专利名称：用于钻井设备中的除气脱气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于钻井设备中的装置，尤其是涉及一种钻井配套装配。
背景技术：
在石油勘探钻井施工过程中，当钻井液中来自于地层的天然气的含量太高时，非常容易出现井涌，严重的情况下，甚至导致井喷事故，从而给生产和人员安全造成巨大的损失，因此，钻井规程中规定，在钻进过程中，当有可能遇到含气地层的钻进工况下，要求必须使用除气器，用来将钻井液中所含有的气体除出，以防井喷，保证正常生产和人员安全。
目前，现有技术中的除气器存在以下问题(1)一般只能取钻井液的一部分进入除气过程，因此不能除尽气体，除气效率较低；在除气过程中不能实时测定除气效率和显示除气效率数据，不具有检测数据的功能，因而，不能具体地体现现有的除气器在缓解井涌方面所起的作用如何。
(2)只具备单一的除气功能，仅适用于钻遇气层前后的井段；只能把钻井液中含有的气体分离出来，又无脱硫功能，若遇含硫化氢的天然气时易发生人员中毒事故。
(3)除出的气体不与大气隔离，不能兼有向钻井设备中的气测仪提供不失真样品气的功能。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种具有除气、脱气、连续测定工作效率、检测多种数据、并能实时显示的用于钻井设备中的除气脱气装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置是以下述技术方案予以实现的。它包括分别与液路部件相通的多级气路部件，所述液路部件包括依次连接的质量流量计、搅拌器短节和主液管；所述搅拌器短节包括潜水电机和设置在所述潜水电机轴端的搅棒；所述主液管与每级气路部件相通，所述主液管与所述每级气路部件之间设置有膜组件；所述膜组件呈兜状结构，所述兜状的截面轮廓是具有“峰”或“谷”的曲线轮廓；所述摸组件与设置在气路部件端部的气室盖之间形成弧形的气室；所述主液管与每级气路部件相通的对应位置的外回转面上分布有三根支气管，所述多级气路部件与所述的三根支气管呈网状结构，用于捕集气流。
本实用新型一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述每级气路部件中还设置有依次连接的真空泵和真空度传感器。所述每级气路部件中还设置有气体流量传感器，用于检测除气脱气效率和钻井液含气饱和度。所述每级气路部件中还设置有脱硫管，所述脱硫管的内壁上设置有强吸水层材料，所述脱硫管的进、出口处分别设置有脱硫前硫化氢气体含量传感器和脱硫后硫化氢气体含量传感器，用于除掉天然气中含有的硫化氢气体并检测脱硫效率。所述膜组件的结构是曲面板状结构，所述曲面板的上方设置有作为气室的内腔。所述主液管的下方设置有电路箱，与所述每级气路部件相通的所述主液管上、并与所述三根支气管端口对应的位置分别设置有超声源；每级气路部件与主液管相通的对应位置上设置有微波源；所述超声源和所述微波源与主液管的输出端之间设置有透波隔液密封垫。包括四至六根直径不同的主液管，由计算机控制阀门改变主液管的根数及相应的直径尺寸。所述多根主液管的直径为80～140毫米。
本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置与现有技术相比的有益效果如下(1)由于本实用新型的除气脱气装置可以将钻井液中含有的气体除尽，故可以有效地缓解井涌现象。
(2)由于本实用新型的除气脱气装置可以将钻井液中含有的气体脱出，脱出的气体与大气隔离，因而可以向气测仪连续提供不失真样品气体。
(3)由于本实用新型的除气脱气装置具有多个用于测量数据的传感器，因此可实时连续地显示本装置的工作效率，并具有及时报警功能。
(4)本实用新型的除气脱气装置，具有将从钻井液中除去或脱出的气体进行脱硫处理，并可以进行脱硫前后硫化氢气体含量的检测，并提供钻井液中硫化氢气体的含气饱和度。
图1是本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置主机的主视图；图2是本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置主机的侧视图；图3是上述图1和图2中所示膜组件10的结构示意图。
如下是本实用新型说明书附图中主要附图标记的说明10——液路部件20——气路部件30——质量流量计 40——搅拌器短节50——主液管 60——膜组件具体实施方式
以下结合附图对本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置做进一步详细描述。
图1和图2示出了本实用新型用于钻井设备中的除气脱气装置的结构，包括分别与液路部件10相通的多级气路部件20，所述液路部件10包括依次连接的质量流量计30、搅拌器短节40和主液管50，所述搅拌器短节40主要包括潜水电机41和设置在所述潜水电机41轴端的搅棒42；所述质量流量计30的管道内装有一只高灵敏度的温度传感器。工作时，钻井液从上游依次进入微倾斜的质量流量仪30和搅拌器短节40中，并经主液管50流入振动筛。钻井液流动的方向见图1中空心箭头所示，气体的流动方向见图1中实心箭头所示。
因为将含气除“尽”的条件之一是不能引入大气，为此，必须保持在任何时时候主液管50内都是充满液体的状态，为了达到此“常满”状态，则有必要将每套本实用新型除气脱气装置设计成四至六根直径不同的主液管50，所述多根主液管50可以采用直径为80～140毫米，例如，可采用140毫米、120毫米、100毫米和80毫米的组合。若钻机的钻井液泵单开或双开时，可以由计算机来控制阀门以改变当时所使用的主液管50的根数及直径的尺寸。采用上述保持主液管内“常满”状态的措施，其有益效果是能使除出的气体成为无空气基的，即，成为不失真的，与现有技术中大多数的“定量脱气器”相比，其保真的途径更简便。所述主液管50的材料应首选在100℃条件下能耐受钻井液中所含各种酸、碱、盐成分而不受其腐蚀的不锈钢材料。
每根主液管50上最好分布有四至六级气路部件20，以此形成一张减压“网”，四至六根气路的出口管之间具有一定的距离，每级气路部件20在气室盖61上有两段支气管51，即，所述主液管50与每级气路部件20相通的对应位置的外回转面上分布有三根支气管51，所述多级气路部件20与所述的三根支气管51呈网状结构，形成此“网”的目的是将钻井液中的气除尽，末级气路部件20用于监测气流量的“零”，各级气路部件的最后出口汇合于一只集气阀上，用于捕集气流。
所述主液管50与每级气路部件20相通，所述主液管50与所述每级气路部件20之间设置有膜组件60；所述膜组件60呈兜状结构，所述兜状的截面轮廓是具有“峰”或“谷”的曲线轮廓；如图1所示，在所述主液管50上装配了第一至第四或至第五减压分级气路20，在主液管50的上方开有弧形槽，该弧形槽用于装配膜组件，所述摸组件60与设置在气路部件20端部的气室盖61之间形成弧形的气室62，所述气室盖61、膜组件60及其相关零部件设计成既有高度密封性又易于拆装的，以方便膜组件60的更换。所述膜组件60的结构还可以是曲面板状结构，所述曲面板的上方设置有作为气室62的内腔。
上述膜组件60是本实用新型除气脱气装置的关键，图1和图2中只画出了最简单的一种，即弧面矩形结构，在图3中示出了另外一种结构即，整个膜组件60为截面略呈“峰”或“谷”状的“兜”型结构。尺寸比上述弧面矩形结构的大，并且是一上一下交替装配。也可考虑水平方向一左一右装配，则钻井液的液流呈波浪状，此时，所述超声源44和微波源45可设置在主液管外的两侧。采用上述“峰”状安装的膜组件60的支气管51要接在主液管50的侧面上，此时，所述超声源44和微波源45的装配位置要分上、下。还有，膜组件60的主要材料是“脱气膜”，油田三次采油中回收二氧化碳时大多采用此材料。与其它结构形式的膜组件相比，本实用新型中所涉及到的“兜”状结构的最大优点在于可使主液管长度减至很小，从而使本实用新型整体体积大大缩小。
所述气路部件20包括支气管51、四通接头52、脱硫管25，所述脱硫管25设计成易更换的结构，若脱硫过程产品含水，则脱硫管25的内壁上要设置有强吸水层材料，在所述脱硫管25的进、出口处分别设置有脱硫前硫化氢气体含量传感器26和脱硫后硫化氢气体含量传感器27，用于除掉天然气中含有的硫化氢气体并检测脱硫效率，用于检测除气脱气效率和钻井液含气饱和度的气流量传感器24、依次连接的真空泵21和真空度传感器22，各件相互之间用气管线23、气嘴和管接头28相连接；所述每级气路部件20中还设置有气体流量传感器24。
本实用新型一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述主液管50的下方设置有电路箱43，其中有每级三件的超声源44及每级一件的微波源45。与所述每级气路部件20相通的所述主液管50上、并与所述三根支气管51端口对应的位置分别设置有超声源44。所述超声源44的作用有两点一是给钻井液中含有的气体分子加能量，使之被“激活”，从而达到易于进入减压的气路中，二是清洗膜组件60。每级气路部件20与主液管50相通的对应位置上设置有微波源45，所述微波源45的作用是加热，从而降低钻井液的粘度，减小气泡移动时的阻力。在所述超声源44和所述微波源45输出端紧靠主液管50低部的开口处设置有透波隔液密封垫46。
本实用新型除气脱气装置是录井仪配套中新增的装置，可纳入钻机配套件之列。利用本实用新型除气脱气装置的结构原理，还可以进一步研制出局部尺寸缩小的、连续定量脱气的、可供单独使用的气测仪。另外，本实用新型除气脱气装置代替现有技术中的钻井液槽。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
权利要求1.一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其特征在于包括分别与液路部件(10)相通的多级气路部件(20)，所述液路部件(10)包括依次连接的质量流量计(30)、搅拌器短节(40)和主液管(50)；所述搅拌器短节(40)包括潜水电机(41)和设置在所述潜水电机(41)轴端的搅棒(42)；所述主液管(50)与每级气路部件(20)相通，所述主液管(50)与所述每级气路部件(20)之间设置有膜组件(60)；所述膜组件(60)呈兜状结构，所述兜状的截面轮廓是具有“峰”或“谷”的曲线轮廓；所述摸组件(60)与设置在气路部件(20)端部的气室盖(61)之间形成弧形的气室(62)；所述主液管(50)与每级气路部件(20)相通的对应位置的外回转面上分布有三根支气管(51)，所述多级气路部件(20)与所述的三根支气管(51)呈网状结构，用于捕集气流。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述每级气路部件(20)中还设置有依次连接的真空泵(21)和真空度传感器(22)。
3.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述每级气路部件(20)中还设置有气体流量传感器(24)，用于检测除气脱气效率和钻井液含气饱和度。
4.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述每级气路部件(20)中还设置有脱硫管(25)，所述脱硫管(25)的内壁上设置有强吸水层材料，所述脱硫管(25)的进、出口处分别设置有脱硫前硫化氢气体含量传感器(26)和脱硫后硫化氢气体含量传感器(27)，用于除掉天然气中含有的硫化氢气体并检测脱硫效率。
5.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述膜组件(60)的结构是曲面板状结构，所述曲面板的上方设置有支气管作为气室(62)的内腔。
6.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述主液管(50)的下方设置有电路箱(43)，与所述每级气路部件(20)相通的所述主液管(50)上、并与所述三根支气管(51)端口对应的位置分别设置有超声源(44)；每级气路部件(20)与主液管(50)相通的对应位置上设置有微波源(45)；所述超声源(44)和所述微波源(45)与主液管(50)的输出端之间设置有透波隔液密封垫(46)。
7.根据权利要求1所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，包括四至六根不同直径的主液管(50)，由计算机控制阀门改变主液管(50)的根数及相应的直径尺寸。
8.根据权利要求7所述的一种用于钻井设备中的除气脱气装置，其中，所述多根主液管(50)的直径为80～140毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种具有除气、脱气、连续测定工作效率、检测多种数据，用于钻井设备中的除气脱气装置。它包括分别与液路部件相通的多级气路部件，所述液路部件包括依次连接的质量流量计、搅拌器短节和主液管；所述搅拌器短节包括潜水电机和设置在所述潜水电机轴端的搅棒；所述主液管与每级气路部件相通，所述主液管与所述每级气路部件之间设置有膜组件；所述膜组件呈兜状结构，所述兜状的截面轮廓是具有“峰”或“谷”的曲线轮廓；所述膜组件与设置在气路部件端部的气室盖之间形成弧形的气室；所述主液管与每级气路部件相通的对应位置的外回转面上分布有三根支气管，所述多级气路部件与所述的三根支气管呈网状结构，用于捕集气流。
文档编号E21B43/34GK2791246SQ20042005689
公开日2006年6月28日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者徐有信 申请人:徐有信