石油钻采工艺中一级固控系统的防喷结构的制作方法

本发明涉及钻井液振动筛领域，具体涉及石油钻采工艺中一级固控系统的防喷结构。

背景技术：

钻井液是钻井过程中使用到的各种循环流体的总称，钻井液又称作钻井泥浆。在钻井过程中，钻井液可以有效地冷却和润滑钻头，还能够平衡底层压力，避免发生井喷和井涌，除此之外，钻井液还能够传递动力和取芯采样。根据分散介质不同，钻井液主要分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三大类。

钻井过程中，钻井液通过钻杆进入至底层，在完成其作用后带着钻井中产生的废渣一起排出，由于钻井液不仅价格高昂而且会破坏环境，所以应该对钻井液进行回收，固控系统就是用于回收钻井液的。固控系统也叫作钻井液循环系统和钻井液净化系统。固控系统主要包括钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、卧式螺旋离心机等固控设备。这些固控设备就像一系列大小、功能不同的筛子，通过层层过滤实现对钻井液的净化和再利用。

钻井液振动筛是用于钻井液循环、净化系统的一级固控设备，具有振动强度高、筛分面积大等特点。钻井液振动筛主要用于去除钻井液中较大的钻屑颗粒，维护钻井液的性能以保证之后的固控设备的处理效果及使用寿命，是固控系统中最重要的的设备。

由于钻井液在进料过程时是受压力而抛射至筛网上的，靠近进料口的筛网失去了筛分作用，并且由于压力不是恒定不变的，当遇到压力突然增大时，钻井液进料速度加快，从进料口喷出的距离较远，不仅靠近进料口的筛网失去了筛分作用，钻井液在筛网上的落点与进料口之间的一段筛网都会失去筛分作用，由于喷射了较远的距离，钻井液的过筛的面积缩小，导致钻井液中的固相颗粒还没来得及与液相分开就离开了筛网，使得能够回收的钻井液液相损失，不仅污染环境还增加了钻井成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对传统钻井液振动筛防溅装置的缺点，目的在于提供石油钻采工艺中一级固控系统的防喷结构，解决传统的钻井液振动筛在筛分过程中固相颗粒还没来得及与液相分开就离开了筛网，带走部分可循环液相，造成钻井液中可回收液相损失的问题。

本发明通过下述技术方案实现：石油钻采工艺中一级固控系统的防喷结构，包括两个相互平行的防溅板，防溅板底部垂直于水平面，防溅板顶部安装有顶板，顶板连接两个防溅板，防溅板之间设置有防喷板，防喷板垂直于防溅板，防喷板顶部连接顶板，防喷板的底部与防溅板底部所在平面之间有间隙，顶板上方安装有若干进水弯管，进水弯管位于顶板上方的部分垂直于顶板，进水弯管底端贯穿顶板顶部至顶板下方，进水弯管位于顶板下方的部分正对防喷板，进水弯管上连接有喷水头。现有技术中，传统的钻井液振动筛在靠近进料口处设置有防溅装置，但是这种防溅装置的作用是避免钻井液从进料口进入至筛网上时向四周飞溅，使得筛网入口处的钻井液在沿筛网法线方向振动的过程中不会溅出钻井液振动筛。在实践中发现，由于钻井液在进料过程时是受到压力后从进料口抛射至筛网上的，所以钻井液在筛网上的落点与进料口之间的筛网都会失去筛分作用，并且因为压力不是恒定不变的，随着压力的变化，钻井液在筛网上的落点与进料口之间的距离也会发生变化，当遇到压力突然增大时，钻井液进料速度加快，从进料口喷出的距离较远，使得较大部分的筛网均失去了筛分作用，导致钻井液的过筛面积缩小，造成部分黏带有钻井液液相的固体颗粒在还未与液相分开时就已经移动至筛网的出口处进行收集，造成钻井液中可循环使用的液相损失，增加了钻井液的使用成本；另外，由于钻井液液相中不仅包含分散介质如水，还包含了处理剂等化学物质，处理起来增加了钻井液使用成本，如果不处理即排至外界，会导致环境污染。为了解决上述问题，本发明提供了一种安装于钻井液振动筛入口处的防喷装置。该装置包括防溅板、防喷板和顶板，安装时，将防溅板固定在筛箱的边沿上，使得该装置位于筛网正上方，防喷板正对钻井液振动筛的进料口，防喷板底部所在的平面与防溅板底部所在的平面之间有留一段距离。使用时，当钻井液受到压力从进料口喷出时，钻井液撞击在防喷板上，部分钻井液反弹至靠近进料口下方筛网上，使得钻井液即使以很快的速度喷出，也会在撞击防喷板后减速并落至进料口下方的筛网上；部分钻井液粘附在防喷板上，受到重力作用和沿筛网法线方向的振动作用后滑落至防喷板下方的筛网上；还有部分钻井液在撞击后向四周溅开，防溅板内侧和顶板的底部能够避免钻井液在撞击防喷板后四处溅射出钻井液振动筛而损失。通过上述装置，不仅能够在无论压力是否变化的情况下，保证钻井液经过较大的筛网面积，提高了筛网的利用率，避免固体颗粒在未与液相分离的情况下就移动至筛网出口，还保证了钻井液不会飞溅出钻井液振动筛，最大化地保留了可循环液相，降低钻井液的使用成本的同时还保护了环境。在实践中还发现，在使用一段时间后，防喷板、防溅板和筛网上会粘附部分钻井液，不仅导致损失了部分钻井液，还加重了筛网上的载荷、堵住部分筛网上的筛孔，导致钻井液振动筛的分离效果降低。为了解决上述问题，本装置在顶板上设置有若干进水弯管，进水弯管在顶板上方的部分垂直于顶板，进水端口连接水泵；进水管位于顶板下方的部分弯曲90度后，出水端口正对防喷板。进水弯管的出水端口连接有喷水头，喷水头上设置有许多喷水孔，通过喷水孔将水均匀的撒在防喷板上。钻井液振动筛使用一段时间之后，开启水泵，水泵将水压至进水弯管中，通过进水弯管再经喷水头上的喷水孔将水喷至防喷板上，水喷在防喷板上后溅开并冲刷防溅板内侧和顶板底部，之后水流落至筛网上，对筛网上的钻井液进行稀释，最后稀释后的钻井液落入至筛箱中。通过上述机构，不仅减轻了筛网的负荷、延长了筛网的使用寿命，还尽可能多的将残留的钻井液稀释后混入用于循环的钻井液中，降低了钻井液使用成本。

进一步地，防喷板上铺设有若干硬毛。当钻井液喷出速度过快时，钻井液中的固相颗粒会对防喷板表面造成刮擦，降低了防喷板的使用寿命，设置硬毛后，可以减缓固相颗粒对防喷板表面的刮擦；如果喷出速度过快，钻井液中的固相在撞击防喷板后会反弹至进料口，造成钻井液的浪费，硬毛可以减缓撞击冲力和降低固相颗粒的反弹距离，使钻井液不会反弹至进料口；相对于防喷板平整的表面来说，硬毛可以粘附更多的钻井液液相，而对固相颗粒有一个反弹作用，所以硬毛可以使部分液相在进料口附近即可脱离固相颗粒，达到一定的筛分效果。

进一步地，防喷板底部与防溅板底部的距离为防溅板高度的1/3~1/2。通过实践发现，当防喷板底部与防溅板底部的距离小于防溅板高度的1/3时，会使得钻井液在沿筛网法线方向振动的过程中再次撞击在防喷板上，造成钻井液的滞留，降低钻井液振动筛的处理量；防喷板底部与防溅板底部的距离大于防溅板高度的1/2时，防喷面积较小，防喷板达不到较好的防喷目的。

进一步地，防喷板与喷水头之间的距离大于15厘米。如果防喷板与喷水头之间的距离小于15厘米，水流喷淋至防喷板上的面积小且冲力大，不仅会导致冲洗效果差，在长时间使用后还会导致防喷板损坏。

进一步地，防喷板、防溅板内侧、顶板底部的表面均涂有醇酸磁漆。醇酸磁漆主要用于金属表面的保护，由于防喷板、防溅板内侧和顶板底部的表面，尤其是防喷板会频繁受到钻井液中的撞击，钻井液的固相会对其表面产生刮擦，降低移动挡板的寿命，醇酸磁漆能够对移动挡板的表面起到保护作用，延长其使用寿命。实践中，主要使用C53-31防锈磁漆，该磁漆具有良好的附着力和柔韧性，能够起到良好的保护效果。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过设置防喷板、防溅板和挡板，不仅能够在无论压力是否变化的情况下，保证钻井液经过较大的筛网面积，提高了筛网的利用率，避免固体颗粒在未与液相分离的情况下就移动至筛网出口，还保证了钻井液不会飞溅出钻井液振动筛，最大化地保留了可循环液相，降低钻井液的使用成本的同时还保护了环境；

2、本发明通过设置进水弯管和喷水头，能够对防喷板、防溅板、顶板和筛网进行冲洗，不仅减轻了筛网的负荷、延长了筛网的使用寿命，还尽可能多的将残留的钻井液稀释后混入用于循环的钻井液中，降低了钻井液使用成本；

3、本发明在防喷板上铺设有若干硬毛，硬毛不仅可以减缓固相颗粒对防喷板表面的刮擦，还可以减缓撞击冲力和降低固相颗粒的反弹距离，使钻井液不会反弹至进料口，同时，相对于防喷板平整的表面来说，硬毛可以粘附更多的钻井液液相，而对固相颗粒有一个反弹作用，使部分液相在进料口附近即可脱离固相颗粒，达到一定的筛分效果；

4、本发明在防喷板、防溅板内侧、顶板底部的表面均涂有醇酸磁漆，由于移动挡板会频繁受到钻井液中的撞击，钻井液的固相会对其表面产生刮擦，降低移动挡板的寿命，C53-31防锈磁漆能够对移动挡板的表面起到保护作用，延长其使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-防溅板，2-防喷板，3-顶板，4-进水弯管，5-喷水头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明为石油钻采工艺中一级固控系统的防喷结构，包括两个相互平行的防溅板1，防溅板1底部垂直于水平面，防溅板1顶部安装有顶板3，顶板3连接两个防溅板1，防溅板1之间设置有防喷板2，防喷板2垂直于防溅板1，防喷板2顶部连接顶板3，防喷板2的底部与防溅板1底部所在平面之间有间隙，顶板3上方安装有若干进水弯管4，进水弯管4位于顶板3上方的部分垂直于顶板3，进水弯管4底端贯穿顶板3顶部至顶板3下方，进水弯管4位于顶板3下方的部分正对防喷板2，进水弯管4上连接有喷水头5。 防喷板2上铺设有若干硬毛。防喷板2底部与防溅板1底部的距离为防溅板1高度的1/3~1/2。防喷板2与喷水头5之间的距离大于15厘米。防喷板2、防溅板1内侧、顶板3底部的表面均涂有醇酸磁漆。当钻井液从进料口喷出时，钻井液撞击在防喷板2上，一部分钻井液反弹至进料口下方的筛网上；一部分钻井液粘附在防喷板2上，受到重力作用和沿筛网法线方向的振动作用后滑落至防喷板下方的筛网上；还有一部分钻井液在撞击后向四周溅开，防溅板1内侧和顶板3的底部能够避免钻井液在撞击防喷板2后四处溅射出钻井液振动筛而损失，钻井液振动筛使用一段时间之后，开启水泵，水泵将水压至进水弯管4中，通过进水弯管4再经喷水头5上的喷水孔将水喷至防喷板2上，水喷在防喷板2上后溅开并冲刷防溅板1内侧和顶板3底部，之后水流落至筛网上，对筛网上的钻井液进行稀释，最后稀释后的钻井液落入至筛箱中。本装置不仅能够保证钻井液经过较大的筛网面积，提高了筛网的利用率，避免固体颗粒在未与液相分离的情况下就移动至筛网出口，还保证了钻井液不会飞溅出钻井液振动筛，最大化地保留了可循环液相，降低钻井液的使用成本的同时还保护了环境；通过进水弯管4和喷水头5，不仅减轻了筛网的负荷、延长了筛网的使用寿命，还尽可能多的将残留的钻井液稀释后混入用于循环的钻井液中，降低了钻井液使用成本。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。