泥浆加重工艺及专用装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种泥浆加重工艺及专用装置，属于石油勘探开发钻井泥浆加重工艺【技术领域】。由泥浆池、砂泵、空压机、石粉罐、石粉混合泵组成。石粉混合泵为管状体组合结构，一端有垂直交叉开的两个进口，其垂直进口通过重浆阀、供浆管线、砂泵连接至泥浆池，其水平进口通过进粉阀、石粉管线连接至石粉罐；石粉混合泵的另一端通过混合管线连接至泥浆池；石粉罐通过进气管线和气源阀与空压机连接。一种泥浆加重工艺，包括以下步骤：（1）基浆循环：通过砂泵、石粉混合泵、泥浆管线，使泥浆池内基浆进行自循环；（2）泥浆加重：通过空压机将石粉罐内石粉气化，使其流入石粉混合泵，与基浆进行混合加重后，重浆流入泥浆池。
【专利说明】泥浆加重工艺及专用装置
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种泥浆加重工艺及专用装置，属于石油勘探开发钻井泥浆加重工艺【技术领域】。
【背景技术】:
[0002]为了勘探和开发深部地层的油气藏，钻井深度逐年增加，钻遇高压及多压力系统的复杂地层越来越多，高密度泥浆的应用范围越来越广。目前高密度泥浆的传统生产工艺模式有三种方式，一是人工将袋装石粉倒入混合漏斗的泥浆加重方式，二是吊车将包装石粉加入混合漏斗的泥浆加重方式，三是压缩空气将石粉吹入混合漏斗或泥浆池的泥浆加重方式。这三种方式加重泥浆均存在石粉与环境空气接触，造成空气中石粉灰尘大，从而引发污染环境、危害人员健康、浪费石粉材料。另外，石粉与泥浆需要长时间循环和搅拌，造成加重作业效率低、劳动强度大等诸多弊端。
[0003]专利号ZL200520078886.8公开的一种卧式泥浆自动加重装置，其底座上设置有罐体,罐体内设置有托板将罐体分隔成料室和气室,通过压缩空气将水泥车内的加重石粉输入到罐内，通过压缩空气将罐内的石粉经管线吹入泥浆池内。虽然石粉在进入泥浆池前处于密闭状态，但在与泥浆混合时，仍接触环境，造成粉尘悬浮在空气中，同样存在污染环境、危害人员健康和浪费石粉材料，也未能解决加重石粉与泥浆快速均匀混合问题。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是针对现有泥浆加重生产工艺中的粉尘污染环境、危害人员健康、浪费石粉材料和加重作业效率低、劳动强度大的弊端，提供一种泥浆加重专用装置。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种泥浆加重工艺。
[0006]本发明由泥浆池、砂泵、空压机、石粉罐、石粉混合泵组成。石粉混合泵为管状体组合结构，一端有垂直交叉的两个进口，其垂直进口通过重浆阀、供浆管线、砂泵连接至泥浆池，其水平进口通过进粉阀、石粉管线连接至石粉罐；石粉混合泵的另一端通过混合管线连接至泥浆池；石粉罐通过进气管线和气源阀与空压机连接。
[0007]一种泥浆加重工艺，包括以下步骤:
[0008]( I)基浆循环:通过砂泵、石粉混合泵、泥浆管线，使泥浆池内基浆进行自循环。
[0009](2)泥浆加重:通过空压机将石粉罐内石粉气化，使其进入石粉混合泵，与基浆进行混合加重后，重浆流入泥浆池。
[0010]本发明的有益效果是:在泥浆加重作业过程中，隔绝了石粉加重剂与外界的接触，实现了石粉与泥浆在进入泥浆池前密闭均匀混合，解决了污染环境、危害人员健康、浪费石粉材料等问题，同时，提高了加重泥浆效率，降低了劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】:
[0011]图1是本发明的泥浆加重工艺流程示意图；图2是本发明的石粉混合泵结构示意图；图3是本发明的螺旋混合器左视图；图4是沿图3中A-A线剖视图；图5是沿图4中B-B线剖视图。
【具体实施方式】:
[0012]参照图1、图2，本发明由泥浆池7、砂泵10、空压机12、石粉罐15、石粉混合泵I组成，石粉混合泵I为管状体组合结构，一端为垂直交叉的两个进口，其中，垂直进口通过重浆阀21、供浆管线11、砂泵10连接至泥浆池7，水平进口通过进粉阀20、石粉管线19连接至石粉罐15 ;石粉混合泵I的另一端通过混合管线6连接至泥浆池7 ;石粉罐15通过供气管线14和气源阀13与空压机12连接。
[0013]所述的石粉混合泵I的垂直进口通过重浆阀21与砂泵10之间的供浆管线11上设有循环三通22，可通过循环阀23、循环管线24与泥浆池7相连。在重浆阀21关闭状态下，可实现泥浆循环，稳定泥浆性能。
[0014]高密度泥浆量大需要增加泥浆池时，由出口三通25、出口阀26、进口三通9、进口阀27进行并联连接新增的泥浆池。
[0015]石粉混合泵I由进粉管28、进浆管38、混合管31组成，进粉管28外径小于进浆管38内径，进粉管28锥形出口与进浆管38锥形出口之间均匀分布支点37，使进粉管28和进浆管38为同心管；进粉管28、进浆管38与钢板环39形成环形泥浆室；混合管31与进浆管38螺纹连接、垫圈36密封，混合管31的负压孔30接真空表3。泥浆经泥浆室29环形口喷出，产生负压，使石粉流加速通过进粉管28到混合管31，与进浆管38喷出的泥浆相互混合，混合流体经混合管线6进泥浆池7。
[0016]石粉罐15与石粉混合泵I之间的石粉管线19上，通过放空阀17连接放空管线16，放空管线16的进口位于石粉罐15腔体顶部，在出料阀18关闭状态下，实现系统泄压。
[0017]为提高泥浆与石粉的混合效果，在混合管31的出口端，螺纹连接扩散管32经垫圈35密封，再通过由壬34连接缩径管33，使泥浆流与石粉流的混合液流相，在变化状态下均匀混合。
[0018]为进一步提高泥浆与石粉的混合效果，在缩径管33的出口端通过上旋转接头3和下旋转接头5连接螺旋混合器4。由图3、图4和图5可知，螺旋混合器4为圆柱管，其内管壁上焊接有旋转叶片42，在圆柱管内形成旋转流道，能够使泥浆与石粉的混合液充分混合。螺旋混合器4两端为螺纹41、螺纹42，分别与上旋转接头3和下旋转接头5连接。
[0019]一种泥浆加重工艺，参照图1，包括以下步骤:
[0020](I)、泥浆循环:通过砂泵10、石粉混合泵1、泥浆管线6，使泥浆池7内基浆进行自循环。
[0021](2)、泥浆加重:通过空压机12将石粉罐15内石粉气化，使其流入石粉混合泵1，在石粉混合泵I内与基浆进行混合加重，重浆流入泥浆池7。
[0022](3)流程泄压。在出料阀18关闭状态下，石粉罐15内压缩空气，通过放空管线16、放空阀17进入石粉混合泵1，经混合管线6排入泥浆池7。
[0023]上述泥浆加重过程中，隔绝了石粉与外界的接触，消除了石粉灰尘，解决了污染环境、危害人员健康、石粉材料浪费的问题；另外，通过石粉混合泵1、螺旋混合器4使流态化石粉和泥浆一次性混合均匀，提高作业效率，降低劳动强度。
【权利要求】
1.一种泥浆加重专用装置，由泥浆池(7)、砂泵(10)、空压机(12)、石粉罐(15)、石粉混合泵(I)组成，其特征是:石粉混合泵(I)为管状体组合结构，一端为垂直交叉的两个进口，其中，垂直进口通过加重阀(21)、供浆管线(11)、砂泵(10)连接至泥浆池(7)，水平进口通过进粉阀(20)、石粉管线(19)连接至石粉罐(15);石粉混合泵(I)的另一端通过混合管线(6)连接至泥浆池(7);石粉罐(15)通过供气管线(14)和气源阀(13)与空压机(12)连接。
2.根据权利要求1所述的泥浆加重专用装置，其特征是:所述的石粉混合泵(I)的垂直进口通过重浆阀(21)与砂泵(10)之间的供浆管线(11)上设有循环三通(22)，可通过循环阀(23 )、循环管线(24)与泥浆池(7 )相连。
3.根据权利要求1或2所述的泥浆加重专用装置，其特征是:石粉混合泵(I)由进粉管(28),进浆管(38)、混合管(31)组成，进粉管(28)的出口为锥形出口，进浆管(38)的出口为锥形出口 ；进粉管(28)与进浆管(38)为同心管，进粉管(28)的外径小于进浆管(38)的内径。
4.根据权利要求1或2所述的泥浆加重专用装置，其特征是:石粉罐(15)与石粉混合泵(I)之间的石粉管线(19)上，通过放空阀(17)连接放空管线(16)，放空管线(16)的进口位于石粉罐(15)腔体顶部。
5.根据权利要求1或2所述的泥浆加重专用装置，其特征是:在混合管(31)的出口端，可依次连接扩散管(32 )和缩径管(33 )。
6.根据权利要求5所述的泥浆加重专用装置，其特征是:在缩径管(33)的出口端，通过上旋转接头(3)和下旋转接头(5)连接螺旋混合器(4)。
7.根据权利要求6所述的泥浆加重专用装置，其特征是:螺旋混合器(4)为圆柱管，其内管壁上焊接有旋转叶片(42 )。
8.一种泥浆加重工艺，其特征是包括以下步骤: 1)泥浆循环:通过砂泵(10)、石粉混合泵(I)、泥浆管线(6)，使泥浆池(7)内基浆进行自循环。 2)泥浆加重:通过空压机(12)将石粉罐(15)内石粉气化，使其流入石粉混合泵(I)，与基浆进行混合加重后，重浆流入泥浆池(7)。
9.根据权利要求8所述的泥浆加重工艺，其特征是:石粉罐(15)出料阀(18)关闭状态下，罐内压缩空气，通过放空管线(16 )经石粉混合泵(I)排入泥浆池(7 )。
【文档编号】B01F5/12GK103537213SQ201310523118
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】党民芳, 刘祖林, 银本才, 赵社强, 王涛, 党昊, 刘信党, 唐艳玲 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司