一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于石油勘探技术领域，具体涉及一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，包括连接限流模块的第一个岔管路、连接气体增压模块的第二个岔管路和连接气源的第三个岔管路；第一个岔管路上设置有第一单向开关阀和增压机；第二个岔管路上设置有流量计和第二单向开关阀；第三个岔管路上设置有节流阀和第三单向开关阀。这种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，结构简单，可靠，适用性强，平常整个模块处于断开状态，工作时，处于打开状态，能够稳定、连续、可选择性地向钻井系统供应天然气，实现了在不同压力环境下，为一种天然气循环回收的钻井工艺系统稳定、连续、可选择性地供应天然气，并避免天然气体倒流。
【专利说明】
一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块
技术领域
[0001]本实用新型属于石油勘探技术领域，具体涉及一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块。
【背景技术】
[0002]欠平衡钻井时，钻井液循环压力低于地层孔隙压力，因此，在钻井防漏、提高钻井速度、及时发现油气显示、有效保护油气储层等方面具有良好的优势。气体钻井技术是钻井过程中，采用空气、天然气、氮气及尾气等气体作为循环介质，使井筒循环压力大幅低于地层孔隙压力，实现了真正意义上的欠平衡。目前，气体钻井技术已经成为古老地层提速、裂缝及溶洞发育地层安全钻进和非常规油气藏储层保护、增产增效的关键技术之一。
[0003]天然气循环回收的钻井工艺技术方法是提供一种天然气循环回收的钻井工艺方案发明设计，以实现钻井使用的天然气介质的“就地取材”、循环重复使用和“回注回收”，最终达到降本增效目标。其中，开钻时，使用的天然气是气源供应;钻进时，使用的天然气主要是井内循环出天然气，若循环出天然气量达不到钻井设计要求时，需要气源补偿一部分。然而，钻进时，受地层压力和钻进工况的影响，井内循环出的天然气气压是不稳定的，与气源输出的压力环境不一致，造成高压环境气体向低压环境流动，仅使用平常的节流阀达不到系统要求。
[0004]因此，需要提供一种天然气循环回收的钻井工艺技术方法的供气选择模块。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是克服克服天然气循环回收的钻井工艺系统中，钻进时，受地层压力和钻进工况的影响，井内循环出的天然气气压是不稳定的，与气源输出的压力环境不一致，造成高压环境气体向低压环境流动，仅使用平常的节流阀达不到系统要求的问题。
[0006]为此，本实用新型提供了一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，所述的供气选择模块为三岔型管路结构，包括连接限流模块的第一个岔管路、连接气体增压模块的第二个岔管路和连接气源的第三个岔管路;第一个岔管路上设置有第一单向开关阀和增压机;第二个岔管路上设置有流量计和第二单向开关阀；第三个岔管路上设置有节流阀和第三单向开关阀。
[0007]所述的第一个岔管路连接限流模块处的工作压力为0.5?5.0MPa;所述的第二个岔管路连接气体增压模块处的工作压力为1.5?10.5MPa;所述的第三个岔管路连接气源处的工作压力为2.5?10.5MPa。
[0008]所述的第一单向开关阀、第二单向开关阀和第三单向开关阀为抗压35?135MPa的单向开关阀;所述的流量计为工作压力1.5?135.0MPa的抗震防爆流量计;所述的节流阀为抗压35?135MPa的开关阀;所述的增压机的参数进气压力为0.5?12.5MPa，排气压力为2.0?20.0MPa，排量 60 ?10NmVmin。
[0009]所述的三岔型管路结构中各个部件由承压钢管相连接，连接端均采用法兰连接。
[0010]所述的承压钢管为外径88.9?300mm、壁厚6.45?25.4mm钢管。
[0011]所述的气体增压模块由4?10台气体压缩机和6?8台气体增压机并联构成;所述的限流模块为分别连接多相处理模块、供气选择模块和气源的三岔型管路结构;所述的多相处理模块为一套气体钻井用的旋风分离器组。
[0012]本实用新型提供的这种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块的有益效果:
[0013]1、结构简单，可靠，适用；
[0014]2、平常整个模块处于断开状态，工作时，处于打开状态，能够稳定、连续、可选择性地向钻井系统供应天然气。
【附图说明】
[0015]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型的实施作业示意图。
[0018]附图标记说明:1、限流模块;2、第一单向开关阀；3、增压机;4、流量计;5、第二单向开关阀;6、气体增压模块;7、节流阀;8、第三单向开关阀;9、气源。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
[0020]本实施例提供一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，所述的供气选择模块为三岔型管路结构，如图1所示，包括连接限流模块I的第一个岔管路、连接气体增压模块6的第二个岔管路和连接气源9的第三个岔管路;第一个岔管路上设置有第一单向开关阀2和增压机3;第二个岔管路上设置有流量计4和第二单向开关阀5;第三个岔管路上设置有节流阀7和第三单向开关阀8。
[0021 ]供气选择模块具体操作步骤为:
[0022](I)停钻时，3个开关阀与I个节流阀均处于关闭状态；
[0023](2)开钻时，依次打开第一单向开关阀2、第二单向开关阀5、节流阀7和第三单向开关阀8;
[0024](3)当所注天然气达到井筒钻进要求后，关闭节流阀7，开启增压机3工作，保证管路中的压力与气源9输出压力一致；
[0025](4)钻进时，实时监测流量计4的数值，若流量达不到钻井设计流量时，由适量打开节流阀7利用气源供气补偿;否则，节流阀7处于关闭状态，天然气用于钻井系统；
[0026](5)切换至停钻时，增压机3停止工作，节流阀7处于关闭状态。
[0027]通过以上实施过程，实现了在不同压力环境下，为一种天然气循环回收的钻井工艺系统稳定、连续、可选择性地供应天然气，并避免天然气体倒流，结构简单，可靠，适用性强。
[0028]实施例2:
[0029]本实施例是在实施例1的基础上进一步进行具象化，本实施例给出了具体工作状态下的各个部件的性能参数，第一个岔管路连接限流模块I处的工作压力为0.5?1.0MPa;所述的第二个岔管路连接气体增压模块6处的工作压力为2.5MPa;所述的第三个岔管路连接气源9处的工作压力为2.5MPa。
[0030]第一单向开关阀2、第二单向开关阀5和第三单向开关阀8为抗压35MPa的单向开关阀；所述的流量计4为工作压力1.5?6.0MPa的抗震防爆流量计；所述的节流阀7为抗压35MPa的开关阀；所述的增压机3的参数进气压力为0.5?1.0MPa,排气压力为2.0MPa，排量60Nm3/min。
[0031]将其应用到天然气循环回收的钻井工艺系统中，如图2所示，包括气源9、限流模块
1、气体增压模块6、井筒、多相处理模块和本实用新型的这种供气选择模块。
[0032]气源9连通供气选择模块，供气选择模块连通气体增压模块6，气体增压模块6连入井筒循环入口，井筒的循环出口连通多相处理模块，本实用新型限流模块分别与气源9、限流模块1、气体增压模块6连通。
[0033]气体增压模块6由4?10台气体压缩机和6?8台气体增压机并联构成;所述的限流模块I为分别连接多相处理模块、供气选择模块和气源9的三岔型管路结构;所述的多相处理模块为一套气体钻井用的旋风分离器组。
[0034]供气选择模块在开始钻进前钻井系统无天然气时，选择由气源供气;正常钻进时，根据检测的气体流量进行判断是否需要进行压力补偿:若流量达不到钻井设计流量时，由气源供气补偿;否则，可由钻井系统循环天然气即可。
[0035]气体增压模块将低压天然气加压至钻井设计压力要求，满足天然气钻井需要；
[0036]多相处理模块将从井内循环出的固、液、气混合物分离，分离后的固体、液、粉尘等进入废物集中处理中心，气体进入限流模块。
[0037]在这里，限流模块为三岔型管路结构，包括连接多相处理模块的第一个岔管路、连接供气选择模块的第二个岔管路和连接气源的第三个岔管路;第一个岔管路上设置有单向开关阀和流量计;第二个岔管路上设置有流量计和单向开关阀；第三个岔管路上设置有单向开关阀、节流阀、增压机和单向开关阀。限流模块在正常钻进时，根据检测的气体流量进行判断正确的操作。若流量超过钻井设计流量时，适量开启回注通道，将部分天然气回收至气源;停钻时，关闭钻井系统通道，将天然气回收至气源。
[0038]通过上述过程，使得在钻井过程中，利用钻井系统气源天然气，作为循环介质，使井筒循环压力大幅低于地层孔隙压力，实现真正意义上的欠平衡，同时循环的天然气最终回存地方，既节省了资源，还能避免循环气外放造成的空气污染。
[0039]实施例3:
[0040]本实施例为上述两个实施例能够正常实施提供条件，在本实施例中，三岔型管路结构中各个部件由承压钢管相连接，连接端均采用法兰连接，此处的承压钢管为钢级N80、外径88.9mm、壁厚6.45mm钢管，承压钢管抗挤毁压力72.6MPa，抗内压强度70MPa，为整个系统的压力传输提供了实施保证。
[0041]综上所述，本实用新型的这种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，结构简单，可靠，适用性强，平常整个模块处于断开状态，工作时，处于打开状态，能够稳定、连续、可选择性地向钻井系统供应天然气，实现了在不同压力环境下，为一种天然气循环回收的钻井工艺系统稳定、连续、可选择性地供应天然气，并避免天然气体倒流。
[0042]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的供气选择模块为三岔型管路结构，包括连接限流模块(I)的第一个岔管路、连接气体增压模块(6)的第二个岔管路和连接气源(9)的第三个岔管路;第一个岔管路上设置有第一单向开关阀(2)和增压机(3);第二个岔管路上设置有流量计(4)和第二单向开关阀(5);第三个岔管路上设置有节流阀(7)和第三单向开关阀(8)。2.如权利要求1所述的适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的第一个岔管路连接限流模块(I)处的工作压力为0.5?5.0MPa;所述的第二个岔管路连接气体增压模块(6)处的工作压力为1.5?10.5MPa;所述的第三个岔管路连接气源(9)处的工作压力为2.5?10.5MPa。3.如权利要求1所述的适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的第一单向开关阀(2)、第二单向开关阀(5)和第三单向开关阀(8)为抗压35?135MPa的单向开关阀；所述的流量计(4)为工作压力1.5?135.0MPa的抗震防爆流量计;所述的节流阀(7 )为抗压35?135MPa的开关阀；所述的增压机(3 )的参数进气压力为0.5?12.5MPa，排气压力为2.0?20.0MPa，排量60?100.0NmVmin。4.如权利要求1或2或3所述的适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的三岔型管路结构中各个部件由承压钢管相连接，连接端均采用法兰连接。5.如权利要求4所述的适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的承压钢管为外径88.9?300mm、壁厚6.45?25.4mm钢管。6.如权利要求1所述的适用于天然气循环回收钻井工艺的供气选择模块，其特征在于:所述的气体增压模块(6)由4?10台气体压缩机和6?8台气体增压机并联构成;所述的限流模块(I)为分别连接多相处理模块、供气选择模块和气源(9)的三岔型管路结构;所述的多相处理模块为一套气体钻井用的旋风分离器组。
【文档编号】E21B7/18GK205654300SQ201620418566
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月10日 公开号201620418566.0, CN 201620418566, CN 205654300 U, CN 205654300U, CN-U-205654300, CN201620418566, CN201620418566.0, CN205654300 U, CN205654300U
【发明人】梁宏伟, 李欣, 张汉林, 刘克强, 袁敏, 曲玉龙, 孙亚莉, 段成才
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院