[发明专利]一种钻井液冷却系统

说明书

本发明提供的一种钻井液冷却系统，包括活动池、输送泵、进出口管汇装置和冷却装置，进出口管汇装置包括钻井液进出口管汇装置、冷源进出口管汇装置和冲洗管汇装置，具体包括钻井液进、出口管和冷源进、出口管，钻井液进、出口管路与冷源进、出口管路之间设有冲洗引流管和冲洗回流管，各管路上设有开关阀；冷却装置内有钻井液通道和冷源通道。进出口管汇装置采用模块化结构设计，实现了钻井液与冷源之间同向、逆向流动换热功能，以及钻井液通道的正、反向冲洗功能，冲洗功能使用简单便捷，冷却装置与进出口管汇装置之间形成箱式一体橇装结构，具有结构紧凑、移运方便、清洗简单高效的优点。

技术领域

本发明涉及石油钻探技术领域，特别涉及一种钻井液冷却系统。

背景技术

在石油钻井过程中，由于井底温度高，且钻头钻杆与岩石井壁的摩擦产生大量热量，钻井液在循环过程中被不断升温，尤其对于深井、超深井等高温高压井钻探过程，钻井液返回地面时的温度能达到200℃以上，持续高温会严重恶化钻井液性能和稳定性、降低钻井设备的使用寿命和安全性。

随着海上石油勘探开发技术的不断发展，开发出可满足大排量、高冷却效率的海上钻井液冷却系统成为海洋平台高温高压钻井工程的一项亟待解决的问题。传统钻井液冷却方式大多采用风冷或水冷方式，由于在海洋钻井中缺少充足的冷却用淡化水，因此海上钻井液冷却系统大多选择风冷方式，但风冷的冷却效率有限，且配套装置体积较大，难以满足冷却系统大排量、移动作业的工作需求。目前，采用钻井液和载冷剂在板式换热器液流通道中循环流动进行钻井液冷却的方式得到广泛应用，通过降低换热器中载冷剂温度和减小板式换热器内的液流间隙可有效提高冷却系统的换热效率。

然而，实际应用发现，由于板式换热器内的液流间隙相对狭窄，当通过降低制冷剂温度来提高钻井液与制冷剂之间的换热冷却效率时，泥浆在循环通道中容易受过低温影响而发生凝固结冰，进而造成循环通道堵塞，反而使得换热无法正常进行。而且，换热通道内乙二醇等载冷剂一旦发生泄露，则会造成海洋环境污染。此外，由于钻井液排量大、且含有大量杂质或渣滓，冷却装置连续运行一定周期以后，相对狭窄的液流通道极易结垢造成通道堵塞，进而导致其冷却效率降低甚至无法正常工作，对装置进行停机检修、人工拆卸清洗后再组装过程也耗时费力，不能满足连续钻井的技术要求。而采用超声、电磁脉冲等方式进行循环通道清洗时，其配套设备的成本相对较高；采用化学方法进行清洗时，则不可避免的给钻井液、海洋环境带来一定的污染隐患，且清洗过程也相对复杂。

发明内容

为了上述技术问题，本发明实施例提供一种进出口管汇装置采用模块化结构设计、移运便捷且钻井液通道清洗简单方便的钻井液冷却系统。

为了达到本发明的目的，本发明提供了一种钻井液冷却系统，该钻井液冷却系统包括活动池、输送泵、进出口管汇装置和冷却装置，进出口管汇装置包括钻井液进出口管汇装置、冷源进出口管汇装置和冲洗管汇装置，钻井液进出口管汇装置包括钻井液进口管、钻井液出口管，钻井液进口管位于钻井液出口管的上方，冷源进出口管汇装置包括冷源进口管、冷源出口管，钻井液进口管和钻井液出口管中的一个与冷源进口管之间设有冲洗引流管，钻井液进口管和钻井液出口管中的另一个与冷源出口管之间设有冲洗回流管，冲洗引流管、冲洗回流管上均设有冲洗控制阀，钻井液进口管和钻井液出口管中的所述另一个、冷源进口管上均设有开关阀；

冷却装置内包括多个并联的钻井液通道和多个并联的冷源通道，多个并联的钻井液通道与多个并联冷源通道之间交替间隔排布；

输送泵包括钻井液泵和冷源泵，活动池、钻井液泵、钻井液进口管、每一钻井液通道、钻井液出口管依次相连接形成闭环流路，冷源泵、冷源进口管、每一冷源通道、冷源出口管依次相连接。