密闭钻井液加重系统的研究与应用

2010-06-11杨元东罗晓丽王淑艳

中国设备工程 2010年8期

杨元东，罗晓丽，王淑艳

（1.大庆钻探工程公司钻井二公司；2.大庆钻探工程公司钻井四公司，黑龙江大庆 163413）

大庆油田一直沿用人工加重钻井液的作业方式，就是在重晶石粉厂，先将重晶石粉装袋，运到钻井现场，再由人工一袋袋加入泥浆池。在重晶石粉运输及加重过程中浪费量大、钻井工的劳动强度大、工作效率低。为此，大庆钻探工程公司钻井二公司研制了密闭钻井液加重系统。

一、密闭钻井液加重系统的组成和工作原理

密闭钻井液加重系统主要由石粉厂的重晶石粉自装卸装置和钻井队重晶石粉密闭加重循环系统两部分组成。

1.石粉厂重晶石粉自装卸装置

（1）重晶石粉自装卸工作原理与装置构成

研究的一套重晶石粉自装卸装置，全程为密闭贮存、运输和装卸，提高了重晶石粉的运输效率，减轻了劳动强度，降低了粉尘污染。

①工作原理。利用压缩空气使重晶石粉流态化，通过管道将重晶石粉从灰缸输送到一定高度和水平距离，完成对重晶石粉的输送。

②装置构成（见图1）。重晶石粉自装卸装置主要用于重晶石粉输送、储存及运输。装置包括卧式罐3个（从石粉机接收石粉）、立式罐4个（用于石粉储存）和石粉输送管线。卧式罐与立式罐连接，接通外接气源，通过输送管线，可实现从卧式罐向立式罐输送石粉的作业。立式罐与石粉运输车载罐连接，实现从立式罐向石粉运输车载罐输送石粉的作业，每个立式罐通过并联主管线可分别向石粉运输罐输送石粉。

（2）重晶石粉自装卸装置主要技术参数

卧式罐有效容积7m3；立式罐有效容积75m3；卧式罐额定装灰量28 000kg；立式罐额定装灰量300 000kg；卸灰速度>4.5t/min；剩灰率≤0.5%；额定工作压力0.2MPa；最大工作压力0.25MPa；输送能力为水平距离25m、垂直高度15m。

2.钻井队重晶石粉密闭加重循环系统

（1）钻井队重晶石粉密闭加重循环系统结构与原理

①结构简述。重晶石粉密闭加重循环系统由爬犁底座、储料系统（储料下灰罐）、卸料系统 (气力输送装置)、配气系统、混配器等部分组成。

②工作原理。重晶石粉密闭加重循环系统是由重晶石粉储存罐（以下简称“下灰罐”）、混配器、配气系统、输送装置、管路等配套组成（见图2）。其工作原理为：下灰罐的重晶石粉输送为空气压力输送，借助气化装置，以压缩空气为动力，使储料罐的粉粒物料液态化，利用罐内与罐外压力差，使重晶石粉排出下灰罐，进入下灰管。重晶石粉再由下灰管与另一路泥浆同时进入混配器，混配后排出重泥浆，进入钻井液循环系统工作。

（2）钻井队重晶石粉密闭加重循环系统主要技术参数

额定容积23m3；灰罐直径φ2 100mm；卸灰速度≥1.5t/min；剩灰率≤0.4%；进气压力≤0.2MPa；输送条件为水平距离5m、垂直距离15m；额定工作压力0.2MPa；耐压试验压力0.45MPa；机外形尺寸为5 300 mm×2 495 mm×3 580mm；整机质量4 750kg。