[发明专利]一种钻井液冷却系统

说明书

本发明涉及石油及天然气钻探技术领域，具体涉及一种钻井液冷却系统，包括连接井口的井口溢流管、连接井口溢流管的分流箱、连接分流箱的振动筛和连接振动筛的泥浆罐，井口溢流管和/或分流箱的外壁套设有换热隔层，振动筛配套有风机，泥浆罐连接有冷却装置；换热隔层用于冷却井口溢流管和/或分流箱中的钻井液，风机用于冷却所述振动筛中的钻井液，冷却装置用于冷却泥浆罐中的钻井液以及用于向换热隔层中循环注入冷却液。本发明使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，使用同一个冷却装置对高温液体统一进行冷却处理，有利于对各个管路的流量进行统一控制，避免浪费和误操作，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及石油及天然气钻探技术领域，特别涉及一种钻井液冷却系统。

背景技术

随着能源需求的增加和石油钻井技术发展，深井、超深井、高温高压井已成为钻井工业发展的重要方向；在深井、超深井钻井过程中，每100m地温梯度为3℃左右，以6000-7000m井深为例，井底温度可达180-210℃或更高，而当井深超过10000m时，井底温度在300℃以上。地层温度升高会使钻井液出现高温降解、高温交联、高温解吸附等现象，如果不及时冷却，将严重影响钻井液性能和井下工具使用寿命，甚至造成井内事故，威胁钻井作业安全和人员安全。

目前，钻井液冷却设备一般设置在钻井液净化处理(筛分、除气、除砂、除泥)之后，即钻井液净化设备需要处理刚从井口返出的高温钻井液，高温钻井液会对钻井液净化设备的使用寿命产生不利影响，还会对操作人员造成安全威胁；因此，需要一种设置在钻井液净化设备之前的冷却系统，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，以保障净化设备的使用寿命和操作人员的作业安全。

发明内容

本发明针对现有钻井液冷却设备设置在钻井液净化处理设备之后，无法解决高温钻井液对净化设备使用寿命和操作人员作业安全产生不利影响的技术缺陷，提供一种钻井液冷却系统。本发明设置在钻井液净化处理设备前端，通过四级冷却达到快速冷却钻井液的效果，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度；本发明能够延长净化设备的使用寿命，提高操作人员的作业安全。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种钻井液冷却系统，包括连接井口的井口溢流管、连接所述井口溢流管的分流箱、连接所述分流箱的振动筛和连接所述振动筛的泥浆罐，所述井口溢流管和/或分流箱的外壁套设有换热隔层，所述振动筛配套有风机，所述泥浆罐连接有冷却装置；所述换热隔层用于冷却所述井口溢流管和/或分流箱中的钻井液，所述风机用于冷却所述振动筛中的钻井液，所述冷却装置用于冷却所述泥浆罐中的钻井液以及用于向所述换热隔层中循环注入冷却液。

常规井口对于从井底返出的钻井液一般均采用井口溢流管-分流箱-振动筛-泥浆罐的设备连接方式，本发明针对常见的井口连接方式，适用范围广，即从钻井液溢出井口起即进入三级或四级冷却流程，当井口溢流管或分流箱的外壁均套设有换热隔层时，为三级冷却，当井口溢流管和分流箱的外壁均套设有换热隔层时，为四级冷却。

以四级冷却为例，一级冷却：井口溢流管外壁套设的换热隔层通过换热原理带走井口溢流管内高温钻井液的热量，实现一级冷却；二级冷却：分流箱外壁套设的换热隔层二通过换热原理带走分流箱内高温钻井液的热量，实现二级冷却；三级冷却：使用风机对振动筛的筛面吹风，带走筛面上高温钻井液的热量，实现三级冷却；四级冷却：冷却装置带走泥浆罐中钻井液的热量，实现四级冷却。

本发明中一级冷却和二级冷却设置在钻井液净化处理设备(振动筛)前端，使钻井液在进入净化处理设备之前就被冷却至安全温度，有利于振动筛、泥浆罐和其他钻井液处理设备的使用寿命和操作人员的作业安全；同时通过三级冷却和四级冷却对钻井液进行进一步冷却，有利于钻井液的后续处理效率和循环利用效果。

优选地，所述冷却装置包括降温单元和换热器，所述降温单元用于降低所述冷却液的温度，并将降温后的所述冷却液循环输送给所述换热隔层和换热器。