專利名稱：鉆井液輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井液固相控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鉆井液輸送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鉆井液被稱為鉆井的血液，它的主要作用是清除并懸浮井底巖屑，攜帶 至地面使其進(jìn)行沉降；冷卻鉆頭及鉆具；形成低滲透泥餅并覆蓋井壁；控制地 層壓力；承受部分套管和鉆具的重量等。鉆井液固相控制系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)鉆 井液的凈化、配制、貯存、循環(huán)，包括鉆井液凈化系統(tǒng)、鉆井液輸送系統(tǒng)、地 面管匯。鉆井液從井口返出后經(jīng)鉆井液凈化系統(tǒng)處理，然后進(jìn)入鉆井液輸送系 統(tǒng)。鉆井液輸送系統(tǒng)是向鉆井液內(nèi)加入必要的添加劑如加重材料、化學(xué)處理劑 等以改善其性能，如粘度、比重、酸堿度、泥含餅量等；同時(shí)通過鉆井泵將合 格的鉆井液增壓送入地面管匯，再通過鉆具進(jìn)入井底。根據(jù)需要，還將鉆井液 增壓后輸送給固井泵、補(bǔ)給罐、鉆井液槍等鉆井輔助設(shè)備或設(shè)施。
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)鉆井液輸送系統(tǒng)流程示意圖，鉆井液輸送系統(tǒng)一般是 由若干鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld、兩臺(tái)鉆井泵2、 3、分別為兩臺(tái)鉆井泵提供 一定排量和壓力鉆井液的兩臺(tái)灌注泵4、 5、 一臺(tái)配藥泵6及配套的配藥漏斗8、 一臺(tái)加重泵7及配套的加重漏斗9及連接上述設(shè)備的管線、閥門及其他附件構(gòu) 成。鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld分別為配藥罐、兩個(gè)鉆井液吸入罐、加重罐。 系統(tǒng)還包括安裝在鉆井液貯罐內(nèi)的若干鉆井液槍10-1 10-5，還包括用于向井 內(nèi)灌注泥漿與水泥混合物，以固定外層井壁或技術(shù)套管的固井泵，還包括儲(chǔ)存 鉆井液用于灌注到井內(nèi)來平衡地層壓力的補(bǔ)給罐等鉆機(jī)輔助設(shè)備或設(shè)施；還包 括向上述鉆機(jī)輔助設(shè)備或設(shè)施輸送鉆井液的若干輸出管線16、 17、 18,從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)鉆井液加壓輸送、配制、貯存功能。按功能單元分，鈷井液輸送系統(tǒng)包括 鉆井液加壓輸送單元I :灌注泵4、 5的吸入口、鉆井泵2、 3的吸入口共同連 接在低壓鉆井液吸入主管線11上，灌注泵4、 5的排出口分別與鉆井泵2、 3的 吸入口通過閥門及管線連接，低壓鉆井液吸入主管線11與每個(gè)鉆井液貯罐均通 過閥門控制接通，兩臺(tái)鉆井泵2、 3的排出口通過管線20、 21連接于地面管匯 進(jìn)口。鉆井液配制單元配藥泵6和加重泵7的吸入口通過一共用管線連接在
加重配藥吸入主管線12上，但配藥泵6與加重泵7的排出管線各自獨(dú)立，分別 連接配藥漏斗8、加重漏斗9，配藥漏斗8、加重漏斗9出口分別通過閥門及管 線與各鉆井液貯罐連接，在進(jìn)入各鉆井液貯罐的分管線上安裝有控制閥門 23-1 23-4、 24-1 24-4。倒罐作業(yè)是指根據(jù)鉆井液輸送系統(tǒng)工藝的需要，在幾 個(gè)鉆井液貯罐之間進(jìn)行鉆井液調(diào)配。 一般利用配藥泵6或加重泵7作為增壓泵 進(jìn)行，將加重處理后或配藥處理后的鉆井液倒入其它鉆井液貯罐。鉆井液加壓 輸送單元n:輸送至固井泵、補(bǔ)給罐、鉆井液槍等鉆井輔助設(shè)備或設(shè)施的若干 輸出管線n、 18、 16均通過主管線15連接于加重泵排出管線上。各鉆井液貯
罐單獨(dú)設(shè)有清洗時(shí)的排污管路。來自鉆井液凈化系統(tǒng)的鉆井液進(jìn)入鉆井液輸送
系統(tǒng)時(shí)，通過各鉆井液貯罐的分管線的上的閥門22-1 22-4，控制進(jìn)入各鉆井 液貯罐的鉆井液量。
上述現(xiàn)有技術(shù)鉆井液輸送系統(tǒng)由于各功能單元均為單管路設(shè)計(jì)，且鉆井液 加壓輸送單元I和鉆井液配制單元在管線設(shè)計(jì)上各自獨(dú)立，不能互用，因此存
在兩方面的缺點(diǎn)
1、 鉆井液配制單元只能單獨(dú)進(jìn)行配藥處理、加重處理、倒罐作業(yè)的一般工 藝過程，而不能實(shí)現(xiàn)配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)^1或配藥處理、倒罐作業(yè)同時(shí) 進(jìn)行或加重處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的復(fù)雜工況下工藝過程。而隨著鉆井風(fēng)險(xiǎn) 安全防患意識(shí)的提高以及適應(yīng)鉆井效益最大化要求，對(duì)鉆井液輸送系統(tǒng)的工作 效率、工作效果也提出了較高要求。此外，對(duì)于處理復(fù)雜地層鉆井工藝的要求 也日益提高，例如對(duì)于井漏嚴(yán)重、地層壓力復(fù)雜的鉆井，要求鉆井泵輸送、配 藥處理、加重處理同時(shí)迸行，或鉆井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè) 同時(shí)進(jìn)行，或灌注泵、加重泵、配藥泵等同時(shí)用作配藥處理或加重處理。為此 對(duì)鉆井液輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在提高工作效率、工作效果和滿足復(fù)雜工況工藝過程 方面提出了更高要求。而現(xiàn)有技術(shù)不能滿足這些要求。
2、 由于各功能單元均為單管路設(shè)計(jì)，各工藝流程中鉆井液輸送或配制只有 唯一線路，因此，當(dāng)設(shè)備、管線、閥門故障維修或更換時(shí)，由于無備用設(shè)備及 管線，造成停止作業(yè)，增加經(jīng)濟(jì)損失和設(shè)備安全生產(chǎn)隱患。對(duì)井場配件供應(yīng)困 難的鉆井場所，損失尤其嚴(yán)重。例如，鉆井泵吸入管線即低壓鉆井液吸入主管 線故障需要維修，造成鉆井液輸送不能進(jìn)行。另外，雖然加重泵、配藥泵、灌 注泵為相同類型的設(shè)備，但由于單管路的設(shè)計(jì)，這些設(shè)備之間在故障時(shí)也不能
互用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉆井液輸送系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)各功能單元均為雙管路 設(shè)計(jì)，可滿足鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行，或者鉆井泵輸送、 配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同時(shí)用 作配藥處理或加重處理，可提高工作效率、工作效果，滿足井漏嚴(yán)重等復(fù)雜工 況下的鉆井液輸送要求，并且各功能單元均具有備用管路，相同類型的設(shè)備可 互為備用。
本發(fā)明技術(shù)方案是 一種鉆井液輸送系統(tǒng)，用于貯存、配制、輸送鉆井液， 包括
若干鉆井液貯罐；
鉆井液加壓輸送單元I，包括若干臺(tái)鉆井泵、與每臺(tái)鉆井泵對(duì)應(yīng)配套的為 鉆井泵提供一定排量和壓力鉆井液的若干灌注泵、低壓鉆井液吸入主管線、高 壓鉆井液排出管線，鉆井泵吸入口、灌注泵吸入口通過閥門及管線與低壓鉆井 液吸入主管線連接，鉆井泵排出口連接高壓鉆井液排出管線，灌注泵排出口通 過閥門及管線與鉆井泵吸入口連接，低壓鉆井液吸入主管線分別通過閥門及管
線與各鉆井液貯罐連接，高壓鉆井液排出管線接入地面管匯；
鉆井液配制單元，用于在鉆井液中加入添加劑配置鉆井液，包括一配藥泵、 與該配藥泵配套連接的配藥漏斗、 一加重泵、與該加重泵配套連接的加重漏斗、 加重配藥吸入主管線、連接在配藥漏斗排出口和各鉆井液貯罐間的配藥排出管 線、連接在加重漏斗排出口和各鉆井液貯罐間的加重排出管線，加重配藥吸入 主管線分別通過閥門及管線與各鉆井液貯罐連接，配藥泵吸入加、重泵吸入口 口與加重配藥吸入主管線連接；
鉆井液加壓輸送單元n，包括將增壓后的鉆井液輸送到固井泵、補(bǔ)給罐、
鉆井液槍等鉆井輔助設(shè)備或設(shè)施的若干輸送管線； 其特征在于
所述鉆井泵吸入口和相配套的灌注泵吸入口還通過閥門及管線與加重配藥 吸入主管線連接；所述若干臺(tái)灌注泵排出口閥門的排出口管線之間通過閥門及 管線連接；
所述配藥泵吸入口、加重泵吸入口分別通過閥門及各自獨(dú)立的管線與加重 配藥吸入主管線連接；所述配藥泵吸入口和加重泵吸入口還分別通過閥門及管 線與低壓鉆井液吸入主管線連接；所述鉆井液配制單元還包括兩條加重配藥排 出主管線，所述配藥泵排出口通過一對(duì)閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主 管線連接，所述加重泵排出口通過一對(duì)閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主 管線連接，所述配藥漏斗吸入口與一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接， 所述加重漏斗吸入口與另一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接；
所述加重配藥吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、加重泵吸入口管線的連 接口之間設(shè)有閥門，或所述低壓鉆井液吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、鉆 井泵吸入口管線的連接口之間設(shè)有閥門。
所述鉆井泵為兩臺(tái)，相應(yīng)配套的灌注泵為兩臺(tái)。
所述兩條加重配藥排出主管線的一端分別通過一對(duì)閥門及管線與兩臺(tái)鉆井 泵吸入口連接，所述兩條加重配藥排出主管線的另一端之間串接兩個(gè)閥門，該 兩個(gè)閥門之間連接一主管線，所述鉆井液加壓輸送單元II中的若干輸出管線的 前端連接于該主管線上。
所述加重配藥吸入主管線一端通過閥門及管線與鉆井液加壓輸送單元II中 的一輸出管線接通。
有益效果本發(fā)明由于實(shí)現(xiàn)雙管路設(shè)計(jì)，在滿足一般工藝過程的單獨(dú)進(jìn)行 鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理、倒罐作業(yè)的同時(shí)，通過閥門倒換還可實(shí)現(xiàn) 鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行，或鉆井泵輸送、配藥(或加重) 處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同時(shí)用作配藥處理或加 重處理的復(fù)雜工況下工藝過程，滿足了井漏嚴(yán)重、地層壓力復(fù)雜等鉆井工藝要 求。由于各功能單元均具有備用管路，并且相同類型的設(shè)備可互為備用，在設(shè) 備、管路及閥門需要維修、更換時(shí)，可不停止作業(yè)，通過閥門倒換，通過另一 管路來實(shí)現(xiàn)作業(yè)。解決了因設(shè)備、管線、閥門故障維修或更換時(shí)，由于無備用 設(shè)備及管線，造成停止作業(yè)，增加經(jīng)濟(jì)損失和設(shè)備安全生產(chǎn)隱患的問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)鉆井液輸送系統(tǒng)流程示意圖。 圖2是本發(fā)明鉆井液輸送系統(tǒng)流程示意圖。 圖3是圖2中鉆井液加壓輸送單元I放大示意圖。
圖4是圖2中鉆井液配制單元放大示意圖。
圖5是圖2中鉆井液加壓輸送單元II放大示意圖。
圖6是圖2中加重泵或配藥泵替代灌注泵工作時(shí)流程放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
如圖2所示為石油鉆機(jī)鉆井液輸送系統(tǒng)流程示意圖。來自鉆井液凈化系統(tǒng) 的鉆井液通過管線送入四個(gè)鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld，四個(gè)鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld依次作為配藥罐、吸入罐、吸入罐、加重罐，進(jìn)入鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld的支管線上分別安裝有閥門22-1、 22-2、 22-3、 22-4,可根據(jù)需要 控制進(jìn)入每個(gè)鉆井液貯罐的鉆井液量。
鉆井液加壓輸送單元I流程如圖2、圖3所示，具有兩臺(tái)鉆井泵2、 3，與 鉆井泵2、 3分別配套有灌注泵4、 5,鉆井泵2、灌注泵4的吸入口分別連接有 閥門2-l、 4-3，閥門2-l、 4-3的進(jìn)口通過管線及閥門4-2、 4-1分別與低壓鉆井 液吸入主管線ll、加重配藥吸入主管線12連接，同樣，鉆井泵3、灌注泵5的 吸入口分別連接有閥門3-1、 5-3，閥門3-1、 5-3的進(jìn)口通過管線及閥門5-2、 5-1 分別與低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12連接。灌注泵4的排 出口與鉆井泵2的吸入口之間連接有閥門4-4，灌注泵5的排出口與鉆井泵3的 吸入口之間連接有閥門5-4，閥門4-4、 5-4的出口之間通過管線連接有閥門4-5。 鉆井泵2、 3的排出口分別通過管線20、 21連接至地面高壓管匯。低壓鉆井液 吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12分別通過閥門11-1、 12-1及管線與鉆 井液貯罐la連接，分別通過閥門ll-2、 12-2及管線與鉆井液貯罐lb連接，分 別通過閥門U-3、 12-3及管線與鉆井液貯罐lc連接，分別通過閥門ll-4、 12-4 及管線與鉆井液貯罐ld連接。
鉆井液配制單元流程如圖2、圖4所示，加重泵7吸入口分別通過閥門7-2、 7-1及管線與低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12連接，配藥泵 6吸入口分別通過閥門6-2、 6-1及管線與低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥 吸入主管線12連接，加重泵7排出口分別通過閥門7-3、 7-4及管線與加重配藥 排出主管線14、 B連接，加重配藥吸入主管線12上與配藥泵6管線、加重泵
7的吸入口管線的連接口之間安裝有閥門12-7。配藥泵6排出口分別通過閥門 6-3、 6-4及管線與加重配藥排出主管線14、 13連接；配藥漏斗8的進(jìn)口通過閥 門8-1及管線與加重配藥排出主管線13連接，加重漏斗9的迸口通過閥門9-1 及管線與加重配藥排出主管線14連接，配藥漏斗8的出口通過閥門8-2及管線 與鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld連接，進(jìn)入鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld的支管 線上分別安裝有閥門23-l、 23-2、 23-3、 23-4。加重漏斗9的出口通過閥門9-2 及管線與鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld連接，進(jìn)入鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld 的支管線上分別安裝有閥門24-l、 24-2、 24-3、 24-4。
如圖2所示，低壓鉆井液吸入主管線11上與配藥泵6吸入口管線、鉆井泵 2吸入口管管線的連接口之間安裝有閥門11-7。
鉆并液加壓輸送單元II流程如圖2、圖5所示，加重配藥排出主管線14、 13之間串接閥門13-1、 14-1，閥門13-1、 14-1之間連接出一主管線15，通往固 井泵、排污箱、補(bǔ)給罐、鉆井液槍l(M 10-5的鉆井輔助設(shè)備或設(shè)施的輸出管 線17、 19、 18、 16連接于主管線15上，輸出管線17、 19、 18、 16上分別連接 有閥門17-1、 19-1、 18-1、 16-1。鉆井液槍10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 10-5安裝 于鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld內(nèi)，其數(shù)量根據(jù)需要確定，其前端安裝有閥門25-1、 25-2、 25-3、 254、 25-5。加重配藥吸入主管線12的末端通過閥門12-8及管線 與通往排污箱的輸出管線19連接。利用配藥泵6或加重泵7作為增壓泵，實(shí)現(xiàn) 鉆井液的輸送。
加重泵或配藥泵替代灌注泵工作的流程如圖2、圖6所示，兩條加重配藥 排出主管線13、 14的另一端分別通過閥門2-2、 3-2及管線與兩臺(tái)鉆井泵2、 3 的吸入口連接。
工作原理及過程
一、如圖2、圖3所示，鉆井液加壓輸送單元I流程中
(1)由于兩臺(tái)鉆井泵、兩臺(tái)灌注泵的吸入口均與低壓鉆井液吸入主管線ll、
加重配藥吸入主管線12通過閥門連接，因此使兩臺(tái)鉆井泵及兩臺(tái)灌注泵的工藝 流程具有雙管路，低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12可以互為 備用。當(dāng)?shù)蛪恒@井液吸入主管線11、加重配藥吸入主管線12中某一條管路出現(xiàn) 故障，需要維修時(shí)，可用另一種管路代替。例如正常情況下，鉆井泵2、 3工作 時(shí)，鉆井液的吸入通過低壓鉆井液吸入主管線ll,這時(shí)，分別打開閥門ll-2、11-3、 4-2、 5-2、及閥門2-l、 3-1即可。但當(dāng)閥門11-2、 11-3需要同時(shí)更換時(shí)， 可關(guān)閉閥門4-2、 5-2，打開闊門12-2、 12-3、 5-1、 4-l及閥門2-l、 3-1，利用加 重配藥吸入主管線12作為鉆井泵2、 3的吸入主管線。
當(dāng)兩個(gè)鉆井液貯罐lb、 lc內(nèi)鉆井液液面較低或鉆井液較稠時(shí)，采用柱塞泵 的鉆井泵2、 3可能無法吸入鉆井液，這時(shí)，打開灌注泵4、 5分別為鉆井泵2、 3吸入口注入鉆井液，由于灌注泵采用離心泵，其抽吸力大于鉆井泵。
當(dāng)井底出現(xiàn)井漏等特殊情況需要大量鉆井液注入井內(nèi)時(shí)，這時(shí)可同時(shí)打幵 11-1、 11-2、 11-3、 11-4或12-1、 12-2、 12-3、 12-7、 12-4，鉆井泵2、 3通過低 壓鉆井液吸入主管線11或加重配藥吸入主管線12從四個(gè)鉆井液貯罐內(nèi)同時(shí)吸 取鉆井液輸送井內(nèi)。
(2)灌注泵4、 5可以互為備用。當(dāng)鉆井泵2、 3只有一臺(tái)工作時(shí)，可使用灌 注泵4、 5中的任意一臺(tái)為鉆井泵2或3進(jìn)行灌注。例如，鉆井泵2不工作，灌 注泵4為鉆井泵3服務(wù)，則需關(guān)閉閥門2-l、 3-1，關(guān)閉閥門5-3、 5-4，打開4-3、 44、 4-5,則鉆井液從灌注泵4壓入鉆井泵3。這樣，當(dāng)一臺(tái)灌注泵故障時(shí)，另 一臺(tái)可替代臨時(shí)工作。
二、如圖2、圖4所示，鉆井液配制單元流程中 (1)由于配藥泵6與加重泵7的吸入口均與低壓鈷井液吸入主管線11、加重 配藥吸入主管線12通過閥門及管線連接，因此使配藥泵6、加重泵7工作的工 藝流程具有雙管路，不僅能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)進(jìn)行配藥處理、加重處理、倒罐作業(yè)，還 可實(shí)現(xiàn)配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行，或配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。
a:單獨(dú)進(jìn)行配藥處理或加重處理時(shí)，可使用加重泵7或配藥泵6中任意一 臺(tái)。例如，配藥泵6用作加重泵時(shí)，關(guān)閉加重泵7吸入口閥門7-l、 7-2及排出 口閥門7-3、 7-4，打開閥門12-7、 12-4,打開配藥泵6吸入口閥門6-1、排出口 閥門6-3及加重漏斗吸入、排出口閥門9-l、 9-2，配藥泵6從加重罐ld中吸入 鉆井液，經(jīng)過加重漏斗9處理后，返回加重罐ld中。
b:配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行時(shí)，有以下三種工藝過程。
其一， 一般情況下，配藥泵6與加重泵7均從加重配藥吸入主管線12吸入。 這時(shí)，關(guān)閉闊門12-7、 7-2、 7-4,打開閥門12-4、 7-1、 7-3、 9-1、 9-2、 24-4， 可實(shí)現(xiàn)加重處理。與此同時(shí)，關(guān)閉閥門6-2、 6-3,打開12-1、 6-1、 6-4、 8-1、 8-2、 23-1,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)配藥處理。
其二，配藥泵6與加重泵7分別從低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥吸 入主管線12吸入。這時(shí)，關(guān)閉閥門6-l、 6-3,打開閥門ll-l、 11-7、 6-2、 6-4、 8-1、 8-2、 23-1，可實(shí)現(xiàn)加藥處理。與此同時(shí)，關(guān)閉閥門12-7、 7-2、 7-4，打開 閥門12-4、 7-1、 7-3、 9-1、 9-2、 24-4，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)加重處理。
其三，配藥泵6與加重泵7分別從加重配藥吸入主管線12、低壓鉆井液吸 入主管線ll吸入。這時(shí)，關(guān)閉閥門6-2、 6-3，打開12-1、 6-1、 6-4、 8-1、 8-2、
23- 1，可實(shí)現(xiàn)配藥處理。與此同時(shí)，關(guān)閉閥門7-l、 7-4，打開閥門ll-4、 7-2、 7-3、 9-1、 9-2、 24-4，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)加重處理。
c:配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。
倒罐作業(yè)是指根據(jù)鉆井液輸送系統(tǒng)工藝的需要，在幾個(gè)鉆井液貯罐之間進(jìn) 行鉆井液調(diào)配，例如把加重好的液體倒入其它罐時(shí)，可利用加重泵7作為增壓 泵，如果此時(shí)，不進(jìn)行配藥，也可用配藥泵6作為增壓泵倒罐。把配好藥的液 體倒入其它罐時(shí)，可利用配藥泵6作為增壓泵，如果此時(shí)，不進(jìn)行加重，也可 用加重泵7作為增壓泵倒罐。類似于上述b配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行工藝 流程，配藥處理、倒罐作業(yè)或加重處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)也有上述三種工 藝過程，不同之處是，倒罐時(shí)，通過閥門的切換，在倒罐作業(yè)中起到增壓輸送 作用的加重泵不只從加重罐中吸入，而可能從任一鈷井液貯罐中吸入，返回排 出時(shí)可至其他任一鉆井液貯罐。關(guān)于配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)《亍 的工作過程在這時(shí)不再詳細(xì)描述。
(2) 由于配藥泵6與加重泵7的排出口均分別通過閥門及管線分別與兩條加 重配藥排出主管線14、 13連接，從而使配藥泵6和加重泵7可互為備用。當(dāng)單 獨(dú)進(jìn)行加重處理或配藥處理時(shí)，可使用配藥泵6與加重泵7中任一臺(tái)工作。例 如，當(dāng)加重泵7出現(xiàn)故障，系統(tǒng)又需要進(jìn)行加重處理時(shí)，關(guān)閉加重泵吸入及排 出口各閥門，關(guān)閉閥門6-2、 6-4、打開閥門12-4、 12-7、 6-1、 6-3、 9-1、 9-2、
24- 4，配藥泵6工作，可從加重罐ld內(nèi)吸入鉆井液，加重處理后送回加重罐ld 內(nèi)。
(3) 在特殊工藝環(huán)境下， 一臺(tái)鉆井泵使用的同時(shí)，如鉆井泵2正常吸入排出， 配藥泵6、加重泵7及另一臺(tái)泥漿泵3上的灌注泵5可同時(shí)參與配藥或加重處 理。如灌注泵5參與加重處理時(shí)，需關(guān)閉閥門5-2、 3-1，打開閥門12-4、 12-7、 5-1、 5-3、 5-4、 3-2、 9-1、 9-2、 24-4，灌注泵5工作，可從加重罐ld內(nèi)吸入鉆
井液，反向壓入加重配藥排出主管線14,通過加重漏斗9加重處理后送回加重 罐ld內(nèi)。
三、 如圖2、圖5所示，鉆井液加壓輸送單元II流程中
為固井泵、鉆井液槍、補(bǔ)給罐、排污箱輸送鉆井液的輸出管線17、 16、 18、 19均通過主管線15、閥門13-1、 14-1分別與加重配藥排出主管線14、 13連接， 利用加重泵7或配藥泵6作為增壓泵，通過加重配藥排出主管線14、 13中任一 管線，可實(shí)現(xiàn)向固井泵、鉆井液槍、補(bǔ)給罐、排污箱等鉆井輔助設(shè)施輸送鉆井 液，借用鉆井液配制單元的雙管路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了各輸送管線的雙管路設(shè)計(jì)， 同時(shí)利用加重泵和配藥泵互為備用功能，保證了各輸出管線正常工作，最大程 度上解決了管線或設(shè)備故障時(shí)造成停止作業(yè)的問題。由前述灌注泵可參與加重 處理可知，灌注泵具有替代加重泵或配藥泵工作的功能，可作為它們的備用泵。 因此特殊需要時(shí)，兩臺(tái)灌注泵也可作為增壓泵為固井泵、鉆井液槍、補(bǔ)給罐、 排污箱等鉆井輔助設(shè)施輸送鉆井液。
以向鉆井液槍輸送鉆井液為例，說明鉆井液加壓輸送單元n的工作過程。
安裝于鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld內(nèi)的鉆并液槍10-l、 10-2、 10-3、 10-4、 10-5，
接受到增壓的鉆井液后，可對(duì)沉積在鉆井液JT:罐la、 lb、 le、 ld底部的沉積物 進(jìn)行沖刷并使之與鉆井液充分混合，在清罐時(shí)沖刷罐底部沉砂，以防止巖屑沉 積在鉆井液ie罐中。向鉆井液槍輸送鉆井液時(shí)，加重泵7或配藥泵6中任意一 臺(tái)工作，打開13-1或14-1，打開閥門16-1即可。同理，當(dāng)需要向固井泵、補(bǔ) 給罐輸送鉆井液時(shí)，加重泵7、配藥泵6中任意一臺(tái)工作，打開閾門13-1或14-1， 打開閥門17-1、 18-1即可。當(dāng)鉆井液貯罐la、 lb、 lc、 ld需要個(gè)別或全部排污 清洗時(shí)，加重泵7或配藥泵6中任意一臺(tái)工作，打開閥門13-1或14-1，打開閥 門19-1，鉆并液貯罐內(nèi)大部分污水快速輸送到排污箱，罐底剩余的鉆井液可通 過打開加重配藥吸入主管線12末端的閥門12-8放出到排污箱。若灌注泵4替 代加重泵7或配藥泵6作為增壓泵為補(bǔ)給罐輸送鉆井液，這時(shí)關(guān)閉2-l、 4-5， 打開4-3、 4-4、 2-2、 13-1、 18-1即可。
四、 如圖2、圖6所示，加重泵7或配藥泵6作為灌注泵的備用泵。反過 來灌注泵4、 5也可作為加重泵7或配藥泵6的備用泵。以加重泵7或配藥泵6 作為灌注泵的備用泵為例，當(dāng)灌注泵4、 5中一臺(tái)或兩臺(tái)同時(shí)損壞時(shí)，可使用加 重泵7或配藥泵6單獨(dú)或同時(shí)用作灌注泵，打開閥門2-2可代替灌注泵4，打開
閥門3-2可代替灌注泵5。借用鉆井液配制單元的雙管路設(shè)計(jì)，加重泵7或配藥 泵6作為灌注泵應(yīng)用時(shí)也實(shí)現(xiàn)了雙管路設(shè)計(jì)，同時(shí)利用加重泵和配藥泵互為備 用功能，可使加重泵7或配藥泵6可用作任一臺(tái)灌注泵，最大程度上解決了管 線或設(shè)備故障時(shí)造成停止作業(yè)的問題。工作時(shí)，若加重泵7作為灌注泵為鉆井 泵2供鉆井液，加重泵7從低壓鉆井液吸入主管線11吸入，則需關(guān)閉闊門7-1、 7-3，打開11-2或11-3、打開閥門ll-7、 7-2、 7-4、 2-2即可。若配藥泵6作為 灌注泵為鉆井泵3供鉆井液，且配藥泵6從加重配藥吸入主管線12吸入，則需 關(guān)閉閥門6-2、 6-4，打開閥門12-2或12-3、打開閥門6-1、 6-3、 3-2即可。其 它情況不一一列舉。灌注泵4、 5作為加重泵7或配藥泵6的備用泵在前面已作 說明。
五、在前述配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行的三種工藝過程的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn) 鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行的工藝過程如下
其一，如圖2所示， 一般情況下，配藥泵6與加重泵7均從加重配藥吸入 主管線12吸入。這時(shí)，這時(shí)，鉆井泵2、 3只能從低壓鉆井液吸入主管線11吸 入，若從加重配藥吸入主管線12吸入，則與配藥吸入管線共管線，造成管路混 亂。鉆井泵2、 3工作時(shí)，同時(shí)打開閥門ll-2、 11-3或只打開閥門11-2,或只打 開閥門11-3，關(guān)閉閥門12-2、 12-3，關(guān)閉閥門4-l、 5-1，打開閥門4-2、 5-2、
2- 1、 3-1，鉆井泵2、 3分別通過低壓鉆井液吸入主管線11從鉆井液貯罐lb、 lc內(nèi)同時(shí)或僅從鉆井液貯罐lb或僅從鉆井液貯罐lc吸入鉆井液工作。
其二，配藥泵6與加重泵7分別從低壓鉆井液吸入主管線11、加重配藥吸 入主管線12吸入。這時(shí)，需打開閥門11-7,關(guān)閉閥門12-7，鉆并泵2、 3必須 從加重配藥吸入主管線12吸入，而不能從低壓鉆井液吸入主管線11吸入。若 從則低壓鉆井液吸入主管線11吸入，則造成與配藥吸入管線共管線，造成管路 混亂。鉆井泵2、 3工作時(shí)，同時(shí)打開閥門12-2、 12-3,或只打開12-2或只打 開12-3，關(guān)閉閥門11-2、 11-3，關(guān)閉閥門4-2、 5-2，打開閥門4-l、 5-1、 2-1、
3- 1,鉆井泵2、 3分別通過加重配藥吸入主管線12從鉆井液貯罐lb、 lc內(nèi)同 時(shí)或僅從鉆井液貯罐lb或僅從鉆井液貯罐lc吸入鉆井液工作。
其三，配藥泵6與加重泵7分別從加重配藥吸入主管線12、低壓鉆井液吸 入主管線ll吸入。這時(shí)，需關(guān)閉閥門ll-7、閥門12-7，鉆升泵2、 3只能從低 壓鉆井液吸入主管線11吸入，而不能從加重配藥吸入主管線12吸入。若從則
加重配藥吸入主管線12吸入，則造成與配藥吸入管線共管線，造成管路混亂。 鉆井泵2、 3工作時(shí)，同時(shí)打開閥門ll-2、 11-3，或只打開11-2或只打開11-3， 關(guān)閉闔門12-2、 12-3，鉆井泵2、 3工作時(shí)，關(guān)閉閥門4-l、 5-1，打幵閥門4-2、 5-2、 2-1、 3-1,鉆井泵2、 3分別通過低壓鉆井液吸入主管線11從鉆井液貯罐 lb、 lc內(nèi)同時(shí)或僅從鉆井液貯罐lb或僅從鉆井液jt罐lc吸入鉆井液工作。
六、在前述配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)的三種工藝過程的 基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)鉆井泵輸送、配藥處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，這里不再詳敘。
由上述可見，本發(fā)明由于運(yùn)用雙管路設(shè)計(jì)，通過閥門切換，不僅能實(shí)現(xiàn)單 獨(dú)進(jìn)行鈷井泵輸送、加重處理、配藥處理或倒罐作業(yè)，還能實(shí)現(xiàn)鉆井泵輸送、 配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行，或鉆井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒罐處 理同時(shí)進(jìn)行，或者配藥泵6、加重泵7及一臺(tái)灌注泵同時(shí)參與快速配制鉆井液。 同時(shí)，由于相同類別的設(shè)備借助管路設(shè)計(jì)具有互為備用功能及雙管路設(shè)計(jì)具有 備用管路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于設(shè)備維修及更換、管線維修造成停止作業(yè)的 問題。
權(quán)利要求
1、一種鉆井液輸送系統(tǒng)，用于貯存、配制、輸送鉆井液，包括若干鉆井液貯罐；鉆井液加壓輸送單元I，包括若干臺(tái)鉆井泵、與每臺(tái)鉆井泵對(duì)應(yīng)配套的為鉆井泵提供一定排量和壓力鉆井液的若干灌注泵、低壓鉆井液吸入主管線、高壓鉆井液排出管線，鉆井泵吸入口、灌注泵吸入口通過閥門及管線與低壓鉆井液吸入主管線連接，鉆井泵排出口連接高壓鉆井液排出管線，灌注泵排出口通過閥門及管線與鉆井泵吸入口連接，低壓鉆井液吸入主管線分別通過閥門及管線與各鉆井液貯罐連接，高壓鉆井液排出管線接入地面管匯；鉆井液配制單元，用于在鉆井液中加入添加劑配置鉆井液，包括一配藥泵、與該配藥泵配套連接的配藥漏斗、一加重泵、與該加重泵配套連接的加重漏斗、加重配藥吸入主管線、連接在配藥漏斗排出口和各鉆井液貯罐間的配藥排出管線、連接在加重漏斗排出口和各鉆井液貯罐間的加重排出管線，加重配藥吸入主管線分別通過閥門及管線與各鉆井液貯罐連接，配藥泵吸入加、重泵吸入口口與加重配藥吸入主管線連接；鉆井液加壓輸送單元II，包括將增壓后的鉆井液輸送到固井泵、補(bǔ)給罐、鉆井液槍等鉆井輔助設(shè)備或設(shè)施的若干輸送管線；其特征在于所述鉆井泵吸入口和相配套的灌注泵吸入口還通過閥門及管線與加重配藥吸入主管線連接；所述若干臺(tái)灌注泵排出口閥門的排出口管線之間通過閥門及管線連接；所述配藥泵吸入口、加重泵吸入口分別通過閥門及各自獨(dú)立的管線與加重配藥吸入主管線連接；所述配藥泵吸入口和加重泵吸入口還分別通過閥門及管線與低壓鉆井液吸入主管線連接；所述鉆井液配制單元還包括兩條加重配藥排出主管線，所述配藥泵排出口通過一對(duì)閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主管線連接，所述加重泵排出口通過一對(duì)閥門及管線分別與兩條加重配藥排出主管線連接，所述配藥漏斗吸入口與一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接，所述加重漏斗吸入口與另一加重配藥排出主管線通過閥門及管線連接；所述加重配藥吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、加重泵吸入口管線的連接口之間設(shè)有閥門，或所述低壓鉆井液吸入主管線上與配藥泵吸入口管線、鉆井泵吸入口管線的連接口之間設(shè)有閥門。
2、 如權(quán)利要求1所述鉆井液輸送系統(tǒng)，其特征在于所述鉆井泵為兩臺(tái)， 相應(yīng)配套的灌注泵為兩臺(tái)。
3、 如權(quán)利要求2所述鉆井液輸送系統(tǒng)，其特征在于所述兩條加重配藥排 出主管線的一端分別通過一對(duì)閥門及管線與兩臺(tái)鉆井泵吸入口連接，所述兩條 加重配藥排出主管線的另一端之間串接兩個(gè)閥門，該兩個(gè)閥門之間連接一主管 線，所述鉆井液加壓輸送單元II中的若干輸出管線的前端連接于該主管線上。
4、 如權(quán)利要求3所述鉆井液輸送系統(tǒng)，其特征在于所述加重配藥吸入主 管線一端通過閥門及管線與鉆井液加壓輸送單元II中的一輸出管線接通。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉆井液固相控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鉆井液輸送系統(tǒng)。包括若干鉆井液貯罐、鉆井液加壓輸送單元I、鉆井液配制單元、鉆井液加壓輸送單元II，通過對(duì)各工藝單元進(jìn)行雙管路設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)進(jìn)行鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理、倒罐作業(yè)的一般工藝過程，通過閥門倒換還可實(shí)現(xiàn)鉆井泵輸送、配藥處理、加重處理同時(shí)進(jìn)行，或鉆井泵輸送、配藥(或加重)處理、倒罐作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，或灌注泵、加重泵、配藥泵同時(shí)用作配藥處理或加重處理的復(fù)雜工況下工藝過程。由于各功能單元均具有備用管路，并且相同類型的設(shè)備可互為備用，在設(shè)備、管路及閥門需要維修、更換時(shí)，可不停止作業(yè)，通過閥門倒換，通過另一管路來實(shí)現(xiàn)作業(yè)。
文檔編號(hào)E21B21/00GK101109275SQ20071004489
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者何軍國, 欣 劉, 應(yīng)保連, 勇 張, 楊擁軍 申請(qǐng)人:南陽二機(jī)石油裝備(集團(tuán))有限公司