[发明专利]一种粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统及方法，其属于石油钻井技术领域。本发明包括送料管路、磁选机、磁通量动态调节机构和控制器，磁通量动态调节机构设于所述磁选机(4)，控制器与磁通量动态调节机构电连接以实现信号交互，磁通量动态调节机构用于监测所述磁选筒(41)的转动情况和所述磁选槽体(44)内的粒子剩余量，控制器用于控制磁选筒(41)的磁通量大小以与粒子剩余量保持匹配。本发明的有益效果是，能够基于粒子堆积剩余量来自适应动态调节磁通量，满足不同层段、排量、粒子浓度等工况的磁选需求以达到最优的工作效率，确保稳定运行，能够避免引起过量能耗，提高了经济效益，并增强了磁选分离系统适用性和经济性。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其是涉及一种粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统及方法。

背景技术

粒子冲击钻井技术属于石油勘探行业一项新型前沿钻井技术，主要利用直径1～3mm的钢珠粒子对岩石进行高速、高频冲击，借助瞬间作用力快速破碎岩石，从而实现在坚硬、难钻地层中的高效钻进。粒子冲击钻井技术是基于粒子冲击钻井系统来应用的，粒子冲击钻井系统主要包括粒子注入系统和粒子分离系统，其中，粒子分离系统的作用是从井底返出的粒子、钻井液、岩屑等混合浆料中将粒子分离出来，重新注入井底，提高粒子使用率，以实现循环利用。

目前，粒子分离回收方式主要有如下两种：其一为振动式回收，利用单级或者多级振动筛，将粒子、钻井液、岩屑等混合浆料进行分离，该方式实现简单，但无法将粒子与同尺寸的岩屑分离，长期应用会影响粒子钻井的破岩效率；其二为磁选式回收，利用钢珠粒子可被磁选的特性，将粒子、钻井液、岩屑等混合浆料通过带有磁性的部件，以分离回收粒子。相比振动式回收，磁选式回收保证了粒子回收的效率，更适用于现阶段粒子钻井现场。

由于井下进尺的增加，岩性发生变化，不同层段由PID钻头打出的粒子也不同，再加之钻井液成分也需要调试改变，因此从井下返出的混合浆料特性以及粒子占比都在不断改变，但是，现有的磁选机对粒子进行磁选分离时，磁选筒的磁通量是固选的，可能会出现以下两种问题：其一，磁选筒磁场相对较弱，磁选筒的磁选吸附速度小于粒子的堆积速度，粒子在磁选槽体中堆积过多，容易造成磁选槽体堵塞，甚至损坏磁选机；其二，磁选筒磁场相对较强，磁选筒的磁选吸附速度大于粒子的堆积速度，磁选筒产生的磁场过剩，造成过量的能耗，经济性较差。

发明内容

(一)技术目的

针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统及方法，旨在实现系统基于粒子堆积剩余量来自适应动态调节磁通量，满足不同层段井下工况的磁选需求，优化了磁选分离系统的工作效率，提升了其适用性和经济性。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统，其包括送料管路和磁选机，送料管路与磁选机连通；所述磁选机包括有机架、磁选槽体、磁选筒、进料箱和出料箱，磁选槽体设于机架上，磁选筒位于磁选槽体中，用于对混合浆料进行磁选分离处理，进料箱和出料箱设于机架上并位于磁选槽体的两侧，进料箱与磁选槽体连通以向磁选槽体中输送混合浆料，出料箱用于接收被磁选筒带出的粒子。

粒子冲击钻井用磁通量动态调节系统还包括磁通量动态调节机构和控制器,磁通量动态调节机构设于所述磁选机，控制器与磁通量动态调节机构电连接以实现信号交互，磁通量动态调节机构用于监测所述磁选筒的转动情况和所述磁选槽体内的粒子剩余量，控制器用于控制磁选筒的磁通量大小以与粒子剩余量保持匹配。