[发明专利]钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法

说明书

本申请提供钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法，涉及油气田开发领域。钻井液循环除砂设备包括：安装支架、旋流循环除砂组件、活动型筛网结构、外置筛网结构和振动传导结构。活动型筛网结构上吸附的固相颗粒通过振动抖落，进而达到清理筛网的功能，利用外置筛网结构的振动驱动活动型筛网结构振动，使该钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用外置筛网结构的振动驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管底端的活动型筛网结构清理的效果，有效的减少驱动元件的引入，并且利用活动型筛网结构的伸缩活动进行振动，减少密封处失效的情况发生。

技术领域

本申请涉及油气田开发技术领域，具体而言，涉及钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法。

背景技术

钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相两类，其中岩屑是泥浆钻井液中最主要的有害固相，其密度大于钻井液中的其它组分，在钻井全过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性和流动阻力增加，在钻井过程中，岩屑还会损害油气层，降低钻速，增大转盘扭矩，起下钻遇阻，造成粘附卡钻，引起井漏、井喷等井下复杂情况，同时，泥浆钻井液中的岩屑会对循环系统造成严重磨损。

相关技术中钻井液循环除砂设备通过旋流除砂器和旋流除泥器进行泥砂的分离，而旋流除砂器其工作原理与旋流除泥器相同，只是其尺寸大小不同，旋流除泥器由是一个带有圆柱部分的锥形容器，锥体上部的圆柱部分为进浆室；其外侧安装有一个切向的进浆口；锥体下部为开口，口径大小可调，用于固相颗粒排放。封闭的立式圆柱顶部中心有一个向下插入的溢流管，并延伸至进浆口切线位置以下。其结构具体由圆筒、锥筒、进浆管、溢流管、沉砂管等部分组成。圆筒：其内径的大小表示该旋流器的公称尺寸；锥筒：起分离作用，锥角一般为15º-20º；进浆管：待分离的钻井液由此进入旋流器内，为了改进旋流器内的运动状态，提高分离效果；溢流管：经处理后的钻井液由溢流管流回钻井液循环系统，为防止钻井液直接在圆筒内就溢流，其深度要伸至旋流器的锥筒位置；沉砂管：被清除的固相颗粒及少量液体由沉砂管排出，为改善旋流器的底流，提高分离效果，沉砂管的底流口直径可调。

钻井液处理过程中先通过旋流除砂器分离相对较大的固相颗粒，其后再通过旋流除泥器分离相对较小的固相颗粒，现有的旋流除砂器和旋流除泥器在溢流管的底端设置内置筛网，在旋流除砂器和旋流除泥器处理的过程中对钻井液进行进一步的分离，但是旋流除砂器和旋流除泥器的溢流管上的筛网使用一段时间后需要进行清理，以此清理筛网上吸附的泥砂，但是该清理过程多通过人工进行清理，不便于自动去除，即使设置相应的自动清理结构也需要引入驱动元件进行清除，而沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体再通过外置筛网配合相应振动电机进行筛分分离，如何利用现有驱动进行溢流管的底端的内置筛网清理成为需要解决的技术问题。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出钻井液循环除砂设备及水平井半程固井完井方法，所述钻井液循环除砂设备在改善溢流管的底端的内置筛网不便于自动清理的问题的同时，还具有利用单个振动电机驱动沉砂管内流出的固相颗粒及少量液体的分离以及溢流管的底端的内置筛网清理的效果。

第一方面，本申请实施例提供一种钻井液循环除砂设备，包括：安装支架、旋流循环除砂组件、活动型筛网结构、外置筛网结构和振动传导结构。

所述旋流循环除砂组件设置于所述安装支架上，所述活动型筛网结构安装于所述旋流循环除砂组件内的溢流管底端，所述外置筛网结构固定连接于所述安装支架底端，所述旋流循环除砂组件的泥砂出口朝向所述外置筛网结构，所述振动传导结构安装于所述外置筛网结构内，所述振动传导结构顶端抵住所述活动型筛网结构，所述振动传导结构能够将所述外置筛网结构的振动传递给所述活动型筛网结构。