一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，鉆井工藝系統(tǒng)，包括氣源、供氣選擇模塊、氣體增壓模塊、井筒、多相處理模塊和限流模塊，氣源連通供氣選擇模塊，供氣選擇模塊連通氣體增壓模塊，氣體增壓模塊連入井筒循環(huán)入口，井筒的循環(huán)出口連通多相處理模塊，多相處理模塊連通限流模塊，限流模塊分別與氣源、供氣選擇模塊連通。這種鉆井工藝系統(tǒng)具有鉆井提速、裂縫及溶洞發(fā)育地層安全鉆進(jìn)和非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層保護(hù)、增產(chǎn)增效等氣體鉆井的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的循環(huán)重復(fù)利用，避免了可燃?xì)怏w的非利用排放，避免了環(huán)境污染；實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的“就地取材”及回收，最大限度地節(jié)省了資源成本。
【專利說(shuō)明】
一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]欠平衡鉆井時(shí)，鉆井液循環(huán)壓力低于地層孔隙壓力，因此，在鉆井防漏、提高鉆井速度、及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣顯示、有效保護(hù)油氣儲(chǔ)層等方面具有良好的優(yōu)勢(shì)。
[0003]氣體鉆井技術(shù)是鉆井過(guò)程中，采用空氣、天然氣、氮?dú)饧拔矚獾葰怏w作為循環(huán)介質(zhì)，使井筒循環(huán)壓力大幅低于地層孔隙壓力，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的欠平衡。目前，氣體鉆井技術(shù)已經(jīng)成為古老地層提速、裂縫及溶洞發(fā)育地層安全鉆進(jìn)和非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層保護(hù)、增產(chǎn)增效的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004]目前，應(yīng)用的氣體鉆井技術(shù)不具備循環(huán)回收的功能，造成天然氣資源極大地浪費(fèi)，難以在工廠化規(guī)模鉆完井中高效使用。另外，循環(huán)排出的多相混合物，未經(jīng)處理或處理不夠直接排放到大氣中，對(duì)空氣形成污染。
[0005]因此，需要提供一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服目前應(yīng)用的氣體鉆井技術(shù)不具備循環(huán)回收的功能，提出一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝，以實(shí)現(xiàn)鉆井使用的天然氣介質(zhì)的“就地取材”、循環(huán)復(fù)用和“回注回收”，最終達(dá)到降本增效目標(biāo)。
[0007]為此，本實(shí)用新型提供了一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，包括氣源、供氣選擇模塊、氣體增壓模塊、井筒、多相處理模塊和限流模塊。
[0008]所述的氣源連通供氣選擇模塊，供氣選擇模塊連通氣體增壓模塊，氣體增壓模塊連入井筒循環(huán)入口，井筒的循環(huán)出口連通多相處理模塊，多相處理模塊連通限流模塊，限流模塊分別與氣源、供氣選擇模塊連通。
[0009]所述的供氣選擇模塊為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接限流模塊，該管路上設(shè)置有第一單向開(kāi)關(guān)閥和第一增壓機(jī);第二個(gè)岔管路連接氣體增壓模塊，該管路上設(shè)置有第一流量計(jì)和第二單向開(kāi)關(guān)閥；第三個(gè)岔管路連接氣源，該管路上設(shè)置有第一節(jié)流閥和第三單向開(kāi)關(guān)閥。
[0010]所述的氣體增壓模塊由4?10臺(tái)氣體壓縮機(jī)和6?8臺(tái)氣體增壓機(jī)并聯(lián)構(gòu)成。
[0011]所述的多相處理模塊為一套氣體鉆井用的旋風(fēng)分離器組。
[0012]所述的限流模塊為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接多相處理模塊，該管路上設(shè)置有第四單向開(kāi)關(guān)閥和第二流量計(jì);第二個(gè)岔管路連接供氣選擇模塊，該管路上設(shè)置有第三流量計(jì)和第五單向開(kāi)關(guān)閥；第三個(gè)岔管路連接氣源，該管路上設(shè)置有第六單向開(kāi)關(guān)閥、第二節(jié)流閥、第二增壓機(jī)和第七單向開(kāi)關(guān)閥。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的這種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)具有鉆井提速、裂縫及溶洞發(fā)育地層安全鉆進(jìn)和非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層保護(hù)、增產(chǎn)增效等氣體鉆井的優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn):
[0014]1、實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的循環(huán)重復(fù)利用，避免了可燃?xì)怏w的非利用排放，避免了環(huán)境污染；
[0015]2、實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的“就地取材”及回收，最大限度地節(jié)省了資源成本。
【附圖說(shuō)明】
[0016]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型的供氣選擇模塊示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型的限流模塊示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、氣源;2、供氣選擇模塊;3、氣體增壓模塊;4、井筒;5、多相處理模塊;6、限流模塊;7、第一單向開(kāi)關(guān)閥；8、第一增壓機(jī);9、第一流量計(jì)；10、第二單向開(kāi)關(guān)閥；
11、第一節(jié)流閥；12、第三單向開(kāi)關(guān)閥；13、第四單向開(kāi)關(guān)閥；14、第二流量計(jì)；15、第三流量計(jì)；16、第五單向開(kāi)關(guān)閥；17、第六單向開(kāi)關(guān)閥；18、第二節(jié)流閥；19、第二增壓機(jī);20、第七單向開(kāi)關(guān)閥。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，包括氣源1、供氣選擇模塊2、氣體增壓模塊3、井筒4、多相處理模塊5和限流模塊6，
[0023]所述的氣源I連通供氣選擇模塊2，供氣選擇模塊2連通氣體增壓模塊3，氣體增壓模塊3連入井筒4循環(huán)入口，井筒4的循環(huán)出口連通多相處理模塊5，多相處理模塊5連通限流模塊6，限流模塊6分別與氣源1、供氣選擇模塊2連通。
[0024]氣源提供鉆井系統(tǒng)氣源，天然氣鉆井完后將天然氣回存地方；
[0025]供氣選擇模塊在開(kāi)始鉆進(jìn)前鉆井系統(tǒng)無(wú)天然氣時(shí)，選擇由氣源供氣;正常鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)的氣體流量進(jìn)行判斷是否需要進(jìn)行壓力補(bǔ)償:若流量達(dá)不到鉆井設(shè)計(jì)流量時(shí)，由氣源供氣補(bǔ)償;否則，可由鉆井系統(tǒng)循環(huán)天然氣即可。
[0026]氣體增壓模塊將低壓天然氣加壓至鉆井設(shè)計(jì)壓力要求，滿足天然氣鉆井需要；
[0027]多相處理模塊將從井內(nèi)循環(huán)出的固、液、氣混合物分離，分離后的固體、液、粉塵等進(jìn)入廢物集中處理中心，氣體進(jìn)入限流模塊。
[0028]限流模塊在正常鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)的氣體流量進(jìn)行判斷正確的操作。若流量超過(guò)鉆井設(shè)計(jì)流量時(shí)，適量開(kāi)啟回注通道，將部分天然氣回收至氣源;停鉆時(shí)，關(guān)閉鉆井系統(tǒng)通道，將天然氣回收至氣源。
[0029]通過(guò)上述過(guò)程，使得在鉆井過(guò)程中，利用鉆井系統(tǒng)氣源天然氣，作為循環(huán)介質(zhì)，使井筒循環(huán)壓力大幅低于地層孔隙壓力，實(shí)現(xiàn)真正意義上的欠平衡，同時(shí)循環(huán)的天然氣最終回存地方，既節(jié)省了資源，還能避免循環(huán)氣外放造成的空氣污染。
[0030]實(shí)施例2:
[0031 ]本實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)實(shí)施例中的供氣選擇模塊2進(jìn)行說(shuō)明，如圖2所示，供氣選擇模塊2為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接限流模塊6，該管路上設(shè)置有第一單向開(kāi)關(guān)閥7和第一增壓機(jī)8;第二個(gè)岔管路連接氣體增壓模塊3，該管路上設(shè)置有第一流量計(jì)9和第二單向開(kāi)關(guān)閥10;第三個(gè)岔管路連接氣源I，該管路上設(shè)置有第一節(jié)流閥11和第三單向開(kāi)關(guān)閥12。
[0032]停鉆時(shí)，第一單向開(kāi)關(guān)閥7、第二單向開(kāi)關(guān)閥10、第三單向開(kāi)關(guān)閥12與第一節(jié)流閥11均處于關(guān)閉狀態(tài);開(kāi)鉆時(shí)，打開(kāi)第一單向開(kāi)關(guān)閥7、第二單向開(kāi)關(guān)閥10、第三單向開(kāi)關(guān)閥12與第一節(jié)流閥11;所注天然氣達(dá)到井筒鉆進(jìn)要求后，關(guān)閉第一節(jié)流閥11，啟動(dòng)第一增壓機(jī)8工作;鉆進(jìn)時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一流量計(jì)9的數(shù)值，若流量達(dá)不到鉆井設(shè)計(jì)流量時(shí)，由打開(kāi)第一節(jié)流閥11利用氣源供氣補(bǔ)償；否則，第一節(jié)流閥11處于關(guān)閉狀態(tài)，天然氣用于鉆井系統(tǒng);停鉆時(shí)，第一增壓機(jī)8停止工作，第一節(jié)流閥11處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0033]實(shí)施例3:
[0034]本實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)實(shí)施例中的氣體增壓模塊3和多相處理模塊5進(jìn)行說(shuō)明，所述的氣體增壓模塊3由4?10臺(tái)氣體壓縮機(jī)和6?8臺(tái)氣體增壓機(jī)并聯(lián)構(gòu)成，氣體增壓模塊3將低壓天然氣加壓至鉆井設(shè)計(jì)壓力要求，滿足天然氣鉆井需要。
[00；35]多相處理模塊5為一套氣體鉆井用的旋風(fēng)分離器組，多相處理模塊5將從井內(nèi)循環(huán)出的固、液、氣混合物分離，分離后的固體、液、粉塵等進(jìn)入廢物集中處理中心，氣體進(jìn)入限流模塊。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]本實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)實(shí)施例中的限流模塊6進(jìn)行說(shuō)明，如圖3所示，限流模塊6為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接多相處理模塊5，該管路上設(shè)置有第四單向開(kāi)關(guān)閥13和第二流量計(jì)14;第二個(gè)岔管路連接供氣選擇模塊2，該管路上設(shè)置有第三流量計(jì)15和第五單向開(kāi)關(guān)閥16;第三個(gè)岔管路連接氣源1，該管路上設(shè)置有第六單向開(kāi)關(guān)閥17、第二節(jié)流閥18、第二增壓機(jī)19和第七單向開(kāi)關(guān)閥20。
[0038]停鉆時(shí)，第四單向開(kāi)關(guān)閥13、第五單向開(kāi)關(guān)閥16、第六單向開(kāi)關(guān)閥17、第七單向開(kāi)關(guān)閥20與第二節(jié)流閥18均處于關(guān)閉狀態(tài);開(kāi)鉆時(shí)，依次打開(kāi)第五單向開(kāi)關(guān)閥16、第二增壓機(jī)19、第七單向開(kāi)關(guān)閥20、第二流量計(jì)14;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第二流量計(jì)14的數(shù)值，若顯示數(shù)值超過(guò)鉆井設(shè)計(jì)要求時(shí)，打開(kāi)第二節(jié)流閥18保證第三流量計(jì)15的數(shù)值滿足設(shè)計(jì)需要，開(kāi)啟第二增壓機(jī)19，部分富余天然氣回注到氣源內(nèi)；否則，關(guān)閉第二節(jié)流閥18，第二增壓機(jī)19停止工作，天然氣全部用于鉆井系統(tǒng)；停鉆時(shí)，打開(kāi)第二節(jié)流閥18，開(kāi)啟第二增壓機(jī)19，關(guān)閉第五單向開(kāi)關(guān)閥16，將天然氣回注到氣源I內(nèi)；當(dāng)?shù)诙髁坑?jì)14顯示為零時(shí)，表明完成天然氣回注，關(guān)閉第二節(jié)流閥18，第二增壓機(jī)19停止工作。
[0039]實(shí)施例5:
[0040]本實(shí)施例提供一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)的鉆井工藝方法，包括如下步驟:
[0041]1)、開(kāi)鉆前，供氣選擇模塊2根據(jù)其流量表的顯示數(shù)據(jù)選擇氣源，汲取氣源I中的天然氣，天然氣輸送到氣體增壓模塊3;
[0042]2)、天然氣經(jīng)氣體增壓模塊3增壓到鉆井設(shè)計(jì)壓力要求時(shí)，注入到井筒4內(nèi)；
[0043]3)、井筒4內(nèi)所注天然氣達(dá)到鉆井設(shè)計(jì)要求后，開(kāi)始進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)；
[0044]4)、鉆井過(guò)程中，井內(nèi)的固、液、氣混合物循環(huán)流入多相處理模塊5進(jìn)行固、液、氣三相分離；
[0045]5)、分離后的天然氣進(jìn)入限流模塊6，若限流模塊6的流量表的顯示數(shù)值超過(guò)鉆井設(shè)計(jì)要求時(shí)，天然氣輸送至供氣選擇模塊2，待供氣選擇模塊2的流量表的顯示數(shù)據(jù)達(dá)到鉆井設(shè)計(jì)要求時(shí)，富余天然氣回注到氣源內(nèi)；否則天然氣全部輸送至供氣選擇模塊2。
[0046]步驟5)中輸送至供氣選擇模塊2的天然氣，若供氣選擇模塊2的流量表的顯示數(shù)據(jù)達(dá)不到鉆井設(shè)計(jì)要求時(shí)，汲取氣源I中的天然氣進(jìn)行補(bǔ)償后天然氣輸送到氣體增壓模塊3;否則，直接輸送到氣體增壓模塊3。
[0047]鉆井過(guò)程不停鉆時(shí)，始終進(jìn)行步驟2)至步驟5)的循環(huán)確保鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行；停鉆后，天然氣經(jīng)限流模塊6回注到氣源I內(nèi)。
[0048]綜上所述，本實(shí)用新型的這種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)具有鉆井提速、裂縫及溶洞發(fā)育地層安全鉆進(jìn)和非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)層保護(hù)、增產(chǎn)增效等氣體鉆井的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的循環(huán)重復(fù)利用，避免了可燃?xì)怏w的非利用排放，避免了環(huán)境污染;實(shí)現(xiàn)鉆井用天然氣介質(zhì)的“就地取材”及回收，最大限度地節(jié)省了資源成本。
[0049]以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，其特征在于:包括氣源(I)、供氣選擇模塊(2)、氣體增壓模塊(3)、井筒(4)、多相處理模塊(5)和限流模塊(6)， 所述的氣源(I)連通供氣選擇模塊(2)，供氣選擇模塊(2)連通氣體增壓模塊(3)，氣體增壓模塊(3)連入井筒(4)循環(huán)入口，井筒(4)的循環(huán)出口連通多相處理模塊(5)，多相處理模塊(5)連通限流模塊(6)，限流模塊(6)分別與氣源(1)、供氣選擇模塊(2)連通。2.如權(quán)利要求1所述的天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，其特征在于:所述的供氣選擇模塊(2)為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接限流模塊(6)，該管路上設(shè)置有第一單向開(kāi)關(guān)閥(7)和第一增壓機(jī)(8);第二個(gè)岔管路連接氣體增壓模塊(3)，該管路上設(shè)置有第一流量計(jì)(9)和第二單向開(kāi)關(guān)閥(10);第三個(gè)岔管路連接氣源(I)，該管路上設(shè)置有第一節(jié)流閥(11)和第三單向開(kāi)關(guān)閥(12)。3.如權(quán)利要求1所述的天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣體增壓模塊(3 )由4?1臺(tái)氣體壓縮機(jī)和6?8臺(tái)氣體增壓機(jī)并聯(lián)構(gòu)成。4.如權(quán)利要求1所述的天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，其特征在于:所述的多相處理模塊(5)為一套氣體鉆井用的旋風(fēng)分離器組。5.如權(quán)利要求1所述的天然氣循環(huán)回收的鉆井工藝系統(tǒng)，其特征在于:所述的限流模塊(6)為三岔型管路結(jié)構(gòu)，第一個(gè)岔管路連接多相處理模塊(5)，該管路上設(shè)置有第四單向開(kāi)關(guān)閥(13)和第二流量計(jì)(14);第二個(gè)岔管路連接供氣選擇模塊(2)，該管路上設(shè)置有第三流量計(jì)(15)和第五單向開(kāi)關(guān)閥(16);第三個(gè)岔管路連接氣源(I)，該管路上設(shè)置有第六單向開(kāi)關(guān)閥(17 )、第二節(jié)流閥(18 )、第二增壓機(jī)(19 )和第七單向開(kāi)關(guān)閥(20 )。
【文檔編號(hào)】E21B43/16GK205654296SQ201620418569
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日 公開(kāi)號(hào)201620418569.4, CN 201620418569, CN 205654296 U, CN 205654296U, CN-U-205654296, CN201620418569, CN201620418569.4, CN205654296 U, CN205654296U
【發(fā)明人】梁宏偉, 李欣, 張漢林, 袁敏, 劉克強(qiáng), 曲玉龍, 孫亞莉, 段成才
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院