本發(fā)明屬于石油天然氣鉆井過程中產生的鉆井液處理領域，更具體的說涉及一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術：

鉆井液，是鉆井過程中使用的循環(huán)的流體，是液體、固體和化學處理劑等的混合物。鉆井液的循環(huán)，是鉆井液經(jīng)鉆井泵加壓獲得水壓后，通過高壓管匯、水龍頭輸送到鉆桿內腔，沿鉆桿內腔流到地下，從鉆頭噴嘴噴射出，將鉆頭在地層下破碎的巖屑沿鉆桿外的環(huán)形空間帶回地面、井口，然后將由井口返回地面的泥漿里面的大的鉆屑、重晶石及其他的大固體顆粒進行有效的分離，處理過的鉆井液(泥漿)可以重復使用，從而降低鉆井的成本，并且有利于環(huán)境保護。

鉆井實踐表明，當泥漿中固相顆粒減少1％時，鉆頭的壽命延長7～10％，鉆速提高29％以上?，F(xiàn)有技術中，為了實現(xiàn)對鉆井液中水分循環(huán)利用，以及避免對環(huán)境造成污染，多是將鉆井液進行循環(huán)處理后再用于鉆井。因此可見，在鉆井液循環(huán)中對鉆井液中的固相顆粒的處理和分離尤為重要。

現(xiàn)有技術中，對鉆井液的固相顆粒的分離常規(guī)的手段是除氣器、固相控制設備和沉砂池等，處理緩慢，且固相控制設備中的除砂器，除泥器、離心機極易發(fā)生堵塞等問題，鉆井液循環(huán)處理效率低，處理效果較差，成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，對鉆井液處理快速，效果高，效果好，設備不易發(fā)生堵塞，成本低。

本發(fā)明技術方案一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口連接并收集進口上涌液的調壓罐，所述調壓罐后部依次連接有振動篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，所述泥水分離器包括分離箱，所述分離箱內沿水流方向依次設置有若干分離濾網(wǎng)，所述分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，所述第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對安在所述第一濾網(wǎng)遠離分離箱的進水側，所述第一濾網(wǎng)與所述第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對應的局部過濾區(qū)內水流相反流動對堵塞部位進行沖洗復通。

優(yōu)選地，所述第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑。

優(yōu)選地，所述第二濾網(wǎng)呈梯形波狀的波浪形。

優(yōu)選地，所述分離箱上設置有進水口和出水口，相鄰兩分離濾網(wǎng)之間距離由進水口側向出水口側依次減小。

優(yōu)選地，所述分離濾網(wǎng)設置有至少4組。

優(yōu)選地，所述調壓罐上設置有進液口和排液口，所述排液口與所述振動篩連接，所述進液口上設置有紫外線消毒器，所述紫外線消毒器上連接有太陽能供電裝置，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板和安裝支架，所述太陽能電池板由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，所述安裝支架置于太陽能電池板球內對太陽能電池板進行固定。

優(yōu)選地，所述太陽能電池板球內壁上固定有太陽能電池板單體，所述太陽能電池板球上設置有若干透光縫，在所述安裝支架上固定有若干反射膜，所述反射膜反射由所述透光縫照射進的陽光至太陽能電池板球內壁上的太陽能電池板單體上。

優(yōu)選地，所述調壓罐上進液口位置的紫外線消毒器前部設置有取樣管。

優(yōu)選地，所述井口設置有套管，所述套管與調壓罐連通。

本發(fā)明技術方案的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的有益效果是：

1、采用具有自沖洗能力的泥水分離器，將循環(huán)液中的泥砂與水進行多級自動分離，分離快速，分離效果好，且泥水分離器發(fā)生局部堵塞時能自沖洗，成本低，不影響鉆井液處理過程。

2、采用調壓罐實現(xiàn)對井口涌出的泥漿收集和泄壓，同時將調壓罐的進口處關閉，能夠增加井口內部壓力，實現(xiàn)雙向調壓。

3、紫外線消毒器設置，實現(xiàn)對泥漿進行及時的殺菌、消毒，避免細菌感染和擴散，同時太陽能供電裝置的設置，節(jié)能環(huán)保，降低成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術方案的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)示意圖，

圖2為循環(huán)系統(tǒng)中的泥水分離器結構示意圖，

圖3為太陽能供電裝置結構示意圖，

圖4為太陽能電池板和安裝支架結構示意圖。

具體實施方式

為便于本領域技術人員理解本發(fā)明技術方案，現(xiàn)結合說明書附圖對本發(fā)明技術方案做進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明技術方案一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口10連接并收集進口上涌液(即循環(huán)液、泥漿)的調壓罐3，調壓罐3后部依次連接有振動篩5、泥水分離器6、除氣器7和循環(huán)泵8。其中振動篩5、除氣器7和循環(huán)泵8為現(xiàn)有技術中常規(guī)設備，振動篩5通過振動將泥漿中較大的固體進行過濾，在過濾中通過振動，提高過濾效率。除氣器7為真空除氣器，去除泥漿中混入的氣體，恢復泥漿的比重、穩(wěn)定泥漿的黏度性能。循環(huán)泵8為整個系統(tǒng)提供一個水流流動壓力，加快循環(huán)液流動。

如圖2所示，上述的述泥水分離器6包括分離箱61，分離箱61內沿水流方向(圖2中由左至右的方向)依次設置有若干分離濾網(wǎng)60。將已經(jīng)去除大粒徑固體的泥漿經(jīng)過泥水分離器6，依次設置的分離濾網(wǎng)60實現(xiàn)對泥漿中的固相顆粒物進行分級去除。將若干實現(xiàn)分離去除固相顆粒的分離濾網(wǎng)依次設置在分離箱61中，一套設備即可實現(xiàn)固相顆粒物分離，系統(tǒng)設備結構緊湊。同時，在循環(huán)液一次流動中即可實現(xiàn)多級分離，操作方便快捷，分離效率高，避免了泥漿外泄，節(jié)能環(huán)保。

如圖2所示，上述的分離濾網(wǎng)60包括第一濾網(wǎng)62和第二濾網(wǎng)63，第二濾網(wǎng)63呈波浪形且相對安在第一濾網(wǎng)62遠離分離箱61的進水側，第一濾網(wǎng)62與第二濾網(wǎng)63之間形成若干局部過濾區(qū)64。在第一濾網(wǎng)62堵塞后，與堵塞部相對應的局部過濾區(qū)64內水流相反流動對堵塞部位進行沖洗復通。

基于上述技術方案，如圖2所示，分離箱61上設置有進水口65和出水口66，泥漿由進水口65進入經(jīng)過若干層的分離濾網(wǎng)60過濾后，由出水口66排出。圖2中，由左至右的箭頭方向表示正常水流方向，從右至左的箭頭方向為水流方向流動方向。在第一濾網(wǎng)堵塞后，堵塞部位對應的局部過濾區(qū)64內水壓減小，此時，與之對應的第二濾網(wǎng)63上水流反向流動，即第二濾網(wǎng)63靠近出水口66側水流通過第二濾網(wǎng)63反向流入朝向第一濾網(wǎng)62堵塞部位的局部過濾區(qū)64，局部過濾區(qū)64的水流再方向流動通過第一濾網(wǎng)62實現(xiàn)對第一濾網(wǎng)堵塞部位反沖洗，實現(xiàn)第一濾網(wǎng)的復通。

基于上述技術方案和工作原理，在本泥水分離器6工作時，一方面實現(xiàn)多級依次過濾，泥漿循環(huán)過濾處理快速，效率高，操作簡單，設備簡單緊湊，占地區(qū)域小，成本低。另一方面在過濾過程中，實現(xiàn)堵塞部位自動反沖洗，復通，維護維修成本低，有效過濾面積得到保障，設備使用壽命長。

本技術方案中，第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑，第二濾網(wǎng)孔徑與第一濾網(wǎng)孔徑相等時或略小于第一濾網(wǎng)孔徑，一方面實現(xiàn)對經(jīng)過第一濾網(wǎng)過濾后的泥漿進行再一次過濾。本結構的設計，一方面相當于增加了過濾等級，相鄰濾網(wǎng)之間孔徑差縮小，提高過濾效果。另一方面相鄰濾網(wǎng)孔徑差減小，有效的降低了每一級濾網(wǎng)的過濾壓力，延長濾網(wǎng)的有效過濾時間，增加濾網(wǎng)的有效過濾面積，降低維修維護成本，降低排泥或更換濾網(wǎng)的頻次。

上述的相鄰濾網(wǎng)指的是沿正常過濾水流方向上，相鄰第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)之間或者相鄰的第二濾網(wǎng)與第一濾網(wǎng)之間或者在第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)孔徑相同時第一濾網(wǎng)與下一個第一濾網(wǎng)之間。

本技術方案中，第二濾網(wǎng)63呈梯形波狀的波浪形，本技術方案的第二濾網(wǎng)63的結構，一方面便于生產加工，便于安裝，另一方面增加第二濾網(wǎng)63的有效過濾面積和局部過濾區(qū)64面積。在第一濾網(wǎng)局部發(fā)生堵塞后，在正常水流的作用下，呈梯形波狀的波浪形第二濾網(wǎng)63上具有不同方向和面的濾網(wǎng)進行水流方向流動，提高方向水流的壓力，改善沖洗效果。

本技術方案中，相鄰兩分離濾網(wǎng)60之間距離由進水口65側向出水口66側依次減小。增大后一區(qū)域的水壓，一方面便于反沖洗實現(xiàn)第一濾網(wǎng)的復通，另一方面適當增大水壓，也利于下一級濾網(wǎng)的過濾，提高過濾效率。

本技術方案中，分離濾網(wǎng)60設置有至少4組。分離濾網(wǎng)60設置級數(shù)越多，過濾效果越好。

本技術方案中，如圖1，調壓罐4上設置有進液口41和排液口42。排液口42與振動篩5連接，進液口41上設置有紫外線消毒器3。紫外線消毒器3上連接有太陽能供電裝置。太陽能供電裝置包括太陽能電池板31和安裝支架32，太陽能電池板31由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，安裝支架32置于太陽能電池板球內對太陽能電池板進行固定。通過利用太陽能為長不間斷高負荷工作的紫外線消毒器3進行供電，節(jié)能降本。同時，本太陽能供電裝置也可以作為其他設備的備用電源。

如圖3和圖4所示，太陽能電池板球內壁上固定有太陽能電池板單體，太陽能電池板球上設置有若干透光縫33，在安裝支架32上固定有若干反射膜34(圖4中僅僅畫出部分，用作指示作用)，反射膜34可貼滿太陽能電池板球內的安裝支架32任何位置，最大限度的實現(xiàn)反光，反射膜34反射由透光縫33照射進的陽光至太陽能電池板球內壁上的太陽能電池板單體上。

上述技術方案中，太陽能電池板球的設置，增大太陽能板面積和接受光的面積，在相同的暫用面積和空間下，增大吸收太陽光的太陽能電池板單體數(shù)量，增大太陽能供電裝置的蓄電能和蓄電量。

如圖1，調壓罐4上進液口41位置的紫外線消毒器3前部設置有取樣管2。取樣管2位置對井口上涌的泥漿進行取樣，用于對井底地質等參數(shù)的檢測。取樣管設置在本位置，能夠提高檢測精準度，本位置的泥漿為經(jīng)過處理，能夠很好的反應井底地質情況。井口10設置有套管1，套管1與調壓罐4連通。井口上涌的泥漿直接進入調壓罐4，避免泥漿外泄，避免環(huán)境污染。同時在關閉調壓罐4的進液口41后，泥漿停留在套管1內，增加套管1內壓力，實現(xiàn)對套管1內壓力的調節(jié)，實現(xiàn)鉆井中鉆頭內外壓力平衡。

本發(fā)明技術方案在上面結合附圖對發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性改進，或未經(jīng)改進將發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

1.一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括與井口連接并收集進口上涌液的調壓罐，所述調壓罐后部依次連接有振動篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，所述泥水分離器包括分離箱，所述分離箱內沿水流方向依次設置有若干分離濾網(wǎng)，所述分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，所述第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對安在所述第一濾網(wǎng)遠離分離箱的進水側，所述第一濾網(wǎng)與所述第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對應的局部過濾區(qū)內水流相反流動對堵塞部位進行沖洗復通。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二濾網(wǎng)孔徑小于或等于第一濾網(wǎng)孔徑。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二濾網(wǎng)呈梯形波狀的波浪形。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述分離箱上設置有進水口和出水口，相鄰兩分離濾網(wǎng)之間距離由進水口側向出水口側依次減小。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述分離濾網(wǎng)設置有至少4組。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述調壓罐上設置有進液口和排液口，所述排液口與所述振動篩連接，所述進液口上設置有紫外線消毒器，所述紫外線消毒器上連接有太陽能供電裝置，所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板和安裝支架，所述太陽能電池板由若干電池板單體組成一空心球體狀的太陽能電池板球，所述安裝支架置于太陽能電池板球內對太陽能電池板進行固定。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池板球內壁上固定有太陽能電池板單體，所述太陽能電池板球上設置有若干透光縫，在所述安裝支架上固定有若干反射膜，所述反射膜反射由所述透光縫照射進的陽光至太陽能電池板球內壁上的太陽能電池板單體上。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述調壓罐上進液口位置的紫外線消毒器前部設置有取樣管。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述井口設置有套管，所述套管與調壓罐連通。

技術總結

本發(fā)明公開了一種鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括與井口連接并收集進口上涌液的調壓罐，調壓罐后部依次連接有振動篩、泥水分離器、除氣器和循環(huán)泵，泥水分離器包括分離箱，分離箱內沿水流方向依次設置有若干分離濾網(wǎng)，分離濾網(wǎng)包括第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，第二濾網(wǎng)呈波浪形且相對安在第一濾網(wǎng)遠離分離箱的進水側，第一濾網(wǎng)與第二濾網(wǎng)之間形成若干局部過濾區(qū)，在第一濾網(wǎng)堵塞后，與堵塞部相對應的局部過濾區(qū)內水流相反流動對堵塞部位進行沖洗復通；本發(fā)明的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，對鉆井液處理快速，效果高，效果好，設備不易發(fā)生堵塞，成本低。

技術研發(fā)人員：劉玉想;韓昱;劉玉仙;魏善明;張瑞鵬;江露露;李越

受保護的技術使用者：山東省地礦工程勘察院

技術研發(fā)日：2021.06.08

技術公布日：2021.08.20