高密度浆状物制造技术

一种用于将钻屑制成浆状物的模块，包括台座、设置在台座上的可编程逻辑控制器和搅拌机。所述搅拌机包括用于注入钻屑的进料器、被设置与进料器流体连通用于控制钻屑的流动的闸门和用于激发流体的叶轮，其中，模块被配置为可移除地连接至位于工作地点处的钻屑储存容器。另外，一种钻屑再次注入的方法，包括在搅拌系统中制造包括体积大于２０％的钻屑的浆状物，并从搅拌系统抽吸浆状物至钻屑注入系统。所述方法进一步包括从钻屑注入系统注入浆状物到井眼中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的实施例总的涉及为了在工作地点进行再次注入制造浆状物的系统和方法。更具体地，本文公开的实施例涉及为了在工作地点进行再次注入制造高密度浆状物的系统和方法。更具体地，本文公开的实施例涉及为了在工作地点进行再次注入在工作地点使用模块转换钻屑储存和转移容器的制造高密度浆状物的系统和方法。背景技在钻井中，钻头被用于在地壳中挖掘数千英尺。典型地，石油钻塔采用在钻井平台上方延伸的钻架。在钻井操作过程中，在首尾相连地连接钻杆的管节之后，钻架支撑管节。随着钻头被进一步地推进到地表中，另外的管节被添加至不断伸长的"杆柱"或"钻柱"。因此，钻柱包括多个管节。流体"钻井浆状物"被通过钻柱从钻井平台抽吸，并且抽吸至在钻柱的下端或远端处支撑的钻头。钻井浆状物润滑钻头，并且随着钻头挖掘的更深，运走由钻头产生的钻屑。钻屑通过井环空(well annulus)在钻井浆状物的回流中被运送并且运回至在地表处的钻井平台。在钻井浆状物达到平台时，它被在工业上称作钻井屑或钻屑的小片的页岩和岩石污染。当钻屑、钻井浆状物以及其它废弃物到达平台时，"浆状物振动筛"通常被用于从钻屑中移除钻井浆状物，使得钻井浆状物可被重复使用。之后，剩余的钻屑、废弃物和剩余的钻井浆状物被转移至存储槽被处理掉。在一些情形中，例如对于特定类型的钻井浆状物，钻井浆状物可能不能重复使用并且必须被处理掉。典型地，非重复利用的钻井浆状物通过借助于容器将钻井浆状物传送至处理地点，与钻屑和其它废弃物分开处理。钻屑和钻井浆状物的处理是复杂的环境问题。钻屑不但包括将会污染周围环境的剩余的钻井浆状物产品，还包括对环境特别有害的油和其它废弃物，尤其是在海洋环境中钻井时。例如，在墨西哥湾中，具有为了钻取石油和煤气的钻入到海底中的数百个钻井平台。这些钻井平台可用于水的深度是数百英尺的位置处。在这样的海洋环境，典型地，水中充满了不能忍受处理的钻屑废弃物的海洋生命。因此，需要一种在海洋和其它脆弱的环境中处理钻屑、钻井浆状物、和/或其它废弃物的简单而又可行的方法。传统的处理方法包括倾卸(dumping)、桶运输、笨重的传送带、螺旋传送器以及需要大量水的洗涤技术。添加的水产生增加体积和容积(bulk)、污染和运输问题的另外的问题。安装传送器需要对钻塔区域进行很大的改造，并且涉及很长的安装时间和费用。另一处理方法包括在高压下通过注入将钻屑、钻井浆状物和/或其它的废弃物返回到地层中。通常，注入过程涉及在以地面为基础的设备中准备浆状物，和抽吸浆状物至在地下延伸至接收岩层或适当的地层中相当深的井中。所述过程中的重要步骤包括识别对于注入适当的岩层或地层；准备适当的注入井；配制浆状物，包括考虑例如重量、固体含量、pH、凝胶体等；执行注入操作，包括测定和监视泵速率，例如单位时间和压力的体积；以及覆盖井。在一些例子中，被一些石油污染的钻屑被从钻井钻塔以很稠、很重的浆糊或浆状物的形式运输至近海钻塔或陆地，用于注入到地球地层中。典型地，所述材料被放置在大约10吨容量的特定起重罐中，所述起重罐通过起重机从钻塔被装载至供应船上。这是很难而且很危险的操作，其可能是费力的和昂贵的。US专利No.6,709,216和相关的同族专利公开了钻屑还可被运送至和储存在封闭的、可运输的容器中，其中，之后容器可被运输至目的地，并且钻屑可被提取。可运输的储存容器具有下部圆锥形部分，其被构造以获得容器中的混合物的质量流，钻屑的提取包括施加压縮气体至在容器中的钻屑。可运输的容器被设计为装配在20英尺的ISO容器框架中。这些圆锥形容器在本文中将被称为ISO容器。如在美国专利No. 6,709,216和专利族中公开的，ISO容器可通过钻塔起重机被提升至钻井钻塔上，并且被用于储存钻屑。之后，容器可被用于将钻屑转移至供应船上，并且还可在没有供应船时用作缓冲储存器。可替换地，储存容器可被起重机提升离开钻塔，并且被供应船运输。近海平台上的空间是有限的。除了钻屑的储存和转移，许多另外的操作发生在钻井钻塔上，包括油罐清洗、制成浆状物的操作、钻井、化学处理操作、原材料储存、浆状物制备、浆状物循环、浆状物分离以及其它操作。由于受限的空间，模块化这些操作并且在不需要模块时或在空间需要用于设备时，换出模块是常见的。例如，钻屑容器可从钻塔上卸载下来以为用于制成浆状物的模块化的设备提供空间。如上所述的这些提升操作是困难的、危险的以及昂贵的。另外地，许多模块化的操作包括例如泵、阀和罐或储存容器等的多余设备。可被移动至钻塔上的制成浆状物的系统通常是很大的完全独立的模块，接收来自钻井钻塔的流体浆状物回收系统的钻屑。例如，PCT公开No. WO 99/04134公开一种过程模块，包括第一浆状物槽、研磨泵、系统浆状物振动筛、第二浆状物槽和可选的存储罐。模块可通过起重机提升至近海钻井平台上。制造浆状物的系统还可设置在便携式单元中，其可被从一个工作地点运输至另一工作地点。如在美国专利No. 5,303,786中公开的，制造浆状物的系统可被安装在可在工作地点之间托运的半托挂车上。所述系统包括多个罐、泵、磨粉机、研磨机、搅拌机、储料器和传送机等。如在美国专利No. 5,303,786中公开的，制造浆状物的系统可被移动至下述地点，在该地点处具备待处理的大量的材料，例如保存大量的钻屑的现有的或废弃的储备池。美国专利No. 6,745,856公开了设置在运输工具上的另一种可运输的制造浆状物的系统。运输工具(即容器或船)被靠近工作地点(即近海平台)配置，并且在操作时连接至位于工作地点的设备。有害材料从工作地点转移至运输工具，其中，有害材料被制成浆状物。浆状物可被转移回工作地点，在一个例子中用于再次注入到地层中。可替换地，浆状物可通过运输工具运输至处理地点。如在美国专利No. 6,745,856中公开的，储存容器设置在运输工具上，用于在运输期间容纳浆状物。在运送至处理地点期间，设置在储存容器中的搅拌机可搅拌浆状物以保持固体悬浮在流体中。虽然这些系统和方法在制造浆状物和再次注入系统中提供改进的工艺，但是它们需要如上所述的困难的、危险的以及昂贵的提升和安装操作。另外地，这些工艺可能需要很长的安装和处理时间，其可能降低了工作地点的总效率。在钻屑的再次注入操作中，包括流体和清洁的钻屑的浆状物被制备。典型地，浆状物通过将之前依据尺寸分类的钻屑与流体成需要的比例混合在一起而被准备，使得包括与总体积成需要的百分数的钻屑的浆状物被产生。本领域技术人员将会理解，通常在钻屑再次注入操作中使用的浆状物的固体含量是体积大约20%的固体含量。因此，在给定的钻屑再次注入操作中，通过混合钻屑和流体直到浆状物的固体含量为20%来制备浆状物用于再次注入。在准备浆状物之后，桨状物被抽吸至用于储存的容器中，直到高压注入泵被开启，并且浆状物从储存容器抽吸至井眼。在尝试增加浆状物的固体含量至大于20%从而允许再次注入更多的钻屑到地层中的操作中，这样的操作导致了不均一的浆状物并且因此导致无效的浆状物。典型地，在钻井操作者尝试增加浆状物的固体含量时，大于20%的固体含量的浆状物通过混合钻屑与流体而被产生，之后如上所述地储存所述混合物。因为浆状物典型地被分批地制造、储存，并且之后注入到井眼中，在储存浆状物的过程中，在再次注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将钻屑制成浆状物的模块，包括：　台座；　可编程逻辑控制器，设置在所述台座上；和　搅拌机，设置在所述台座上，所述搅拌机包括：　进料器，用于注入钻屑；　闸门，被设置为与所述进料器流体连通，用于控制所述钻屑的 流动；和　叶轮，用于激发流体；　其中，所述模块被配置为可移除地连接至位于工作地点的钻屑储存容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科弗莱格夏，
申请(专利权)人：MI有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]