一种钻井泥浆罐清淤系统和钻井泥浆罐清淤方法技术方案

本发明专利技术提供一种钻井泥浆罐清淤系统和钻井泥浆罐清淤方法。软管泵正转吸入液相储存罐A仓内清水并泵入清淤破碎头内形成高压水射流，直接水力破碎泥浆罐底部淤积体，高压水射流驱动清淤破碎头机械切削粉碎泥浆罐底部淤积体，淤积体破碎后与清水搅拌混合后形成可泵送的固液混合物，软管泵反转将固液混合物排出到液相储存罐B仓内，再经过高速离心机进行离心脱液干化处理，处理后的清水返回到液相储存罐A仓内，脱液干化后分离出来的固相排入固相收集罐。本发明专利技术可完成钻井泥浆罐淤积体破碎、输送和脱液干化，解决了钻井泥浆罐罐底人工清淤工作量大、作业空间受限和淤泥排放不环保问题，提高了清罐效率，结构简单，操作方便，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井泥浆罐清淤系统和钻井泥浆罐清淤方法
本专利技术涉及钻井工程技术及装备领域的钻井地面设备，尤其是一种钻井泥浆罐清淤系统和钻井泥浆罐清淤方法。
技术介绍
泥浆罐是钻井必备装备之一，主要是储存和输送泥浆，在石油钻井过程中，井底上返的含有岩屑的固液混合物经过净化设备处理后，大部分岩屑被清除，但还是有一小部分残留，在泥浆罐沉积下来，形成较为坚硬的淤积体，随着钻井时间的推移，罐内淤积体越来越大，越来越多，也越来越板结、坚硬，影响罐体容积和泥浆性能，约占据泥浆罐三分之一甚至一半的容量，将会导致泥浆罐容量减少、泥浆性能不稳定、泥浆罐重量增加。因此一口井完井后、设备搬迁之前必须清罐，甚至钻一口井中途过程还增加1-2次清罐。目前普遍采用的方法是人工从泥浆罐顶部进入，利用铁锹等工具将沉淀的淤积体破碎挖出来，再用铁锹从排砂门铲出到地面或泥浆池中，特别是随着钻井时间延长或在泥浆罐倒罐过程和长时间静置时泥浆中的重相及岩屑会出现严重的沉淀现象，沉积的淤积体厚度越来越大，致使泥浆罐的排砂门无法打开，只能人工用桶举升到罐面倾倒。一般井队有4-5个50m³泥浆罐，一次人工清罐作业需要5-6人，清罐时间约24-48小时，对难以清理的需要清淤的时间甚至更长，清罐时罐内弥漫着刺鼻的泥浆药品化工料气味，有些地区地层中还伴随有毒有害的硫化氢并随着钻井液进入到泥浆罐中，对人体的健康有着很大的危害，必须佩戴防毒面具才能工作，人员不能长期在罐内作业，而是轮流进入罐内作业，清罐时间长而且工作繁重，劳动强度大，效率低下，影响工人身体健康和井队的搬安工作。对不太坚硬的泥浆罐中沉积的淤积体，也有采用高压水枪冲刺泥浆罐内沉积淤积体，稀释打散后通过罐底排砂门排放到泥浆池内。随着油田钻井环保要求提高，钻完井全过程采用泥浆不落地方式，不再保留有一定环境污染隐患的泥浆池，这种用高压水枪冲刺泥浆罐内沉积物排放方法已不可实施。因此目前钻井泥浆罐清淤和排放的方式，严重不符合健康、安全、环保要求，替代人工清罐、改进泥浆罐、环保处理淤积体是必然趋势。专利技术创造名称“泥浆罐沉积物的空气压力清理装置”(授权公告号“CN207271739U)公布的技术方案是采用相应的管件组合，抽吸罐内沉积物，排放到存储罐内进行再次处理，包括气源、储罐以及真空泵，该装置结构简单，但对已经板结的沉积物处理效果不好。专利技术创造名称“一种泥浆罐清罐装置”（授权公告号“CN204553866U”）公布的技术方案是研发密封可靠的阀件，解决罐侧底部清砂门或者蝶阀，排出废液过程中，清砂门或者蝶阀密封效果不好，容易泄露和飞溅的问题。但该装置适用于直接排入泥浆池的方式，对于现阶段应用的泥浆不落地施工，现场无泥浆池，无法使用。专利技术创造名称“一种自动清污泥浆罐”（授权公告号“CN206529391U”）公布的技术方案是采用泥浆罐体和设置在泥浆罐体内的动力装置、起淤装置、排淤装置、冲洗装置；起淤装置包括直线导轨和起淤壳，起淤壳安装在直线导轨上，在起淤壳内安装有旋转叶轮，以在一个循环周期内将泥浆罐体底部的沉淤清理并及时排出，能够搅拌泥浆罐体中的泥浆，减轻泥浆罐体沉淤的现象，该技术适用于新造罐时安装和改造罐，仅适用于淤积初期没有硬化情况下，适用性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决钻井泥浆罐底清淤存在的上述问题，提供一种钻井泥浆罐清淤系统和钻井泥浆罐清淤方法，规避封闭空间内人工清罐作业风险，利用高压水射流和机械方式瓦解破碎淤积体，清除泥浆罐中的沉积物，并对其进行脱水甩干，处理后的清液回收利用，减少清罐人员劳动强度和作业时间，提高施工安全性。为解决上述问题，本专利技术的技术解决方案是：一种钻井泥浆罐清淤系统，包括搅拌器A、泥浆罐、管线A、液相储存罐、管线B、阀门A、管线C、阀门B、软管泵、搅拌器B、渣浆泵、高速离心机、固相收集罐、管线D、清淤破碎头；其中：泥浆罐上安装搅拌器A，液相储存罐罐面上安装软管泵、搅拌器B、渣浆泵、高速离心机、软管泵控制柜；液相储存罐分为两个不相通的A仓、B仓，A仓储存清水或清液，B仓收集储存泥浆罐淤积体破碎后与清水搅拌混合后形成可泵送的固液混合物；液相储存罐罐面布置有管线B、阀门A、管线C、阀门B、软管泵、搅拌器B、渣浆泵、高速离心机、软管泵控制柜、管线D，固相收集罐用于临时存放高速离心机分离出来的固相；管线A一端接软管泵上部管线接口，一端接清淤破碎头；管线B一端接软管泵下部管线接口，一端深入液相储存罐的A仓底部，管线B上安装阀门；管线C一端接在软管泵下部管线接口处的管线B上，并安装阀门，另一端深入液相储存罐的B仓底部；管线D一端接高速离心机的出液口，一端接入液相储存罐的A仓内；清淤破碎头包括壳体和铰刀盘；软管泵控制柜控制软管泵的启动、正转、反转、停止。上述方案进一步包括：所述清淤破碎头的壳体连接端设有进液口，壳体前端面设有周向间隔分布的多个轴向直喷嘴，对应于轴向直喷嘴的壳体外周边设有径向斜喷嘴和轴座，轴向直喷嘴和径向斜喷嘴通过流道与进液口连通；所述铰刀盘与轴座相对应，每个铰刀盘均通过铰刀轴和轴座组件安装于壳体的轴座内，铰刀盘上设有切削叶片，铰刀轴上设有等间距周向布置多个转子叶片，叶片的位置与径向斜喷嘴相对。所述壳体为空心结构，其内部设有阀芯，阀芯上设有径向孔和轴向孔，壳体内部设有阀座、中心腔、径向孔和流道，进液口依次连通轴向孔、径向孔、中心腔、径向孔、流道、轴向直喷嘴和径向斜喷嘴，阀芯前端面与阀座构成动密封配合。所述轴座组件包括：轴通过背对背双轴承支撑在壳体的轴座内，并通过连接螺栓A、节流环形密封盖A、骨架油封A、隔环、骨架油封B、油封盒、O型橡胶密封圈、轴套、节流环形密封盖B、端盖、连接螺栓B固定在壳体外周的轴座上；每一组铰刀盘上的铰刀轴连接到轴上。所述背对背双轴承的密封采用机械动密封和静密封组合的双向密封结构，通过直通式压注油杯将润滑剂注入并润滑背对背双轴承。所述铰刀盘数量为三组，且三组铰刀盘呈环形等间距安装于壳体外周，每一组铰刀盘上有三个均匀布置的切削叶片。铰刀轴上有-个呈环形等间距轴向布置的转子叶片。还包括弹簧，弹簧将阀芯压紧在壳体内的阀芯与阀座接触面上。所述铰刀盘外周边设有防护罩。基于前述钻井泥浆罐清淤系统的钻井泥浆罐清淤方法，钻井泥浆罐清淤方法的步骤是：第一步，打开管线B上的阀门，关闭管线C上的阀门；操控软管泵控制柜使软管泵正转，通过管线B吸入液相储存罐的A仓内的清水，在软管泵的泵压作用下，清水通过管线A泵入清淤破碎头内形成高压水射流；一部分高压水射流直接水力破碎泥浆罐底部淤积体，另一部分高压水射流作为动力驱动清淤破碎头上叶片旋转，机械切削粉碎泥浆罐底部淤积体；拖动清淤破碎头和管线A，对泥浆罐内的所有淤积体进行全面破碎；第二步，操控软管泵控制柜使软管泵停止工作，启动搅拌器A工作，对已破碎的泥浆沉积物与清水进行搅拌混合，形成可泵送的固液混合物；第三步，关闭管线B上的阀门，打开管线C上的阀门，操控软管泵控制柜使软管泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井泥浆罐清淤系统，包括搅拌器A（51）、泥浆罐（50）、管线A（49）、液相储存罐（50）、管线B（49）、阀门A（36）、管线C（37）、阀门B（38）、软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、固相收集罐（43）、管线D（45）、清淤破碎头（46）；其特征在于：/n泥浆罐（2）上安装搅拌器A（51），液相储存罐（50）罐面上安装软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、软管泵控制柜（44）；/n液相储存罐（50）分为两个不相通的A仓（47）、B仓（48），A仓（47）储存清水或清液，B仓（48）收集储存泥浆罐淤积体破碎后与清水搅拌混合后形成可泵送的固液混合物；液相储存罐（50）罐面布置有管线B（49）、阀门A（36）、管线C（37）、阀门B（38）、软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、软管泵控制柜（44）、管线D（45），固相收集罐（43）用于临时存放高速离心机（42）分离出来的固相；/n管线A（49）一端接软管泵（39）上部管线接口，一端接清淤破碎头（46）；管线B（49）一端接软管泵（39）下部管线接口，一端深入液相储存罐（50）的A仓（47）底部，管线B（49）上安装阀门（36）；管线C（37）一端接在软管泵（39）下部管线接口处的管线B（49）上，并安装阀门（38），另一端深入液相储存罐（50）的B仓（48）底部；管线D（45）一端接高速离心机（42）的出液口，一端接入液相储存罐（50）的A仓（47）内；/n清淤破碎头（46）包括壳体（23）和铰刀盘（1）；软管泵控制柜（44）控制软管泵（39）的启动、正转、反转、停止。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钻井泥浆罐清淤系统，包括搅拌器A（51）、泥浆罐（50）、管线A（49）、液相储存罐（50）、管线B（49）、阀门A（36）、管线C（37）、阀门B（38）、软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、固相收集罐（43）、管线D（45）、清淤破碎头（46）；其特征在于：
泥浆罐（2）上安装搅拌器A（51），液相储存罐（50）罐面上安装软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、软管泵控制柜（44）；
液相储存罐（50）分为两个不相通的A仓（47）、B仓（48），A仓（47）储存清水或清液，B仓（48）收集储存泥浆罐淤积体破碎后与清水搅拌混合后形成可泵送的固液混合物；液相储存罐（50）罐面布置有管线B（49）、阀门A（36）、管线C（37）、阀门B（38）、软管泵（39）、搅拌器B（40）、渣浆泵（41）、高速离心机（42）、软管泵控制柜（44）、管线D（45），固相收集罐（43）用于临时存放高速离心机（42）分离出来的固相；
管线A（49）一端接软管泵（39）上部管线接口，一端接清淤破碎头（46）；管线B（49）一端接软管泵（39）下部管线接口，一端深入液相储存罐（50）的A仓（47）底部，管线B（49）上安装阀门（36）；管线C（37）一端接在软管泵（39）下部管线接口处的管线B（49）上，并安装阀门（38），另一端深入液相储存罐（50）的B仓（48）底部；管线D（45）一端接高速离心机（42）的出液口，一端接入液相储存罐（50）的A仓（47）内；
清淤破碎头（46）包括壳体（23）和铰刀盘（1）；软管泵控制柜（44）控制软管泵（39）的启动、正转、反转、停止。


2.根据权利要求1所述的钻井泥浆罐清淤系统，其特征在于：所述清淤破碎头的壳体（23）连接端设有进液口（24），壳体（23）前端面设有周向间隔分布的多个轴向直喷嘴（30），对应于轴向直喷嘴（30）的壳体（23）外周边设有径向斜喷嘴（31）和轴座，轴向直喷嘴（30）和径向斜喷嘴（31）通过流道（29）与进液口（24）连通；所述铰刀盘（1）与轴座相对应，每个铰刀盘（1）均通过铰刀轴（3）和轴座组件安装于壳体（23）的轴座内，铰刀盘（1）上设有切削叶片，铰刀轴（3）上设有等间距周向布置多个转子叶片（2），叶片（2）的位置与径向斜喷嘴（31）相对。


3.根据权利要求2所述的钻井泥浆罐清淤系统，其特征在于：所述壳体（23）为空心结构，其内部设有阀芯（19），阀芯（19）上设有径向孔（25）和轴向孔（26），壳体（23）内部设有阀座、中心腔（27）、径向孔（28）和流道（29），进液口（24）依次连通轴向孔（26）、径向孔（25）、中心腔（27）、径向孔（28）、流道（29）、轴向直喷嘴（30）和径向斜喷嘴（31），阀芯（19）前端面与阀座构成动密封配合。


4.根据权利要求3所述的钻井泥浆罐清淤系统，其特征在于：所述轴座组件包括：轴（17）通过背对背双轴承（10）...

【专利技术属性】
技术研发人员：董怀荣，李琴，郭振，陈志礼，李亚伟，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京;11