[发明专利]高温钻探用钻井液降温冷却装置及其方法

说明书

本发明涉及一种高温钻探用钻井液降温冷却装置及其方法，装置包括风冷冷却罐、水冷冷却罐和冷却塔，所述风冷冷却罐的顶部设有轴流风机，所述风冷冷却罐的外壁两侧开设有窗，作为进风口，所述风冷冷却罐与水冷冷却罐通过管道连接，所述水冷冷却罐内设有盘管，第一台所述水冷冷却罐与冷却塔连接，所述冷却塔的出水口处设有风冷模块机组，所述冷却塔与循环水泵连接，所述循环水泵与水冷冷却罐连接。本发明钻井液冷却方式包括三种：一级冷却，风冷；二级冷却，水冷；三级冷却：密度调节。本发明提升了钻井液的处理量，满足高温钻井时大量钻井液冷却降温处理需求。

技术领域

本发明属于高温钻探时的钻井液降温冷却技术领域，具体涉及一种高温钻探用钻井液降温冷却装置及其方法。

背景技术

在中高温地热井和深部油气井钻井中，返回地面的钻井液温度过高，不但影响钻井液的性能，而且还影响井下钻具及导向测试工具的环境温度、使用寿命、机械钻速和井壁稳定性，在高温钻井作业中通过专用装置及时冷却钻井液使之达到适宜的温度非常必要，对返回地面的钻井液进行及时的冷却降温处理，以提高高温钻井作业的效率和安全性。

1、现有的钻井液降温冷却一般采用风机冷却或者换热冷却，因为钻井液循环系统的流量比较大，且要求降温效果在30℃左右，降温效果达不到高温钻井实际钻井液冷却需求。

2、换热冷却一般包括钻井液罐、钻井液泵、板式换热器水泵组和冷却塔，通过钻井液泵将钻井液罐内高温钻井液泵送至板式换热器，通过水泵组将冷却塔中的冷却水泵送入板式换热器中，使得钻井液与水进行换热，完成对钻井液降温，换热效率较低，并且板式换热器容易堵塞，清洗困难，导致实用性较低。

3、市面上现有的钻井液冷却装置一般对钻井液的处理量小于80m3/h，无法满足高温钻井时大量钻井液冷却降温处理需求。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，本申请提出一种无需对板式换热器进行清理，可满足高温钻井时大量钻井液冷却降温处理需求，不改变原有钻井液性能，提高钻井液在高温钻井过程中实用性的钻井液降温冷却装置。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高温钻探用钻井液降温冷却装置，包括风冷冷却罐、水冷冷却罐和冷却塔，所述风冷冷却罐的顶部设有轴流风机，所述风冷冷却罐的外壁两侧开设有窗，作为进风口，所述风冷冷却罐与水冷冷却罐通过管道连接，所述水冷冷却罐内设有盘管，所述水冷冷却罐设有3台，并通过钢管串联连接，每台所述水冷冷却罐之间的连接均通过橡胶软接头连接，靠近水冷冷却罐处设有温度计、压力表和蝶阀，第一台所述水冷冷却罐与冷却塔连接，所述冷却塔内设有排水管，所述冷却塔内设有管道接自来水管，靠近所述自来水管处设有水表和防倒流止回器，所述冷却塔的出水口处设有风冷模块机组，所述冷却塔与循环水泵连接，所述循环水泵与水冷冷却罐连接。

进一步的：所述盘管中流通的媒介为冷却水，所述冷却水为软化水。

进一步的：所述轴流风机设有两台。

进一步的：所述冷却塔的流量为300m3/h，所述冷却塔放置在室外，安装在槽钢支架上，槽钢支架不低于1.2m。

进一步的：所述循环水泵设有四台，流量均为165m3/h，循环水泵设置于水泵房内。

钻井液冷却方式包括三种：

(1)一级冷却：风冷，从钻井井口出来的高温钻井液，经振动筛除去大粒颗粒后，进入风冷冷却罐；

(2)二级冷却：水冷，从风冷冷却罐出来的钻井液，通过管道进入水冷冷却罐，与盘管直接接触进行热交换，水冷冷却罐设有三台，串联连接，在前期先安装两台，根据钻井工程中钻井液的实际参数确定是否安装第三台，盘管中的冷却水井水冷冷却罐与钻井液换热后，流至冷却塔降温，之后再经过循环水泵送至水冷冷却罐，形成循环；