密閉鉆井液加重系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

楊元東，羅曉麗，王淑艷

（1.大慶鉆探工程公司鉆井二公司；2.大慶鉆探工程公司鉆井四公司，黑龍江 大慶 163413）

大慶油田一直沿用人工加重鉆井液的作業(yè)方式，就是在重晶石粉廠，先將重晶石粉裝袋，運(yùn)到鉆井現(xiàn)場，再由人工一袋袋加入泥漿池。在重晶石粉運(yùn)輸及加重過程中浪費(fèi)量大、鉆井工的勞動強(qiáng)度大、工作效率低。為此，大慶鉆探工程公司鉆井二公司研制了密閉鉆井液加重系統(tǒng)。

一、密閉鉆井液加重系統(tǒng)的組成和工作原理

密閉鉆井液加重系統(tǒng)主要由石粉廠的重晶石粉自裝卸裝置和鉆井隊(duì)重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)兩部分組成。

1.石粉廠重晶石粉自裝卸裝置

（1）重晶石粉自裝卸工作原理與裝置構(gòu)成

研究的一套重晶石粉自裝卸裝置，全程為密閉貯存、運(yùn)輸和裝卸，提高了重晶石粉的運(yùn)輸效率，減輕了勞動強(qiáng)度，降低了粉塵污染。

①工作原理。利用壓縮空氣使重晶石粉流態(tài)化，通過管道將重晶石粉從灰缸輸送到一定高度和水平距離，完成對重晶石粉的輸送。

②裝置構(gòu)成（見圖1）。重晶石粉自裝卸裝置主要用于重晶石粉輸送、儲存及運(yùn)輸。裝置包括臥式罐3個(gè)（從石粉機(jī)接收石粉）、立式罐4個(gè)（用于石粉儲存）和石粉輸送管線。臥式罐與立式罐連接，接通外接氣源，通過輸送管線，可實(shí)現(xiàn)從臥式罐向立式罐輸送石粉的作業(yè)。立式罐與石粉運(yùn)輸車載罐連接，實(shí)現(xiàn)從立式罐向石粉運(yùn)輸車載罐輸送石粉的作業(yè)，每個(gè)立式罐通過并聯(lián)主管線可分別向石粉運(yùn)輸罐輸送石粉。

（2）重晶石粉自裝卸裝置主要技術(shù)參數(shù)

臥式罐有效容積7m3；立式罐有效容積75m3；臥式罐額定裝灰量28 000kg；立式罐額定裝灰量300 000kg；卸灰速度>4.5t/min；?；衣省?.5%；額定工作壓力0.2MPa；最大工作壓力0.25MPa；輸送能力為水平距離25m、垂直高度15m。

2.鉆井隊(duì)重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)

（1）鉆井隊(duì)重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

①結(jié)構(gòu)簡述。重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)由爬犁底座、儲料系統(tǒng)（儲料下灰罐）、卸料系統(tǒng) (氣力輸送裝置)、配氣系統(tǒng)、混配器等部分組成。

②工作原理。重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)是由重晶石粉儲存罐（以下簡稱“下灰罐”）、混配器、配氣系統(tǒng)、輸送裝置、管路等配套組成（見圖2）。其工作原理為：下灰罐的重晶石粉輸送為空氣壓力輸送，借助氣化裝置，以壓縮空氣為動力，使儲料罐的粉粒物料液態(tài)化，利用罐內(nèi)與罐外壓力差，使重晶石粉排出下灰罐，進(jìn)入下灰管。重晶石粉再由下灰管與另一路泥漿同時(shí)進(jìn)入混配器，混配后排出重泥漿，進(jìn)入鉆井液循環(huán)系統(tǒng)工作。

（2） 鉆井隊(duì)重晶石粉密閉加重循環(huán)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

額定容積23m3；灰罐直徑φ2 100mm；卸灰速度≥1.5t/min；?；衣省?.4%；進(jìn)氣壓力≤0.2MPa；輸送條件為水平距離5m、垂直距離15m；額定工作壓力0.2MPa；耐壓試驗(yàn)壓力0.45MPa；機(jī)外形尺寸為5 300 mm×2 495 mm×3 580mm；整機(jī)質(zhì)量4 750kg。

二、應(yīng)用

自2008年起，密閉鉆井液加重系統(tǒng)先投入1205鉆井隊(duì)和1202鉆井隊(duì)使用，過去每口井人工加重需要7人加重4h，現(xiàn)用3人加重1h即可完成，減輕了石粉外溢，完成了53口井的現(xiàn)場試驗(yàn)任務(wù)。目前已經(jīng)推廣應(yīng)用到二公司28個(gè)鉆井隊(duì)，以每年鉆井1 500口井計(jì)算，全年節(jié)約費(fèi)用近1 400萬元。

[1]袁恩熙.工程流體力學(xué) [M].石油工業(yè)出版社，1989.