[实用新型]高温高压条件下钻井液硅橡胶复合膜分离测试试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气勘探开发技术，具体地说是高温高压条件下钻井液硅橡胶复合膜分离测试试验装置。

背景技术

在录井过程中，钻井液脱气技术能够实现烃类组分从钻井液中分离，钻井液中气体的采集方法和方式直接影响如何准确获取钻井液中地层气的含量。因此，对应地层气的采集，是现场录井作业中一项非常重要的工作。传统的钻井液脱气技术主要依靠电动式连续钻井液脱气器，主要通过电动机搅拌棒破碎钻井液，在气测仪的样品泵抽吸下使其中的气体负压脱出。

电动式连续钻井液脱气器受制于液面高度、空气入口流速、钻井液组成等诸因素影响。

根据膜分离技术研究得出的膜分离脱气方法，设计合理的膜组件并将其集成到井下钻具中，对钻遇地层的烃类组分含量进行随钻检测，真实反映钻井液中轻烃气体信息，准确评价地层中油气含量。

目前在石油勘探领域中应用的膜分离技术使用的分离膜有硅橡胶复合膜。

硅橡胶复合膜分离技术在石油勘探领域中的应用还处于起步阶段，相应的膜分离技术应用情况较少。为了考察分离膜的实际应用情况，获取分离膜两侧浓度关联关系，需要研制一种适用于井下高温高压环境的钻井液硅橡胶复合膜分离测试试验装置。

中国专利CN104741010A公开了一种硅橡胶复合膜，可以借助本装置进行分离测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供高温高压条件下钻井液硅橡胶复合膜分离测试试验装置，在高温高压下，能够考察分离膜的实际应用情况，获取分离膜两侧浓度关联关系，以评价在高温高压条件下硅橡胶复合膜对钻井液烃类组分的分离情况。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，高温高压条件下钻井液硅橡胶复合膜分离测试试验装置，包括复合膜分离组件、钻井液进样罐、气相色谱、高压载气瓶，所述复合膜分离组件放置有复合膜，所述复合膜分离组件通过钻井液泥浆循环管线同时并联钻井液进样罐和气体进样口管线，所述复合膜分离组件通过膜脱气采样管线连接气相色谱，所述复合膜分离组件通过气相加压管线连接高压载气瓶，所述钻井液泥浆循环管线和气相加压管线之间并联有平衡装置。

所述钻井液泥浆循环管线上设置有钻井液循环泵，所述钻井液循环泵与复合膜分离组件之间设置阀门，所述复合膜分离组件位于恒温箱内，所述钻井液泥浆循环管线、气体进样口管线、膜脱气采样管线、气相加压管线上均设置有电加热线圈控温装置，所述钻井液循环泵在自身泵头上也设置保温套。

所述复合膜分离组件包括密封箱，所述密封箱内腔中部横置复合膜，密封箱开设有气液进口连接钻井液泥浆循环管线，密封箱开设加压口连接气相加压管线，密封箱开设采样口连接膜脱气采样管线。

所述钻井液泥浆循环管线上还设置有钻井液进样手动增压泵和压力表；所述钻井液泥浆循环管线还连接液体放空管线，所述钻井液进样手动增压泵分别与钻井液进样罐、钻井液循环泵之间均设置有阀门呢，所述气体进样口管线上设置有阀门，所述液体放空管线上也设置阀门。

所述复合膜分离组件和气相色谱之间的膜脱气采样管线上还依次设置气体过滤器、气体质量流量计，所述膜脱气采样管线还连接气体分流管线，所述复合膜分离组件和气体过滤器之间设置减压阀，所述气体质量流量计和气相色谱之间设置阀门，所述气体分流管线上也设置阀门。

所述复合膜分离组件和高压载气瓶之间的膜脱气采样管线上还设置有载气缓冲罐，所述载气缓冲罐分别与复合膜分离组件、高压载气瓶之间均设置阀门。

所述载气缓冲罐还连接有背压阀、压力表。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

该温度控制系统采用电加热带调控管线温度、恒温箱控制温度、钻井液循环泵泵头保温等，实时控制钻井液循环温度；

该压力控制系统采用液相手动增压泵对管线内钻井液增压，用高压气体钢瓶对载气采样管线加压，同时在钻井液泥浆循环管线与膜脱气加压管线间安装平衡装置，保证管线间压力平衡；

该膜分离系统组件为自行设计的耐温耐压膜分离组件，与复合膜配套使用进行试验测试。由于复合膜在高温高压的条件下作业，因此需对膜组件的密封性能加以强化，结合复合膜自身特性，设计采用双重O型圈的法兰式密封方法，所用O型圈的材质为耐高温橡胶，实现复合膜和膜脱气组件密封组装。

为了满足高温高压试验环境的需要，该复合膜可以耐温可以达到120℃，拉伸破坏压强最高可以达到27.8MPa，膜内外两测耐压差至少可以达到1MPa；