一种气体钻井样气净化处理装置的制作方法

本实用新型涉及钻井气体处理装置，尤其涉及一种气体钻井样气净化处理装置。

背景技术：

空气钻井是以压缩空气既作为循环介质又作为破碎岩石能量的一种欠平衡钻井技术，使用空气钻井可以有效地保护资源储层并提高自身钻井速度，但在空气钻井中钻头遇到油气层时，空气钻井注入的空气与油或天然气混合后到达一定浓度范围和温度时容易发生氧化还原反应，释放出大量热量，如果热量不能及时排除，会导致氧化反应加速，最终发生燃爆。不仅会造成钻井装置被损毁和破坏，还会造成井眼的破坏，而且后续修复处理困难可能造成井眼的报废等，给钻井带来巨大损失，这是限制气体钻井技术推广的主要问题之一。

由于井下燃爆很少会达到井口，直接监测难度较大，目前行业做法是：通常在排砂管的某处进行钻井返出样气的采集，通过分析样气成分来预测井下是否出现燃爆，但空气钻井返出气体含有大量岩屑，如果排砂管的气体直接进入检测装置，容易堵塞管路和燃爆仪器。因此需要在检测前对样气进行净化，除去其中的岩屑，且净化过程对样气组分的影响越小越好。目前行业内使用的气体净化装置结构简单，主要由粉尘过滤器和干燥器组成，装置的净化效率较低，元件易损坏，因而需要经常停止测量来更换净化装置的损坏元件。

公开号为CN200964855Y的实用新型专利公开了一种综合录井样气净化装置，该净化装置包括粉尘过滤器和过渡水罐的干、湿两次除尘装置，除尘效果好，硫化氢气体监测严格准确；但该装置干燥器中的干燥剂失效后需要装置停止工作以更换干燥剂，且需要手动清理过滤器内的岩屑，存在管路易被岩屑堵塞等问题，这些问题均会对检测装置的正常工作带来干扰。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、自动排屑、高效除尘、可连续工作的气体钻井样气净化处理装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种空气钻井样气净化处理装置，它包括

螺旋式水洗除尘器、干燥器、气体分析装置，所述螺旋式水洗除尘器内设有输送机，输送机主轴上设有螺旋叶片，螺旋式水洗除尘器左侧顶部设置有进水口，螺旋式水洗除尘器右侧底部设有出水口，螺旋式水洗除尘器左侧底部连接有进气管道，进气管道上设有流量监测器、球形阀和气泡发生器，进气管道另一端连接排沙管线；所述干燥器包括了干燥管A、干燥管B和多个阀门，在正常干燥作业过程中，通过所述阀门的配合使样气通过所述干燥管A和干燥管B，在其中一个干燥管失效时，通过所述阀门组合切断该失效干燥管的管路，样气只经过有效的干燥管；更换了有效的干燥管后，通过所述阀门组合恢复正常管路；所述干燥器顶部通过排气管道和所述除尘水罐连接；所述干燥器底部通过排气管道和所述气体分析装置连接。

进一步地，所述干燥器为可拆卸式干燥器，其中干燥管A和干燥管B两端分别设有连接螺纹。

进一步地，所述除尘水罐是一个抗腐蚀透明容器，所述螺旋叶片同样为抗腐蚀材料。

进一步地，所述干燥管内干燥剂为无钴变色硅胶。

进一步地，所述干燥管和所述管道通过螺纹连接。

进一步地，所述阀门包含五个关断阀和一个止回阀。

本实用新型的有益效果是：

1、所述气泡发生器将样气分散为小的气泡且提供气体负压，所述气体负压在更换干燥管过程中即使排沙管线停止注气仍能促进样气流动且可以清理管道中的岩屑。

2、所述除尘水罐内设有螺旋叶片，样气在螺旋叶片上与水的接触时间长，接触面积大，岩屑颗粒去除率高。

3、本装置配备了硫化氢气体报警器，可实时进行硫化氢气体预警。

4、所述干燥管内干燥剂为无钴变色硅胶，无钴变色硅胶无毒性，在吸水后变色，可通过硅胶颜色的变化观察其吸水性能的失效情况，并且通过加热可以使无钴变色硅胶恢复原来颜色与吸水性能，达到干燥剂的重复使用。

5、所述干燥器包括了左右对称设置的两个干燥管和多个阀门，通过阀门的配合可以实现更换其中一个干燥管内的干燥剂的同时气体分析装置作业不中断。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图中：1-螺旋式水洗除尘器，2-输送机，3-硫化氢气体报警器，4-阀门A，5-阀门C，6-干燥器，7-阀门D，8-阀门F，9-气体分析装置，10-阀门E，11-阀门B，12-出水口，13-排沙管线，14-球型阀，15-流量监测器，16-进气管道，17-气泡发生器，18-螺旋叶片，19-进水口，21-三通管道a，22-三通管道c，23-三通管道b，24-三通管道d，25-排气管道，61-干燥管A，62-干燥管B。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种空气钻井样气净化处理装置，它包括螺旋式水洗除尘器1、设置于螺旋式水洗除尘器1内的输送机2，输送机2上设置有螺旋叶片18；螺旋式水洗除尘器1底部设置有出水口12和进气管道16，进气管道16上设置有球型阀14、流量监测器15和气泡发生器17，进气管道16下端连接排沙管线13；所述螺旋式水洗除尘器1顶部设置有进水口19且所述螺旋式水洗除尘器1上部通过排气管道25连接硫化氢气体报警器3，所述氢气体报警器3通过排气管道25连接阀门A4，阀门A4下端通过三通管道a21的B口连接阀门B11和通过三通管道a21的C口连接阀门C5；所述阀门B11通过管道螺纹连接方式连接干燥管A61，所述干燥管A61下端通过三通管道c22的B口连接阀门E10，所述阀门E10通过三通管道d24的C口连接气体分析装置9；所述阀门C5通过三通管道b23的B口连接阀门D7，所述阀门D7通过三通管道c22的C口连接干燥管A61底部组成回路；所述阀门C5通过三通管道b23的C口连接干燥管B62，所述干燥管B62下端连接阀门F8，阀门F8为止回阀，所述阀门F8下端通过三通管道d24的C口连接所述气体分析装置9。

本实用新型的工作过程如下：排沙管线13将含岩屑颗粒的样气通过进气管道16输送到螺旋式水洗除尘器1，进气管道16上设置有流量监测器15和球型阀14相配合检测调控样气流量的大小，进气管道16上还设置有气泡发生器17通过喷出高流速的液体将样气和液体混合并生负压进一步促进样气的流动，样气通过进气管道16进入螺旋式水洗除尘器1，螺旋式水洗除尘器1内设置的螺旋叶片18逆时针旋转，样气沿螺旋叶片18叶面上升，螺旋式水洗除尘器1顶部进水口19放入水流，样气和水流在螺旋叶片18充分接并将样气中的岩屑沉淀，沉淀的岩屑沿螺旋叶片18运送至螺旋式水洗除尘器1的底部出水口12排除，样气从罐体顶部管道进入硫化氢气体报警装置3，紧接着进入干燥器6；干燥器6由阀门A4、阀门5C、阀门D7、阀门F8、阀门E10、阀门B11、干燥管A61和干燥管B62组成，正常干燥作业时，阀门A4、阀门D7和阀门B11处于开启状态，阀门C5、阀门E10处于关闭状态，样气从干燥管A61进入干燥管B62，两次干燥后合格再进入气体分析装置9。由于正常干燥作业过程中，含水样气首先进入干燥管A61，干燥管A61失效更快。

更换干燥管A61时，在正常干燥作业时阀门开关状态的基础上，首先开启阀门B5，打开直接流入干燥管B62的管路，然后关闭阀门D7、阀门B11，样气不再经过干燥管A61，仅通过干燥管B62干燥后进入气体分析装置9；缓慢取下失效的干燥管A61，并安装、固定有效的干燥管A61后，再打开阀门D7和阀门B11，然后关闭阀门C5；恢复正常的管路，完成干燥管A61的更换过程。

更换干燥管B62时，在正常干燥作业时阀门开关状态的基础上，首先开启阀门E10，开启通过干燥管A61直接进入气体分析装置9的管路，然后关闭阀门C5和阀门D7，在和阀门F8的共同作用下样气不通过干燥管B62，有效的干燥管B62安装固定后打开阀门D7，然后关闭阀门E10，恢复正常的干燥管路，即完成干燥管B62的更换过程。

优选地，在更换干燥管A61或干燥管B62时，样气可通过另一有效干燥管进行干燥处理，可以保证气体净化过程的连续性，可供更换的备用干燥管根据实际情况预备1～2个，失效的干燥管放入恒温箱加热至100°C～120°C以恢复干燥性能。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。