[发明专利]经改进的气动脱气器组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由马修·海·亨德森(Matthew Hay Henderson)、查尔斯·卡特勒·布雷顿(Charles Cutler Britton)以及尼尔·帕特里克·施耐德(Neil Patrick Schexnaider)于2013年12月10日提交的名称为“经改进的气动脱气器组件(Improved Air-Driven Degasser Assembly)”的非临时美国申请第14/101,608号的优先权，所述申请要求由马修·海·亨德森、查尔斯·卡特勒·布雷顿以及尼尔·帕特里克·施耐德提交的名称为“脱气器空气马达分离式安装(Degasser Air Motor Separated Mounting)”于2013年5月20日的临时美国申请第61/825,280号的优先权，所述申请以引用方式并入本文。

背景技术

由于对油气的需求持续增加，油田操作人员已不得不将井钻探得越来越深，以便满足这个需求。使得此类深井行得通的钻探操作的要素之一是钻探流体。钻探流体或“浆”通常向下注入到钻管中、穿过钻头、沿着钻孔壁与钻管外部之间所形成的环带中的钻孔向上返回。流体润滑并且冷却钻头、控制钻孔压力、使钻孔壁稳定，并将钻屑向上运送远离钻孔底部。流体通常在闭合环路中流动，其中流体在重新注入到钻孔前被过滤以去除切屑以及其它杂质。

随着钻探的进行，来自周围地层的气体可释放到钻探流体中，从而在流体内形成气泡。操作人员有时会将气体从流体中分离出来，以测量和分析存在于所提取的样本气体中的碳氢化合物。这种分离由马达驱动的钻探流体脱气器来执行。由于存在可燃气体，因此通常使用空气马达而非更昂贵的防爆电动马达来驱动脱气器。此类马达通常直接安装至脱气器，以便减少脱气器/马达组件所需要的空间的量，减小组件操作所产生的振动水平，并且减少组件部件的数目。

由于在高压下和/或以高流率驱动，空气马达通常发生泄漏，从而允许空气从围绕输出轴的密封件逸出。如果轴表面因碎屑或不充分的润滑而磨损，那么这种空气泄漏会增加。虽然对于空气马达而言这种泄漏被视为正常的，但是本发明人已观察到，当空气马达将脱气器驱动时，它们会显现出明显缺点。由于马达直接安装至脱气器腔室，因此空气可以从马达泄漏至脱气器腔室中，在这里空气与所提取的样本气体混合。这样添加未知量的空气使所提取的样本气体稀释不确定量。另外，由于用来将空气马达驱动的空气与润滑油混合，因此会发生另外污染，并会加重气流内的碳氢化合物的测量产生的误差。使问题进一步加剧的是，直接安装马达使操作和维护人员无法检测泄漏，直到拆卸下脱气器才可进行检测，并且测试马达轴的泄漏。虽然已早就认识到这些问题，但是现有的脱气器设计的固有局限性已经阻止开发实际可行的解决方案。

附图说明

因此，本文中公开了一种新颖的脱气器驱动配置，所述脱气器驱动配置隔离脱气器密封件以免侵犯空气马达泄漏。在附图中：

图1示出说明性的钻探环境。

图2示出说明性的空气马达和脱气器腔室组件。

图3A和图3B示出替代性的气动脱气器组件。

图4示出说明性的脱气方法的流程图。

应理解，图式以及对应具体实施方式不限制本发明，相反，它们提供用来理解在所附权利要求书的范围内的所有修改、等效型式以及替代型式的基础。

具体实施方式

当在说明性的使用背景中描述时，所公开的系统得到最佳的理解。因此，图1示出说明性的钻探环境。钻探平台2支撑井架4，所述井架具有用于使钻柱8升高和降低的游车(traveling block)6。在钻柱8经由转台12降低时，钻杆10支撑所述钻柱。钻头14是由井底马达驱动，和/或是由钻柱8的旋转驱动。当钻头14旋转时，它产生穿过各种地层18的钻孔16。泵20使钻探流体循环穿过供给管道22到达钻杆10、井下穿过钻柱8的内部、穿过钻头14中的孔口、经由钻柱8周围的环带而返回至地表、穿过脱气器组件200并进入到保留凹坑24中。钻探流体将切屑从钻孔运输到凹坑24中，并有助于维持钻孔的完整性。