一种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩屑清除装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油天然气钻井、地质勘探以及矿山钻探装置行业领域，尤其是涉及一种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置。
【背景技术】
[0002]二十世纪末出现的超临界C02钻井技术，充分利用了超临界C02流体同时具有气体的低黏度、高扩散系数和液体高密度的特定。超临界C02钻井具有破岩速度快，门限压力低的特点，在钻进过程中超临界C02流体可以为井下马达提供足够扭矩的同时，还能保证井底的欠平衡状态；即使超临界C02进入到储层，也不会出现粘土水化膨胀以致堵塞孔隙喉道等现象，可有效保护储集层，相反进入储集层后能够增大储集层渗透率，提高原油采收率。因此，超临界C02钻井技术以其独特优势在油气开发中起着重要的作用。
[0003]超临界C02钻井技术的循环系统不同于现阶段所有的钻井系统，该循环系统需要实现C02流体由液态、超临界态、气态再到液态的转化，在井口时该循环系统处于气体状态，并且要实现循环使用，需要从气态C02流体中分离出固体和液体杂质。常规工厂车间中使用的旋风分离器，其净化效果难以满足超临界C02钻井要求，如果选用国外先进的四相分离器设备，不但价格昂贵，而且需要对设备进行结构上的改造，以适应流体相态的性质特点；如果选用多级净化，将大幅增加钻井井场的占地面积，导致费用增加、操作复杂，给安全施工带来隐患。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可有效将固态和液态杂质从C02气体中分离，实现C02流体的循环使用的超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置。
[0005]—种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置，包括旋风分离器2和沉淀罐I ;旋风分离器2由筒体9和锥体10整体连接构成，在筒体9上部设有C02气体入口 6，锥体10底部设有漩涡罩11和岩肩收集罐12，漩涡罩11上方设有中心筒8 ;沉淀罐I连接在筒体9上方，中间水平向设有气体过滤板4，上部设有洁净C02气体出口 3，下部设有排肩口5 ;旋风分离器2和沉淀罐I之间通过倾斜的螺旋分隔板7分隔；其中，C02气体入口 6设在螺旋分隔板7高位点的下部，排肩口 5设在螺旋分隔板7低位点的上部，中心筒8底部与漩涡罩11连通，中心筒8上部贯穿螺旋分隔板7后其端口与沉淀罐I贯通。
[0006]上述方案进一步包括:
[0007]所述螺旋分隔板7的上下表面均为螺旋型。
[0008]旋风分离器2的筒体9和锥体10内壁设有与螺旋分隔板7顺向的落选引流板。
[0009]所述的气体过滤板4的滤网孔隙为不大于5 μ m0
[0010]本实用新型的优点在于:可有效将固态和液态杂质从C02气体中分离，实现C02流体的循环使用。而且结构简易，操作简单，可靠性高，有利于节省井场占地面积，可有效保证超临界C02钻井的岩肩清除。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的岩肩清除装置的结构示意图。
[0012]图2为气态C02流体经过本实用新型的动态示意图。
[0013]其中包括:1、沉淀罐，2、旋风分离器，3、洁净C02气体出口，4、气体过滤板，5、排肩口，6、C02气体入口，7、螺旋分隔板，8、中心筒，9、筒体，10、椎体，11、旋涡罩，12、岩肩收集罐，13、外旋流，14、内旋流，15、固液杂质，16、上升气体，17、固体杂质，18、洁净C02气体。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0015]参照附图1，一种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置，包括旋风分离器2和沉淀罐I ;旋风分离器2由筒体9和锥体10整体连接构成，在筒体9上部设有C02气体入口 6，锥体10底部设有漩涡罩11和岩肩收集罐12，漩涡罩11上方设有中心筒8 ;沉淀罐I连接在筒体9上方，中间水平向设有气体过滤板4，上部设有洁净C02气体出口 3，下部设有排肩口 5 ;旋风分离器2和沉淀罐I之间通过倾斜的螺旋分隔板7分隔；其中，C02气体入口 6设在螺旋分隔板7高位点的下部，排肩口 5设在螺旋分隔板7低位点的上部，中心筒8底部与漩涡罩11连通，中心筒8上部贯穿螺旋分隔板7后其端口与沉淀罐I贯通。
[0016]上述实施例进一步包括:
[0017]所述螺旋分隔板7的上下表面均为螺旋型。
[0018]旋风分离器2的筒体9和锥体10内壁设有与螺旋分隔板7顺向的落选引流板。
[0019]所述的气体过滤器由人造纤维滤材制成，滤网孔隙为5 μπι，外框是由坚固、防潮硬纸框制成。
[0020]参照附图2，本实用新型提供的一种应用于超临界C02钻井过程中井口岩肩清除装置，具体实施过程为:
[0021]含有固液杂质的C02气体从C02气体入口 6导入旋风分离器2的筒体9和中心筒8之间，在螺旋分隔板7的作用下形成旋转向下的外旋流13，悬浮于外旋流13的固液杂质15在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流13转到锥体10下部，由旋涡罩11排至岩肩收集罐12，初步净化后的气体形成上升的内旋流14并经过中心筒8排送至沉淀罐I ;气体进入沉淀罐I后，由于横截面积变大，气体流速大幅降低，气体内未清除的的固液杂质在重力作用下发生沉淀，沉淀出的固体杂质17沉落在螺旋分隔板7上，并移送至排肩口 5排除，上升的C02气体经过气体过滤板4进行干燥和过滤后，得到纯净的C02气体，由顶部的洁净C02气体出口 3排至后续设备中。气体过滤板定期更换，保证设备持续使用。
【主权项】
1.一种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置，包括旋风分离器(2)和沉淀罐(I)，其特征在于:旋风分离器(2 )由筒体(9 )和锥体(10 )整体连接构成，在筒体(9 )上部设有CO2气体入口( 6 )，锥体(10 )底部设有漩涡罩(11)和岩肩收集罐(12 )，漩涡罩(11)上方设有中心筒(8);沉淀罐(I)连接在筒体(9)上方，中间水平向设有气体过滤板(4)，上部设有洁净CO2气体出口(3)，下部设有排肩口(5);旋风分离器(2)和沉淀罐(I)之间通过倾斜的螺旋分隔板(7)分隔；其中，0)2气体入口(6)设在螺旋分隔板(7)高位点的下部，排肩口(5)设在螺旋分隔板(7)低位点的上部，中心筒(8)底部与漩涡罩(11)连通，中心筒(8)上部贯穿螺旋分隔板(7 )后其端口与沉淀罐(I)贯通。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置，其特征在于:所述螺旋分隔板(7)的上下表面均为螺旋型。3.根据权利要求1或2所述的超临界二氧化碳钻井过程中井口岩肩清除装置，其特征在于:旋风分离器(2)的筒体(9)和锥体(10)内壁设有与螺旋分隔板(7)顺向的落选引流板。4.根据权利要求1或2所述的岩肩清除装置，其特征在于:所述的气体过滤板(4)的滤网孔隙为不大于5 μ m。
【专利摘要】本实用新型涉及一种超临界二氧化碳钻井过程中井口岩屑清除装置，包括旋风分离器和沉淀罐；旋风分离器由筒体和锥体整体连接构成，在筒体上部设有CO2气体入口，锥体底部设有漩涡罩和岩屑收集罐，漩涡罩上方设有中心筒；沉淀罐连接在筒体上方，中间水平向设有气体过滤板，上部设有洁净CO2气体出口，下部设有排屑口；旋风分离器和沉淀罐之间通过倾斜的螺旋分隔板分隔；中心筒底部与漩涡罩连通，中心筒上部贯穿螺旋分隔板后其端口与沉淀罐贯通。该岩屑清除装置在施工过程中可以分离出较旋风分离器更纯净的二氧化碳气体，结构简单，操作方便，可靠性高。
【IPC分类】E21B21/01, B01D50/00
【公开号】CN205172479
【申请号】CN201520849277
【发明人】张忠乾, 刘晓兰, 崔海林, 曹继飞, 祝靖, 许越永, 李亚男, 王朔, 张晶晶
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月30日