设计泥浆气动定量脱气器

2019-07-10陈琳

魅力中国 2019年15期

陈琳

(中国石化胜利石油工程有限公司地质录井公司，山东东营 257000)

现代油气勘探技术发展迅猛，综合录井技术也取得很大的进展，录井参数的定量化已是大势所趋。考虑到录井仪器现场的工作环境、井场安全、脱气问题和安装脱气器不受限于钻井液排量大小变化的影响等角度出发，提出研发制造工艺简单，便于现场安装，且造价不贵的定量脱气器的方法。

一、泥浆气动定量脱气器设计

气测录井只有克服了诸多方面的因素影响，其中最重要是脱气器因素影响，才能发生质的变化；才能提高气测资料的真实性；实现气测录井由定性向定量发展；气测录井才能在油气勘探录井中提高可信度，最大限度地提高油气勘探与开发的成功率。设计泥浆气动定量脱气器配套在综合录井及开发井等录井仪器上，为在钻井实时监测过程中高效地实现气测录井提供条件。

（一）泥浆气动定量脱气器的结构组成

泥浆气动定量脱气器的组成如图1所示，脱气器的外形呈圆筒体，由不锈钢材料制成，他的下部有泥浆入口，连接气动隔膜泵（恒流量进样装置）的出口，为给脱气装置提供连续的定量泥浆，上端封闭并装有气动马达，可以驱动启动脱气器内的泥浆搅拌器，气动马达旁有一接口可供连接气体管线至录井仪器房内供气测装置，另有一通气孔使气体脱气筒内与大气相通。

图1

（二）泥浆气动定量脱气器的工作原理

正常使用条件下, 通过录井房内样气泵的抽吸作用, 气体脱气筒内被维持在一个略低于大气压的压力。样气泵的抽吸作用能使整个样气管线密封系统内的压力低于大气压大约7psi。然而经由通气孔的外部空气的进入定量补充使脱气筒内压力保持在大约低于大气压1psi的压力。这样, 进入脱气筒内的泥浆在搅拌器的快速搅拌和低压的共同作用下, 使泥浆中的气体得以充分地逸出。

钻井平台上使用的压缩空气的压力一般在0.6一0.8MPa, 所以在将压缩空气供给气动定量脱气器气动马达和气动隔膜泵之前, 必须将其减压至合适的压力, 以防止对气马达和气动隔膜泵和的损坏。此外, 进入气动马达和气动隔膜泵的压缩空气不需要混入微量的润滑油，只需要在压缩空气源被减压之前, 它必须首先进入一个过滤器, 将压缩空气中的水分和杂质滤掉,以保证其纯净和尽可能干燥, 然后再进入减压阀进行减压。气动定量脱气器的工作原理要求泥浆在气体脱气筒内被搅起并由溢出口喷出, 空气源压力越大, 搅拌器的转速越高, 但搅拌器如果转速过快, 将会导致泥浆被搅起至脱气筒内的顶部, 进而进入样气管线。为了防止这种现象的发生, 供给气动隔膜泵的压缩空气的气动最大压力不能超过0.5MPa，供给气动马达的压缩空气最大压力不能超过0.4MPa以保持搅拌器的转速大约在800转/分。这样纯净的、不含水分的压缩空气一部分驱动气动隔膜泵提取泥浆到脱气筒，但驱动气由气动隔膜泵的排出口排出，另一部分驱动气动马达高速旋转泥浆脱出样品气，但驱动气由气动马达的排出口排出。一方面为防止泥浆堵塞空气入孔而使气体脱气筒内产生负压，进而引起泥浆被抽入样气管线。另一方面为防止由于收采筒内的泥浆喷溅和样品泵的抽吸作用而使泥浆被吸入样气管线。应该经常在起下钻时检查脱气装置上的样气出口，以保证没有泥浆固体物质在这个开口处聚集而影响气管线的畅通, 从而保证气测系统正常工作。

（三）泥浆气动定量脱气器具有防爆安全的功能

作为安装于恶劣环境区的脱气器必须考虑井场安全。由于用钻井平台上容易获得的压缩空气作动力, 完全避免了使用电动脱气器存在产生电火花的危险。众所周知, 泥浆脱气器工作场所在泥浆槽, 而该场所是井内油气逸出和易于聚集的高易燃、易爆区域, 使用高电压电源（三相AC380V、AC220V或单相AC110V）作动力驱动的电动脱气器, 无论预防措施做得多严密, 总是存在着隐患, 所以必须慎之又慎, 方保万无一失。而气动隔膜泵和气动马达是防爆型的，不具有产生电火花的危险。从安全角度考虑, 钻井承包商更愿意使用气动定量脱气器。

二、泥浆气动定量脱气器现场实验情况

开发的气动定量脱气器先后在史128-xx井和牛25-斜xx井实验，脱气器先后工作了30天，气动隔膜泵和气动马达没有出现故障，该脱气器能完成定量泥浆脱气，脱气量能满足色谱仪分析样品气的需要。经过现场使用泥浆气动定量脱气器具有稳定可靠，结构简单，重量轻，体积小，不易损坏，较之电动脱气器更易于携带、安装、调节和维护保养。