[发明专利]一种高温钻井液筛分冷却装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温钻井液筛分冷却装置及方法，所述装置包括设置在箱体顶部的排风扇与进液口，倾斜设置在箱体中上方的振动筛网，设置在振动筛网下方的冷却集液床，设置在箱体下方的换热器与制冷装置，设置在箱体两侧的振动机，设置在循环管线上的钻井液循环泵和冷凝液循环泵，设置在板式换热器进出口、制冷装置进出口及冷凝液循环管线上的温度传感器，设置在冷凝液循环管线上的流量控制阀。本发明采用振动筛网与冷却装置结合的方式，在对井内高温钻井液进行筛分的同时，通过所述排风扇、所述冷却集液床、以及换热器，对所述井内高温钻井液进行换热冷却，对循环过程中的高温钻井液同时进行筛分冷却。

技术领域

本发明涉及深层高温钻井液进行持续降温技术领域，特别涉及一种高温钻井液筛分冷却装置及方法。

背景技术

随着世界各国浅层油气资源枯竭难以满足对能源的需求和石油钻井技术的不断发展，全球油气钻探开发的重心已经从浅层向深层、超深层转移，深部地热资源(干热岩)与超深油气资源等的勘探开发日益增加，其中，高温已经成为钻井行业发展的制约因素，在地热钻井、超深井钻井过程中，地层温度随深度增加而增加，若地温梯度视为3℃/100m，则井深达到6000～7000m时，井底温度可达180～210℃或更高。通过实践表明，高温使得油气井钻井工具不再完全满足深井、超深井钻井的需求，在高温环境下，井下动力工具的橡胶密封件失效，限制了井下动力工具的使用，增加了更换的频率，提高了钻井成本；随钻测量系统受高温的影响，其精度和可靠性会发生很大变化，将无法有效控制钻井轨迹；受高温影响，钻井液体系的密度、流变性和稳定性都会遭到严重破坏，最终导致钻井液性能恶化，护壁性和携岩性降低，诱发井下安全事故。因此必须要求泵入温度满足钻井要求的低温钻井液，通过不断循环来降低井底温度。

在传统的钻井液冷却过程中，从井底循环出来的高温钻井液要想进行筛分和冷却，大多数都是将这两个过程分开进行的，而且系统结构复杂、冷却效率低、操作复杂、占地空间大，使用时具有局限性，降温效果一般，经常不能满足生产的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种高温钻井液筛分冷却装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种高温钻井液筛分冷却装置，包括箱体、排风扇、进液口、排液口、固相排出口、振动筛网、振动机、冷却集液床、阻挡板、换热器、制冷装置、钻井液循环泵、冷凝液循环泵、钻井液循环管线、冷凝液循环管线一；

所述排风扇和所述进液口设置在所述箱体的顶部，所述振动机设置在所述箱体的外侧，所述换热器和所述制冷装置设置在所述箱体的内底部；

所述振动筛网倾斜设置在所述箱体的内部，且所述振动筛网较低的一端与所述固相排出口相连；所述振动筛网与所述振动机相连，所述振动机控制所述振动筛网进行振动；所述冷却集液床设置在所述振动筛网的下方，且通过所述阻挡板与所述振动筛网之间形成钻井液暂存区；

所述冷却集液床的排液口通过所述钻井液循环管线与钻井液循环泵的输入端相连，所述钻井液循环泵的输出端通过所述钻井液循环管线与所述换热器的热源输入口相连，且相连的钻井液循环管线上设有温度传感器一，所述换热器的热源输出口通过所述钻井液循环管线与所述排液口相连，且相连的钻井液循环管线上设有温度传感器二；

所述制冷装置的输出端通过所述冷凝液循环管线一与所述冷凝液循环泵的输入端相连，且相连的冷凝液循环管线一上设有温度传感器三，所述冷凝液循环泵的输出端与所述换热器的冷源输入口相连，所述换热器的冷源输出口通过所述冷凝液循环管线一与所述制冷装置的输入端相连，且相连的冷凝液循环管线一上设有温度传感器四。

作为优选，还包括缓冲分流器，所述缓冲分流器设置在所述进液口与所述振动筛网之间，用于对所述进液口输入的钻井液进行缓冲分流。

作为优选，所述缓冲分流器包括半圆锥体和多个分布在所述半圆锥体曲面的三角形扇片，所述半圆锥体的顶点端设置在所述箱体的顶部内表面。