用，从而降低钻井的成本，并且有利于环境保护。

钻井实践表明，当泥浆中固相颗粒减少1％时，钻头的寿命延长7～10％，钻速提高29％以上。在钻井过程中，优良的钻井液性能是提高钻井速度，降低钻井成本、预防井下事故、保护油气产层的前提，而钻井液固控系统是维持钻井液性能的保证。

传统的废弃井液处理方法为就地掩埋，具体地，对于远离水源地的钻井现场，钻井前需要在井场挖2000至5000方的泥浆地，铺设塑料薄膜，并用泥浆池存放废弃钻井液；经过泥浆池的自然沉降，上面澄清的泥浆水作为钻井液循环使用；钻井完毕后，通过在泥浆池中添加水泥和石灰，就地掩埋。此传统的废弃钻井液处理方法存在以下不足：①经过泥浆的自然沉降，上面澄清的泥浆水作为钻井液循环使用，因泥浆的粘度和比重较大，其中的固相颗粒只能稍稍的减少，继续使用这种泥浆，必然会有一些岩屑和沙砾随泥浆进入泥浆泵，被再次送入井底，造成泥浆泵易损坏和钻头寿命的大大缩短，钻头进尺减少，钻速降低，大量的岩屑和沙粒破坏了泥浆的造壁性能，甚至造成井塌、卡钻等事故；②在井场挖土坑作为废弃钻井液存储池，存在一定的地表水污染风险，例如在施工过程中遇到暴雨和其他水源汇集井场，废弃钻井液可能会泄漏到邻近的农田、水体和表层土壤中，破坏井场附近的生态环境；③目前部分地区已经禁止采用就地掩埋，完井后要求清理干净，清理工作费时，成本高；④本身采用就地挖坑的方法劳动强度大，效率低。

目前多通过拉运至处理站集中处理的方式替代传统的就地掩埋方式，以减少生态环境的破坏，普遍采用就地放置大型钻井液储存罐的形式，钻井平台产生的钻井液通过输送管道流入储存罐，储存罐装满后使用铲车或者人工方式将储存罐运至处理站。主要不足：①储存罐占地面积大；②运输费用高；③成本高；④效率低；⑤统计分析结果表明，钻井时钻井液每日维护费用约90％是在固相控制或以此相关的问题上，钻井液中加重、重晶石的费用约占钻井液总材料费用的75％，有用的部分泥浆液不能循环使用，导致钻井运行成本高。

近年来，固控系统从钻井液循环罐到固控设备，技术上都有了较大改进，工艺流程趋向合理。钻井液固控设备的净化流程大致是：井口(返出的钻井液)→钻井液振动筛→真空除气器→钻井液除砂器→除泥器→钻井液离心机→净化的钻井液返回井口，主要不足：①钻井液振动筛筛网网目选择较困难且筛网易堵，影响处理效果；②与钻井液除砂器、除泥器中配套的振动筛网目选择比较困难且筛网易堵，影响处理效果；③由于钻井液离心机之前工序设备存在不足，导致大颗粒径(大于20μm)的泥浆进入高速离心机，影响钻井离心机的分选效果，导致处理后的钻井液固相颗粒较多，钻头的使用寿命短。

国外固相控制设备性能良好、工作稳定、寿命长，已实现设备类型的标准化、系列化和专用化。美国石油工具有限公司固相控制系统由4台振动筛和两台干燥器组成；4台振动筛和一台干燥器并联在一起，井内返出的钻井液由钻井液分配器分流到4台振动筛和一台干燥器进行处理，它们分离出的固相颗粒再由另一台干燥器进行处理，使颗粒进一步脱水；脱出的液体回收，干燥的颗粒被排掉，其主要不足：①振动筛和干燥器筛网网目选择困难，且筛网易堵；②进口产品价格昂贵，配件成本高，周期长。

专利号为201420016318.4的实用新型专利《一种废弃钻井液处理系统及其收集装置》，主要存在不足：有用的部分钻井液不能循环使用，导致钻井运行成本高。

专利号为201320881564.1的实用新型专利《废液钻井液处理装置》，主要存在不足：废弃钻井液经脱稳分离单元后，没有浓缩过程，直接进入板框压滤机，由于入料浓度低，导致板框压滤机工作效率低。

随着石油勘探工业的发展，钻井深度不断增加，钻遇地层日益复杂，深井、超深井、水平井、欠平衡井等特殊井越来越多，对钻井液固控系统提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种钻井液固控循环系统工艺的设备组合。