專利名稱：用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置的制作方法
技術領域：
用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置 技術領域一種用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，用于接收并存放 含硫地層欠平衡鉆井作業(yè)中四相分離器分離出的大顆粒巖屑，屬于鉆井液密閉循環(huán)系統(tǒng)裝 備制造領域。 技術背景在含硫地層實施欠平衡鉆井作業(yè)中，由于允許地層產(chǎn)出的硫化氫進入 井筒并循環(huán)至地面，所以鉆井液的地面循環(huán)分離必須在密閉條件下進行，必須使用密閉式 鉆井液循環(huán)分離系統(tǒng)。 在常規(guī)鉆井作業(yè)中，由于井內(nèi)返出的鉆井液中不含有易揮發(fā)的有害物質(zhì)，所以井 內(nèi)產(chǎn)生的巖屑可直接由振動篩以及其他的固控設備進行處理；而在含硫地層實施欠平衡鉆 井作業(yè)中，由于固控設備是敞開式結構，所以巖屑不能直接由固控設備進行處理，而必須由 密閉系統(tǒng)對鉆井液進行循環(huán)分離；在密閉系統(tǒng)處理鉆井液的流程中，井內(nèi)返出的鉆井液首 先由四相分離器進行多相分離，分離出的原油、氣體以及大顆粒的巖屑必須進行密閉儲存 或妥善處理。其中分離出的大顆粒巖屑，還含有一定量的鉆井液以及少量含硫化氫的氣體； 妥善處理這些巖屑成為含硫地層進行欠平衡作業(yè)中重要的工作部分。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對含硫地層欠平衡作業(yè)四相分離器分離出的 大顆粒巖屑需要進行妥善處理的問題，設計了 一種可處理巖屑中的鉆井液和氣體、防止巖 屑局部堆積、避免硫化氫在裝置內(nèi)聚集的用于含硫地層欠平衡鉆井用的密閉式巖屑儲存裝置。 本實用新型是這樣實現(xiàn)的，本實用新型由進砂管組、沖砂管組、氣體處理管組和儲 罐組組成，其特征在于 進砂管組包括進砂管和蝶閥，蝶閥設置在進砂管與儲液罐之間的管道上；進砂管 包括進砂總管1、一號進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管IO，蝶閥包括一號蝶閥2、三號蝶 閥5、四號蝶閥6、五號蝶閥8、六號蝶閥9和七號蝶閥ll，其中一號蝶閥2、四號蝶閥6和六 號蝶閥9分別設置在進砂總管1與一號進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管10之間，一號 進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管10分別通過三號蝶閥5、五號蝶閥8和七號蝶閥11與 儲砂罐17連接；沖砂管組包括沖砂管27、溢流沖砂管21、一號溢液沖砂蝶閥20和二號溢流 沖砂蝶閥3，沖砂管組連接在進砂總管1與一號進砂管4之間的三通上；氣體處理管組設置 在儲砂罐17的頂部，包括排氣管14、防回火裝置12、防火蝶閥13、鼓風管16，在氣體處理管 組的排氣管14上設置有防回火裝置12和防火蝶閥13和鼓風管16 ;儲罐組包括儲砂罐17 和儲液罐23，儲液罐23的前端與儲砂罐17連接，后端通過三號溢流蝶閥24與砂泵25相 連； 在所述儲液罐23與儲砂罐17之間設置有一號溢流蝶閥18和二號溢流蝶閥22 ; 在砂泵25的排液端連接有一個排液三通26，排液三通26的另外兩端一端連接沖 砂管27，另一端連接排液蝶閥28，可以選擇鉆井液泵出的流向； 在儲砂罐17的頂部設置有鼓風管16，在需要打開儲砂罐17處理巖屑時，可連接 鼓風管向儲砂罐17內(nèi)鼓風，將含有硫化氫的氣體經(jīng)排氣管14帶出罐體由點火器15燃燒處 理；[0010] 在一號溢流蝶閥18和二號溢流蝶閥22之間設置有一個溢流三通19，溢流三通19 通過一號溢液沖砂蝶閥20、溢流沖砂管21與沖砂管27連接； 在進行鉆井施工時，先使用一號進砂口 4，由四相分離器分離出的大顆粒巖屑，由 進砂總管1經(jīng)過一號進砂口 4進入儲砂罐17，含有鉆井液和氣體的巖屑在儲砂罐17中經(jīng) 靜止后，巖屑會沉入下部，中間是鉆井液，上部是氣體；儲砂罐17中的鉆井液積累到一定量 時，由溢液管經(jīng)過一號溢流蝶閥18和二號溢流蝶閥22流入儲液罐23中；氣體由排氣管14 排出并由點火器15進行燃燒處理；由于巖屑的流動性較差，當一號進砂管4使用一段時間 后，管口下部的巖屑會聚集甚至會堵塞進砂口 ，這時關閉一號進砂管4的三號蝶閥5，改用 二號進砂管7進液，以此類推，再過一段時間后再改用三號進砂管10 ;儲液罐23中的鉆井 液由砂泵25排出，并參與鉆井液的后續(xù)循環(huán)；當三個進砂口下方都聚集了大量的巖屑時， 關閉進砂總管1后端的一號蝶閥2，關閉排液蝶閥28，打開三號、四號、五號、六號和七號蝶 閥，將儲液罐23中的鉆井液泵入沖砂管27，通過二號溢流蝶閥3和一號、二號和三號沖砂管 沖擊沖砂管下方的錐形砂體，使砂體平鋪于罐體內(nèi)，以增大罐體的儲砂量；當一號溢流蝶閥 18前端的溢液管口處的巖屑大量聚集時，關閉二號溢流沖砂蝶閥3、排液蝶閥28和二號溢 流蝶閥22，打開一號溢流沖砂蝶閥20，使儲液罐中的鉆井液被泵到溢液管口處沖擊溢液管 處的巖屑，防止堵塞溢液管；停用該裝置時，將鼓風管16與鼓風機相連，打開排氣管14及溢 液管上的閥門，關閉其它所有閥門，將儲砂罐內(nèi)上的氣體全部吹出罐體，并在排氣管出口放 置一個長明火，對排出的硫化氫進行燃燒處理，這樣就避免了打開罐體處理巖屑時硫化氫 中毒事故的發(fā)生。 本實用新型的優(yōu)點和有益效果是在實施含硫地層欠平衡鉆井施工時，裝置可對 四相分離器分離出的含有硫化氫的鉆井液和氣體的巖屑進行妥善處理，多個進砂管口的設 置可以分別處理儲砂罐中聚集的沉砂，防止了巖屑的局部聚集，還可以最大限度的增加罐 體的儲砂量，排氣裝置的設置可在處理罐體內(nèi)巖屑之前將含硫氣體排出，消除安全隱患。 具體實施方法
以下結合附圖
對本實用新型進一步說明本實用新型由進砂管組、沖砂管組、氣體 處理管組和罐組組成，進砂管組包括進砂總管1、一號進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管 IO，在進砂總管1與一號進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管10之間設置有一號蝶閥2、四 號蝶閥6和六號蝶閥9 ;一號進砂管4、二號進砂管7、三號進砂管10分別通過三號蝶閥5、 五號蝶閥8和七號蝶閥11與儲砂罐17連接；沖砂管組包括沖砂管27、溢液沖砂管21、一號 溢液沖砂蝶閥20和二號溢流沖砂蝶閥3，沖砂管組連接在進砂總管1與一號進砂管4之間 的三通上；氣體處理管組包括排氣管14、防回火裝置12、防火蝶閥13、鼓風管16，氣體處理 管組設置在儲砂罐17的頂部，防回火裝置12和防火蝶閥13設置在排氣管14上；罐組包括 儲砂罐17和儲液罐23，儲液罐23通過三號溢流蝶閥24與砂泵25相連，在砂泵25的排液 端連接有一個排液三通26，排液三通26的另外兩個出口一端連接沖砂管27，另一端連接排 液蝶閥28，可以選擇鉆井液泵出的流向；在儲液罐23與儲砂罐17之間設置有一號溢流蝶 閥18和二號溢流蝶閥22，在一號溢流蝶閥18和二號溢流蝶閥22之間設置有一個溢流三通 19，溢流三通19通過一號溢液沖砂蝶閥20、溢流沖砂管21與沖砂管27連接，可實現(xiàn)選擇沖 砂管路的目的；在儲砂罐17的頂部設置有一鼓風管16，在需要打開儲砂罐17處理巖屑時， 可連接鼓風管向儲砂罐17內(nèi)鼓風，將含有硫化氫的氣體經(jīng)排氣管14帶出罐體由點火器15燃燒處理。 在進行鉆井施工時，現(xiàn)使用一號進砂口 4，由四相分離器分離出的大顆粒巖屑，由 進砂總管1經(jīng)過一號進砂口 4進入儲砂罐17，含有鉆井液和氣體的巖屑在儲砂罐17中經(jīng) 靜止后，巖屑會沉入下部，中間是鉆井液，上部是氣體；儲砂罐17中的鉆井液積累到一定量 時，由溢液管經(jīng)過一號溢流蝶閥18和二號溢流蝶閥22流入儲液罐23中；氣體由排氣管14 排出并由點火器15進行燃燒處理。由于巖屑的流動性較差，當一號進砂管4使用一段時間 后，管口下部的巖屑會聚集甚至會堵塞進砂口 ，這時關閉一號進砂管4的三號蝶閥5，改用 二號進砂管7進液，以此類推，再過一段時間后再改用三號進砂管10 ;儲液罐23中的鉆井 液由砂泵25排出，并參與鉆井液的后續(xù)循環(huán)；當三個進砂口下方都聚集了大量的巖屑時， 關閉進砂總管1后端的一號蝶閥2，關閉排液蝶閥28，打開三號、四號、五號、六號和七號蝶 閥，將儲液罐23中的鉆井液泵入沖砂管27，通過二號溢流蝶閥3和一號、二號和三號沖砂管 沖擊沖砂管下方的錐形砂體，使砂體平鋪于罐體內(nèi)，以增大罐體的儲砂量；當一號溢流蝶閥 18前端的溢液管口處的巖屑大量聚集時，關閉二號溢流沖砂蝶閥3、排液蝶閥28和二號溢 流蝶閥22，打開一號溢流沖砂蝶閥20，使儲液罐中的鉆井液被泵到溢液管口處沖擊溢液管 處的巖屑，防止堵塞溢液管；停用該裝置時，將鼓風管16與鼓風機相連，打開排氣管14及溢 液管上的閥門，關閉其它所有閥門，將儲砂罐內(nèi)上的氣體全部吹出罐體，并在排氣管出口放 置一個長明火，對排出的硫化氫進行燃燒處理，這樣就避免了打開罐體處理巖屑時硫化氫 中毒事故的發(fā)生。
權利要求一種用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，由進砂管組、沖砂管組、氣體處理管組和儲罐組組成，其特征在于a.進砂管組包括進砂管和蝶閥，蝶閥設置在進砂總管與儲液罐之間的管道上；b.沖砂管組連接在進砂總管與一號進砂管之間的三通上；c.氣體處理管組設置在儲砂罐的頂部，在氣體處理管組的排氣管上設置有防回火裝置、防火蝶閥和鼓風管；d.儲罐組包括儲砂罐和儲液罐，儲液罐的前端與儲砂罐連接，后端與砂泵相連。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，其特征在 于在所述儲液罐與儲砂罐之間設置有一號溢流蝶閥和二號溢流蝶閥。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，其特征在 于在砂泵的排液端連接有一個排液三通。
4. 根據(jù)權利要求1所述的用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，其特征在 于在所述儲砂罐的頂部設置鼓風管。
專利摘要一種用于含硫地層欠平衡鉆井的巖屑密閉儲存裝置，屬于鉆井液密閉循環(huán)系統(tǒng)裝備制造領域，由進砂管組、沖砂管組、氣體處理管組和儲罐組組成，設計了一種可處理巖屑中的鉆井液和氣體、防止巖屑局部堆積、避免硫化氫在裝置內(nèi)聚集的裝置，解決了處理鉆井液的流程中，分離出的原油、氣體以及大顆粒的巖屑必須進行密閉儲存或妥善處理的問題，裝置可對四相分離器分離出的含有硫化氫的鉆井液和氣體的巖屑進行妥善處理。
文檔編號E21B43/34GK201460857SQ20092007885
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權日2009年1月22日
發(fā)明者劉勇, 劉小瑋, 張保貴, 柏軻, 羨維偉, 鄭沖濤 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司鉆采工藝技術研究院