[实用新型]一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置

说明书

本实用新型公开一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，包括空气压缩机、测试控制系统以及依次连接的顶驱、气水龙头、双壁钻杆、气水混合器和单壁钻杆，测试控制系统包括气液分离罐、泥浆罐、返浆泵、流量计、液位计和控制单元，双壁钻杆的环状间隙上端连通空气压缩机，下端连通气水混合器，双壁钻杆的内管上端连通气液分离罐，下端连通气水混合器，单壁钻杆上端连通气水混合器，气液分离罐与泥浆罐连通，液位计设置于泥浆罐上，泥浆罐出口连通返浆泵，返浆泵出口通过返浆管通向井内，流量计设置于返浆管上。本实用新型能够模拟气举无隔水管泥浆回收过程，摸清各影响因素与泥浆上返流量的关系，为气举工艺用于无隔水管泥浆回收奠定基础。

技术领域

本实用新型涉及海洋钻探设备技术领域，特别是涉及一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置。

背景技术

海洋无隔水管泥浆回收钻井工艺，工作原理是利用水下泥浆举升泵将上返至井口的泥浆举升，通过单独的泥浆上返管汇输送返回至钻井平台，进行泥浆的回收再利用，可解决泥浆污染海水的问题，同时实现双梯度钻井的功能。但传统的无隔水管泥浆回收钻井工艺依靠水下的举升泵来举升泥浆，存在如下弊端：(1)水下设备复杂，可靠性差；(2)含岩屑的泥浆对举升泵的冲蚀磨损，易导致泵损坏；(3)水下设备不易日常检修维护。

针对以上问题，可借鉴陆地常用的气举反循环钻井原理，通过甲板的空压机向泥浆上返管线内注气，利用气体举升泥浆代替水下泵举，实现泥浆的回收。气举用于无隔水管泥浆回收技术可有效简化水下设备，提高系统工作可靠性。

进行无隔水管条件下的泥浆回收时，需实时控制举升泥浆的流量等于泥浆上返至井口的流量。若大于则会出现将额外的海水一并回收，影响泥浆的性能；若小于则会出现上返至井口的泥浆溢出，污染海洋环境。在传统的水下泵举工艺中，可通过举升泵的调频来实现举升泥浆流量的变化；但对于气举泥浆举升工艺，目前处于前期可行性分析，尚无相关实践应用，因此亟需一种可用于上述工况模拟的试验装置以进行相关研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够模拟气举无隔水管泥浆回收过程，摸清各影响因素与泥浆上返流量的关系，为气举工艺用于无隔水管泥浆回收奠定基础。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，包括空气压缩机、测试控制系统以及依次连接的顶驱、气水龙头、双壁钻杆、气水混合器和单壁钻杆，所述测试控制系统包括气液分离罐、泥浆罐、返浆泵、流量计、液位计和控制单元，所述双壁钻杆的环状间隙上端通过所述气水龙头的注气口连通所述空气压缩机，所述双壁钻杆的环状间隙下端连通所述气水混合器，所述双壁钻杆的内管上端连通所述气水龙头的排渣口，所述气水龙头的排渣口通过所述顶驱连通所述气液分离罐，所述双壁钻杆的内管下端连通所述气水混合器，所述单壁钻杆上端连通所述气水混合器，所述气液分离罐的出液口与所述泥浆罐连通，所述液位计设置于所述泥浆罐上用于检测所述泥浆罐内液位，所述泥浆罐的出口连通所述返浆泵进口，所述返浆泵出口通过返浆管通向井内，所述流量计设置于所述返浆管上，所述空气压缩机、所述返浆泵、所述流量计和所述液位计均与所述控制单元电连接。

优选地，所述气液分离罐上端设有进浆口，所述顶驱通过排浆管连通所述进浆口，所述气液分离罐下端设置所述出液口，所述气液分离罐顶端设有排气组件，所述气液分离罐内设有分离组件。

优选地，所述排气组件包括排气管和伞形挡板，所述排气管下端伸入所述气液分离罐内并连接所述伞形挡板，所述排气管伸入所述气液分离罐内的外周面上设有多个排气孔。

优选地，所述分离组件包括沿高度方向交错并间隔设置的多个分离板，各所述分离板均由连接在所述气液分离罐内壁的一端向另一端倾斜向下设置。