[发明专利]一种含硫地层密闭自动岩屑采集装置

说明书

本发明属于石油钻探密闭钻井工艺技术领域，公开了一种含硫地层密闭自动岩屑采集装置，这种装置结构设计紧凑巧妙、有单/双通道设置以应对不同使用场景、有效解决含硫地层密闭循环系统中不能及时获取岩屑的技术难题、可以在完全密闭带压的环境中将钻井液中岩屑样品收集，能够防止返出流体中的硫化氢对人员和环境造成伤害，满足含硫地层钻井作业的安全要求的含硫地层密闭自动岩屑采集装置。

技术领域

本发明属于石油钻探密闭钻井工艺技术领域，具体涉及一种含硫地层密闭自动岩屑采集装置。

背景技术

在钻井过程中，从井筒返出地面的包含多相流物质（天然气、硫化氢、岩屑）的钻井液通过井口装置导流进入地面管汇，地层流体可能会随钻井液返至地面，而当钻井过程中遇到含硫地层时，硫化物就有可能随着返出的钻井液一并升至地面并泄露造成对环境的危害。

如现有技术中，如公开号为CN201090210Y，名称为“一种气体钻井岩屑自动取样装置”的中国实用新型专利文献，就公开了一种气体钻井岩屑自动取样装置，用于气体钻井中岩屑的收集，涉及一种气体钻井岩屑自动取样装置的制造技术领域，本发明包括岩屑收集、岩屑存储和控制三部分，取样管安装在主管汇的上方，岩屑收集筒的上端外缘上设置有排气孔，内部设置有过滤板，阀门与阀门控制器连接，阀门控制器与控制计算机连接，阀门的开启或者关闭由阀门控制器根据计算机给出的岩屑返出时间进行控制。

但是这种技术方案就没有考虑到采出液中携带硫化物等重污染源的情形，采用最简单直接的采出收集控制方式，已经不适用与当前的生产要求了。在新的安全环保要求下，应当避免这种因钻采过程中的硫化物返出对环境造成危害，因此为了符合新的环境和要求，应当采用钻井液密闭循环系统设计来避免采出泄露。

发明内容

本发明的目的在于通过一种装置结构设计紧凑巧妙、有单/双通道设置以应对不同使用场景、有效解决含硫地层密闭循环系统中不能及时获取岩屑的技术难题、可以在完全密闭带压的环境中将钻井液中岩屑样品收集，能够防止返出流体中的硫化氢对人员和环境造成伤害，满足含硫地层钻井作业的安全要求的含硫地层密闭自动岩屑采集装置。

一种含硫地层密闭自动岩屑采集装置，其特征在于：包括与采出液主管道连接、且进液口和出液口之间设置有主通阀门的主管路，进液口和主通阀门之间通过带有分离筒入口阀门的入口管道接入岩屑分离筒，所述岩屑分离筒的出口通过带有分离筒出口阀门的出口管道接回所述主管路且接口位于所述出液口和主通阀门之间；所述入口管道和出口管道之间还通过带有调节阀的管路相连；所述岩屑分离筒上还连接有带有泄压阀门的泄压管路、用于对岩屑分离筒内岩屑通道进行清洗的清洗管路、用于承接岩屑的储存箱、以及用于注入除硫剂的注入管；还包括用于控制所述各阀门通断以及清洗剂、除硫剂注入的一体式集中监控柜；这种装置接入管汇，钻井液进入装置，装置的主通道阀门保持常开，需要获取岩屑时，将装置的岩屑分离筒出入口通道均打开，部分钻井液进入分离筒进行岩屑分离，为让更多钻井液进入分离筒，可关闭主通道阀门，并再通过回路调节阀门来调节进入分离筒内钻井液的量，包含岩屑的钻井液进入分离筒后进行固相分离。

所述岩屑分离筒包括设置在岩屑滤筒筒体内上部的防冲内衬筒机构，钻井液进入岩屑分离筒，由于钻井液流道会发生角度转变，含岩屑固相颗粒的高压高速流体会直接冲刷岩屑分离筒的内壁，因此设计了分离筒内的防冲内衬筒机构，所述注入管连接在岩屑滤筒筒体内上部，岩屑滤筒筒体的筒壁上开有滤孔，钻井液进入滤筒后，岩屑颗粒的直径大于滤孔直径，受滤筒阻挡落入下部锥形通道，岩屑滤筒筒体内的下部则为分离出的岩屑的通道；岩屑滤筒筒体上下均为敞口结构，岩屑滤筒筒体顶部盖有顶部法兰盘，钻井液从上部口进入滤筒，分离的岩屑从下部口落出。

所述岩屑滤筒筒体底部为向内收紧的锥形通道，所述锥形通道上设置有通道方向倾斜向上朝向岩屑滤筒筒体内岩屑通道的清洗注入口，所述清洗管路通过所述清洗注入口与岩屑分离筒相连。