[发明专利]石油钻采中钻头冷却液的循环利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液回收领域，具体涉及石油钻采中钻头冷却液的循环利用方法。

背景技术

钻井液又称作钻井泥浆，是钻井过程中使用到的各种循环流体的总称。钻井过程中，钻井液不仅能够有效地冷却和润滑钻头，还具备平衡底层压力，避免发生井喷和井涌的作用，不仅如此，钻井液还能够传递动力和取芯采样。

根据分散介质不同，钻井液主要分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三大类。

钻井过程中，钻井液通过钻杆进入至底层，在完成其作用后带着钻井中产生的废渣一起排出，由于钻井液不仅价格高昂而且会破坏环境，所以应该对钻井液进行回收，固控系统就是用于回收钻井液的。固控系统也叫作钻井液循环系统和钻井液净化系统。固控系统主要包括钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、卧式螺旋离心机等固控设备。这些固控设备就像一系列大小、功能不同的筛子，通过层层过滤实现对钻井液的净化和再利用。

除砂器是钻井液回收工艺的二级固控系统，钻井液在经过钻井液振动筛初步筛分掉较大的固相颗粒后，即进入除砂器中，清除钻井液中含有的粒度为40~80μm的固相颗粒。

传统的除砂器在将钻井液与固相颗粒分离后，固相颗粒通过螺旋输送器被带出除砂器，但是螺旋输送器是非常危险的，在实际操作中如果操作人员操作失误将产生严重的后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统除砂器的缺陷，目的在于提供石油钻采中钻头冷却液的循环利用方法，针对水基钻井液，解决传统除砂器由于使用螺旋输送器而容易造成操作人员受伤的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

石油钻采中钻头冷却液的循环利用方法，（A）检查涨紧弹簧的弹性，观察第一过滤板是否与排沙口顶面接触；

（B）开启进料口、排料口，倒入水基钻井泥浆；

（C）等待钻井泥浆在外壳内部的分离，也可以人工对第一过滤板进行上下振动，增加固液分离效果和速度；

（D）在排料口处收集水相、在第三过滤板远离外壳的一端收集固相颗粒；上述步骤中包括外壳，所述外壳顶部设置有进料口，外壳底部设置有出料口，外壳的侧壁上设置有排沙口，外壳的内壁上铰链连接有第一过滤板，所述第一过滤板的活动端穿过排沙口、且第一过滤板的上表面与排沙口的顶面接触，排沙口顶面的高度低于外壳内壁上铰链的高度，第一过滤板上设置有若干挡泥板，所述挡泥板在第一过滤板上的投影呈V字形，挡泥板夹角的角平分线均与第一过滤板的中轴线重合、且挡泥板的夹角均朝向第一过滤板的活动端，第一过滤板的活动端的下方安装有若干弹簧，所述弹簧的下端固定在排沙口的底面上，第一过滤板的正下方水平设置有位于外壳内的第二过滤板。现有技术中，传统的除砂器在将钻井液与固相颗粒分离后，固相颗粒通过螺旋输送器被带出除砂器，但是螺旋输送器是非常危险的，在实际操作中如果操作人员操作失误将产生严重的后果。为了解决上述问题，本发明提供了一种针对水基钻井泥浆，不需要使用螺旋输送器输送固相颗粒的除砂器。水基钻井泥浆的粘度较油基钻井泥浆低，且液相包裹固相的现象相对少一些，导致固液两相比较容易分离。本装置拥有外壳、进料口、出料口等现有除砂器都拥有的零部件，不同的是，本装置在外壳的侧壁上设置有排沙孔，在外壳的内壁上通过铰链连接有第一过滤板，第一过滤板的活动端穿过排沙孔与外界连通，第一过滤板的上表面与排沙孔顶面接触，下表面连接有若干弹簧，弹簧固定在排沙孔的底部上。排沙孔的顶面的高度低于铰链的高度，通过这种设置，使得第一过滤板具有一定的倾斜角度，而不是与水平面平行的，当本装置水平放置在地面上、且第一过滤板的活动端与排沙孔的顶面接触时，第一过滤板铰接端的高度大于活动端的高度，当进料口中的钻井泥浆落在第一过滤板上后，钻井泥浆是能够沿着第一过滤板从铰接端滑向活动端的。第一过滤板的下方设置有第二过滤板，第二过滤板也位于外壳的内部。通过上述结构，当有水基钻井泥浆从进料口进入外壳内部时，首先落在第一过滤板上，由于重力作用以及倾斜设置的第一过滤板，钻井泥浆沿着第一过滤板从铰接端向活动端移动。移动的同时，钻井泥浆中的水相穿过第一过滤板落入至第二过滤板上，经过第二过滤板的再一次过滤后，钻井泥浆中的水相从出料口中排出。另一方面，由于钻井泥浆在向活动端移动，并且，位于活动端的钻井泥浆与刚落至第一过滤板上的钻井泥浆相比，其包含的固体颗粒更多，导致活动端受到钻井泥浆的重力后竖直向下移动，活动端下方的弹簧受到挤压，此时活动端的上表面不再与排沙口的顶面接触，排沙口与第一过滤板之间形成缝隙，少量的钻井泥浆带着大量的固相颗粒从排沙口与第一过滤板之间的缝隙中排出，进入下一级固控设备。排沙完成后，活动端受到的压力减小，弹簧恢复至最初的位置，第一过滤板的上表面再次接触排沙口的顶面。综上所述，本发明通过水基钻井泥浆自身的重力，在一边进行固相分离的同时，一边由堆积在活动端的固相颗粒自身的重力开启排沙口，实现固相颗粒的排出，避免了使用螺旋输送器排出外壳内的固相颗粒，不仅降低了操作人员受伤的风险，而且节约了除砂器的使用成本。