【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鉆探設備，尤其涉及一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、鉆井液是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。鉆井液的循環(huán)溫度不但影響鉆井液性能，還影響鉆桿和鉆筒的實際使用壽命，而且對于地面上為鉆井液提供循環(huán)動力的部分也會面臨各種問題，包括存在一些安全隱患，因此在鉆井作業(yè)中會采用一定的冷卻措施。
2、目前，在鉆井現(xiàn)場的鉆井液多采用自然冷卻的方式，如在鉆井液的正循環(huán)過程中，鉆井液從鋼護筒流出進入沉淀罐，進入沉淀罐之前要經(jīng)過振動輸送機將泥沙截留在泥沙坑中，進入沉淀罐的泥漿則在沉淀的階段進行自然冷卻，包括后續(xù)進入泥漿存儲罐中的泥漿也是通過自然冷卻的方式，將泥漿的溫度控低，但是這樣進行自然冷卻的話，一是冷卻效果不佳，二是泥濘循環(huán)效率較低，影響鉆井作業(yè)的效率。
3、現(xiàn)有專利cn110284845b公開了一種鉆井液強制冷卻裝置及低溫循環(huán)鉆井方法，包括載冷劑冷卻系統(tǒng)和對流換熱系統(tǒng)組成，載冷劑冷卻系統(tǒng)與對流換熱系統(tǒng)串聯(lián)在裝置中，一種鉆井液強制冷卻裝置的低溫循環(huán)鉆井方法，采用了上述鉆井液強制冷卻裝置將鉆井液的入井溫度控制在40℃～50℃之間，包括鉆井液冷卻循環(huán)和載冷劑冷卻循環(huán)，該專利技術(shù)的鉆井技術(shù)可解決井下超高溫造成的鉆井液
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對上述的鉆井液強制冷卻裝置所存在的技術(shù)問題，提出一種設計合理、能夠有效結(jié)合自然環(huán)境的冷卻能力并降低系統(tǒng)冷卻耗能的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)。
2、為了達到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為，本專利技術(shù)提供的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，包括空心鉆具，所述空心鉆具頂部設置有鉆桿和動力設備，所述動力設備的頂部設置有與空心鉆具連通的鉆井液循環(huán)進口，所述空心鉆具和鉆桿的工作面頂部設置有鋼護筒，所述鋼護筒上設置有鉆井液循環(huán)出口，所述鉆井液循環(huán)出口與鉆井液循環(huán)進口之間的循環(huán)路徑上設置有泥沙收集池、沉淀與儲漿一體罐、混合罐和添加劑罐，所述沉淀與儲漿一體罐包括敞口的沉淀罐體，所述沉淀罐體的底部設置有污泥排出口，所述污泥排出口處設置有污泥泵，所述沉淀罐體的上方設置有振動除砂機，所述振動除砂機的出砂端朝向泥沙收集池，所述振動除砂機的出泥漿端朝向沉淀罐體的一側(cè)，所述沉淀罐體的側(cè)面設置有圍繞沉淀罐體的三個側(cè)面分布的儲漿罐體，所述儲漿罐體的橫截面呈u字形，所述儲漿罐體的兩側(cè)頂部為封閉端且其遠離振動除砂機的一側(cè)頂部為敞口端，所述敞口端與沉淀罐體通過第一溢流口連通，所述儲漿罐體的兩側(cè)與沉淀罐體之間設置有走風狹縫和多個加強桿，所述儲漿罐體的兩側(cè)內(nèi)部均設置有冷水換熱管，所述冷水換熱管的供給端設置有冷水機組，所述儲漿罐體的一側(cè)設置有第二溢流口，所述第二溢流口處設置有溜槽，所述溜槽的一端連接至混合罐，所述混合罐上設置有泵管，所述泵管的泵送路徑上設置有泥漿泵，所述泥漿泵的輸出側(cè)與鉆井液循環(huán)進口連通。
3、作為優(yōu)選，所述沉淀罐體的底部和混合罐的底部均為齒形底，所述齒形底包括多個三角截面的底凸，所述底凸朝沉淀罐體的長度方向和混合罐的長度方向延伸，所述齒形底埋在地表以下用于散熱。
4、作為優(yōu)選，所述儲漿罐體的兩側(cè)內(nèi)部均設置有內(nèi)凹式隔墻，所述內(nèi)凹式隔墻將儲漿罐體的單側(cè)分為2個儲漿腔，所述冷水換熱管從靠近敞口端的一個儲漿腔上引入并通過設置在儲漿罐體外側(cè)的u形管引入另一個儲漿腔。
5、作為優(yōu)選，所述冷水換熱管在一個儲漿腔中由高降低且呈蛇形軌跡蜿蜒延伸，所述冷水換熱管在另一個儲漿腔中由低升高且呈蛇形軌跡蜿蜒延伸。
6、作為優(yōu)選，所述儲漿罐體的外側(cè)設置有用來連通同側(cè)的兩個儲漿腔的渦輪泵，所述渦輪泵將泥漿從靠近敞口端的儲漿腔導入靠近振動除砂機的儲漿腔，所述第二溢流口設置在靠近振動除砂機的儲漿腔上。
7、作為優(yōu)選，所述泥漿泵與鉆井液循環(huán)進口的輸送路徑上設置有渦輪增壓泵，所述渦輪增壓泵的輸出側(cè)設置有分支管，所述分支管上設置有補水泵，所述補水泵的供給端設置有補水機組。
8、作為優(yōu)選，所述補水泵的輸出側(cè)設置有螺旋尼龍管。
9、作為優(yōu)選，所述儲漿罐體在其靠近敞口端的儲漿腔的內(nèi)部設置有折流板，所述折流板的分布位置較冷水換熱管靠近敞口端。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點和積極效果在于：
11、1、本專利技術(shù)提供的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，利用振動除砂機可將大量的大顆粒泥沙截留在泥沙收集池中，大量減少系統(tǒng)中的熱量負荷，而且泥漿在沉淀與儲漿一體罐中以及與混合罐的流轉(zhuǎn)過程中可與自然環(huán)境完成一定的熱交換，進一步減少系統(tǒng)中的熱量負荷，有利于降低能耗；同時，沉淀與儲漿一體罐采用兩罐集合的方式，減小了沉淀罐和儲漿罐的占地面積，通過縮短污泥排出周期以及提高泥漿流轉(zhuǎn)速率來進一步降低熱量負荷，并且走風狹縫出的走風速率也大于周圍環(huán)境，可改善本裝置的自然冷卻效果。
12、2、本專利技術(shù)提供的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，沉淀與儲漿一體罐與冷水換熱管采用兩罐集合+內(nèi)部就地換熱的方式，提高了本設備的空間集約率，而且分腔先后與冷水換熱管進行換熱，有利于改善熱交換效果，提高本設備對鉆井液的強制冷卻效率。
13、3、本專利技術(shù)提供的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，通過增加渦流增壓泵和補水泵以及螺旋尼龍管，可加速鉆井液從泥漿泵至鉆井液循環(huán)進口的速率，通過提高流速可起到降溫的作用，進一步提高本系統(tǒng)的強制冷卻效率。
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1.一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，包括空心鉆具，所述空心鉆具頂部設置有鉆桿和動力設備，所述動力設備的頂部設置有與空心鉆具連通的鉆井液循環(huán)進口，所述空心鉆具和鉆桿的工作面頂部設置有鋼護筒，所述鋼護筒上設置有鉆井液循環(huán)出口，其特征在于，所述鉆井液循環(huán)出口與鉆井液循環(huán)進口之間的循環(huán)路徑上設置有泥沙收集池、沉淀與儲漿一體罐、混合罐和添加劑罐，所述沉淀與儲漿一體罐包括敞口的沉淀罐體，所述沉淀罐體的底部設置有污泥排出口，所述污泥排出口處設置有污泥泵，所述沉淀罐體的上方設置有振動除砂機，所述振動除砂機的出砂端朝向泥沙收集池，所述振動除砂機的出泥漿端朝向沉淀罐體的一側(cè)，所述沉淀罐體的側(cè)面設置有圍繞沉淀罐體的三個側(cè)面分布的儲漿罐體，所述儲漿罐體的橫截面呈U字形，所述儲漿罐體的兩側(cè)頂部為封閉端且其遠離振動除砂機的一側(cè)頂部為敞口端，所述敞口端與沉淀罐體通過第一溢流口連通，所述儲漿罐體的兩側(cè)與沉淀罐體之間設置有走風狹縫和多個加強桿，所述儲漿罐體的兩側(cè)內(nèi)部均設置有冷水換熱管，所述冷水換熱管的供給端設置有冷水機組，所述儲漿罐體的一側(cè)設置有第二溢流口，所述第二溢流口處設置有溜槽，所述溜槽的一端連接
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀罐體的底部和混合罐的底部均為齒形底，所述齒形底包括多個三角截面的底凸，所述底凸朝沉淀罐體的長度方向和混合罐的長度方向延伸，所述齒形底埋在地表以下用于散熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲漿罐體的兩側(cè)內(nèi)部均設置有內(nèi)凹式隔墻，所述內(nèi)凹式隔墻將儲漿罐體的單側(cè)分為2個儲漿腔，所述冷水換熱管從靠近敞口端的一個儲漿腔上引入并通過設置在儲漿罐體外側(cè)的U形管引入另一個儲漿腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述冷水換熱管在一個儲漿腔中由高降低且呈蛇形軌跡蜿蜒延伸，所述冷水換熱管在另一個儲漿腔中由低升高且呈蛇形軌跡蜿蜒延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲漿罐體的外側(cè)設置有用來連通同側(cè)的兩個儲漿腔的渦輪泵，所述渦輪泵將泥漿從靠近敞口端的儲漿腔導入靠近振動除砂機的儲漿腔，所述第二溢流口設置在靠近振動除砂機的儲漿腔上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述泥漿泵與鉆井液循環(huán)進口的輸送路徑上設置有渦輪增壓泵，所述渦輪增壓泵的輸出側(cè)設置有分支管，所述分支管上設置有補水泵，所述補水泵的供給端設置有補水機組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述補水泵的輸出側(cè)設置有螺旋尼龍管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲漿罐體在其靠近敞口端的儲漿腔的內(nèi)部設置有折流板，所述折流板的分布位置較冷水換熱管靠近敞口端。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，包括空心鉆具，所述空心鉆具頂部設置有鉆桿和動力設備，所述動力設備的頂部設置有與空心鉆具連通的鉆井液循環(huán)進口，所述空心鉆具和鉆桿的工作面頂部設置有鋼護筒，所述鋼護筒上設置有鉆井液循環(huán)出口，其特征在于，所述鉆井液循環(huán)出口與鉆井液循環(huán)進口之間的循環(huán)路徑上設置有泥沙收集池、沉淀與儲漿一體罐、混合罐和添加劑罐，所述沉淀與儲漿一體罐包括敞口的沉淀罐體，所述沉淀罐體的底部設置有污泥排出口，所述污泥排出口處設置有污泥泵，所述沉淀罐體的上方設置有振動除砂機，所述振動除砂機的出砂端朝向泥沙收集池，所述振動除砂機的出泥漿端朝向沉淀罐體的一側(cè)，所述沉淀罐體的側(cè)面設置有圍繞沉淀罐體的三個側(cè)面分布的儲漿罐體，所述儲漿罐體的橫截面呈u字形，所述儲漿罐體的兩側(cè)頂部為封閉端且其遠離振動除砂機的一側(cè)頂部為敞口端，所述敞口端與沉淀罐體通過第一溢流口連通，所述儲漿罐體的兩側(cè)與沉淀罐體之間設置有走風狹縫和多個加強桿，所述儲漿罐體的兩側(cè)內(nèi)部均設置有冷水換熱管，所述冷水換熱管的供給端設置有冷水機組，所述儲漿罐體的一側(cè)設置有第二溢流口，所述第二溢流口處設置有溜槽，所述溜槽的一端連接至混合罐，所述混合罐上設置有泵管，所述泵管的泵送路徑上設置有泥漿泵，所述泥漿泵的輸出側(cè)與鉆井液循環(huán)進口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有鉆井液強制冷卻裝置的鉆井循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀罐體的底部和混合罐的底部均為齒形底，所述齒形底包括多個三角截面的底凸，所述底凸朝沉淀罐體的長度方向和混合罐的長度方向延伸，所述齒形底...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉好山，劉鎵赫，
申請(專利權(quán))人：山東好山石油科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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