[实用新型]钻井液四相分离器排屑管防堵结构

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻探欠平衡钻井循环系统四相分离设备制造技术领域，主要是用于在欠平衡钻井作业时四相分离器中对分离后的岩屑进行的排放装置防堵结构。

背景技术

在欠平衡钻井过程中，由于钻井液液柱压力小于地层压力，地层流体就会进入井眼并返至地面，因此在地面上需要对含有地层产物的钻井液进行分离处理，恢复其性能，以便再次泵入井内进行循环。欠平衡钻井技术具有可以降低对油气层的损害、提高油气产量等诸多优点，因此有着广阔的市场前景。在欠平衡钻井地面循环系统中对含有地层产物（包括气、原油以及岩屑）钻井液的分离处理时，目前国内普遍采用的设备主要是气液两相分离器、撇油罐、振动筛等装置，其中撇油罐和振动筛为敞开式结构，其内的钻井液与大气连通，如果钻井液中含有硫化氢等有害物质，就会对人员和环境构成威胁，甚至造成重大安全事故。目前国内进行的欠平衡钻井作业范围为硫化氢含量小于50ppm的油气储层。

为了满足对高含硫储层进行欠平衡钻井作业的需要，即需在密闭条件下对钻井液中的气、原油和岩屑进行有效的分离，并对分离产物进行妥善处理，从而消除钻井液中的地层产物（特别是硫化氢等易挥发的有害物质）向外界扩散的风险。将设计的四相分离器应用于欠平衡钻井作业中，不但可代替液气分离器、撇油罐等敞开式装置，更重要的是为国内含硫地层密闭欠平衡钻井作业提供了技术储备，拓展了欠平衡钻井技术的应用范围。

目前，美国、加拿大、英国等国家的一些石油公司相继研制出了四相分离器，并成功进行了现场使用；而在国内，公开号为CN201330572，公开日为2009年10月21日的中国专利文献公开了一种钻井液四相分离器，涉及钻井液分离设备制造技术领域，包括壳体和分离机构，分离机构的除固仓设置在壳体内的前部，液、气分离仓和储油仓分别设置在壳体内的中部和后部，解决了现有技术不能分离钻井液中的油和固体的问题，还可以防止钻井液流量增大时，从排气管线排出，造成地面污染的问题，本实用新型设计了一种将钻井液中的水、油、气和固相在不同的舱中进行分离的钻井液四相分离器，能够保证钻井液物理和化学性能，具有结构紧凑，整体性能好，自动化程度高的特点。

但以上述钻井液四相分离器为代表的现有技术，在欠平衡钻井时，由于地层压力大于钻井液液柱压力，这样会造成井壁容易坍塌，使得排出的地层产物中岩屑颗粒粒径较大，由于泵正常运行所容许的最大固相颗粒一般较小，因此较大颗粒的岩屑容易对分离器的岩屑出口固相泵造成较大损害，甚至造成安全事故的发生，因此解决这个大颗粒岩屑问题成为设备安全正常运行的先决条件。

在欠平衡钻井时，由四相分离器罐体分离出来的岩屑由固相泵提供动力沿排砂管道排放到岩屑储存罐中。由于设备的成套撬装的需要，岩屑储存罐与分离器罐体的安装水平高度应相差较小。为便于最大可能的将沉积的岩屑全部排除，分离器的排砂孔设置于罐体的底部，而为使岩屑储存罐可以储存更多的岩屑且保证岩屑出口的畅通，将排出口设置于岩屑储存罐的上部。这样致使排屑管路的进砂口要低于出砂口，因此，必须有一段垂直输送的管段连接排屑管的进出口。在正常循环排屑时，岩屑由于固相泵作用可以克服自身重力的影响沿垂直的排屑管段流动至出口。但当停止循环后，固相泵也停止运转，此时正在垂直管路中流动的岩屑不能克服自身重力而向下返流并沉积在垂直管路的底部。由于垂直管路的底部连接至固相泵的出口，如沉积的岩屑过多并由于长期停泵而造成压实效应，在下一次循环作业开泵时，可能造成由于泵出口被堵而开泵困难或憋泵甚至致使泵的电机烧坏等恶劣事故。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的技术问题，本实用新型提出了一种钻井液四相分离器排屑管防堵结构，该结构可防止当固相泵停止运转后在垂直的输送管路内的岩屑因受自身重力作用导致的沉积压实，进而堵住泵的出口进而造成的下一次开泵困难或憋泵等问题，保障排屑管路的通畅和分离系统的正常运行。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种钻井液四相分离器排屑管防堵结构，包括分离器罐，分离器罐上开有进液口和排砂孔，排砂孔与固相泵连通，固相泵上连接有水平管段一，其特征在于：所述水平管段一与垂直管段连通，垂直管段与水平管段二连通，水平管段二接入到岩屑储存罐。

在所述垂直管段和水平管段一的交汇处连接有沉砂管路，垂直管段、沉砂管方向与垂直管段的方向一致并在同一直线上，沉砂管路和水平管段一形成倾倒的T字形的构造。

在所述沉砂管路的底部上安装有法兰。

所述分离器罐上还开有出气口、出油口和出液口。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：