CN108554225A - 一种多相介质混输堵漏装置及配浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钻井工程堵漏机械技术领域,具体涉及一种多相介质混输堵漏装置及配浆方法,包括电控箱、送料斗、堵漏专用搅拌机、输送装置和底架,堵漏专用搅拌机和输送装置均连接在底架上且输送装置位于堵漏专用搅拌机的下方,送料斗连接在底架的右端,电控箱安装在底架的左端且电控箱分别连接送料斗、堵漏专用搅拌机和输送装置,克服现有技术中配制堵漏浆过程中发生的配浆时间长、堵漏材料损耗大、大颗粒材料无法配制和泵送、需要清罐等问题,本发明将所有部件集成为一体,依靠自身进行堵漏剂的添加、制成和输送堵漏浆,将所有部件全集成为一套装置,体积仅为循环罐的1/4,节料节能,可配制并泵送0‑50mm粒径的大颗粒堵漏材料且符合不落地环保政策的要求。
Description
技术领域
本发明属于钻井工程堵漏机械技术领域,具体涉及一种多相介质混输堵漏装置及配浆方法。
背景技术
现阶段在钻井堵漏工艺技术中,钻井队普遍采用循环罐配制堵漏浆,此种方法配制堵漏浆的不足之处有:①单次配浆量达到30-40m3,配制量大,堵漏材料消耗多,造成堵漏费用大幅增加;②配制时间长,一般需要3-5h,堵漏材料浸泡的时间长,桥塞类材料会提前发生吸水膨胀,凝胶类材料可能会发生提前交联,水泥类材料可能会发生提前稠化固化;③循环管罐体高1.8m,在配制堵漏浆的过程中,15-25%的堵漏材料会发生沉降,无法利用,损耗大;④循环罐内的泵送管线高度为35cm,管线下方10-15m3的堵漏浆无法吸入,造成浪费;⑤大于20mm的大颗粒堵漏材料无法用钻井队自有的射流漏斗配制,同时无法用钻井队自有的泥浆泵进行泵送。
每次堵漏后,循环内残余的10m3堵漏浆必须通过清罐的方式清除到地面上,但实施钻井液不落地环保政策后,清罐工作无法进行,成为目前配制堵漏浆的制约因素。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中配制堵漏浆过程中发生的配浆时间长、堵漏材料损耗大、大颗粒材料无法配制和泵送、需要清罐等问题。
为此,本发明提供了一种多相介质混输堵漏装置,包括电控箱、送料斗、堵漏专用搅拌机、输送装置和底架,堵漏专用搅拌机和输送装置均连接在底架上且输送装置位于堵漏专用搅拌机的下方,送料斗连接在底架的右端,电控箱安装在底架的左端且电控箱分别连接送料斗、堵漏专用搅拌机和输送装置。
所述送料斗包括锥形料仓和架梯,锥形料仓安装在架梯上,锥形料仓可在架梯上上下移动,锥形料仓包括锥形仓体和盖板,锥形仓体底部连接盖板,盖板可自动开合。
所述堵漏专用搅拌机包括圆柱形料仓、搅拌轴、放料门和叶片,圆柱形料仓的内侧中部水平连接搅拌轴,搅拌轴径向连接多个叶片且多个叶片在搅拌轴轴向上等间距分布,圆柱形料仓的右上端开设进料口,圆柱形料仓的右下端连接放料门。
还包括地面管线,所述输送装置包括输送泵、输送料仓和输送缸,输送泵分别连接输送料仓和输送缸,输送缸连接地面管线,输送料仓位于输送缸右端和放料门的下方。
所述架梯的顶部和下部依次设置上限位装置和下限位装置,锥形料仓可在上限位装置和下限位装置之间移动,进料口位于上限位装置的正下方。
所述底架包括骨架和支腿,支腿数量至少为4个,骨架连接在支腿上,骨架为长方形钢构框架,支腿在20-50cm高度之间可调节。
所述电控箱、送料斗、堵漏专用搅拌机和输送装置均焊接在骨架上。
所述锥形料仓容积至少为1.2m3,架梯长度至少为2.5m,圆柱形料仓的容积至少为2m3,锥形料仓的容积至少为0.6m3。
一种多相介质混输堵漏装置的配浆方法,
1)加料:首先,在锥形料仓的锥形仓体内装入堵漏材料,锥形仓体沿架梯上移直至盖板到上限位装置,盖板打开,锥形仓体内的堵漏材料通过进料口进入圆柱形料仓内,然后锥形仓体下行,盖板离开上限位装置后,盖板闭合,盖板到达下限位装置时,锥形仓体停止下行,继续装入堵漏材料,重复以上步骤直至圆柱形料仓内装入所需堵漏材料;
2)配制堵漏浆:圆柱形料仓内的搅拌轴带动叶片搅拌堵漏材料和水直至配制成所需堵漏浆,配制完毕;
3)注入堵漏浆:配制完毕后,打开放料门,将堵漏浆放入输送料仓,输送缸首先吸入输送料仓内的堵漏浆,然后将吸入的堵漏浆依次经输送缸和通过地面管线推送至钻杆水眼内。
本发明的有益效果:
1、锥形料仓容积达到1.2m3,单次可盛放1吨的堵漏材料,堵漏材料可用吨包包装,不再采用袋装,节约包装成本,提高加料速度;
2、盖板自动开合,将堵漏材料放入圆柱形料仓中,无需人工倾倒堵漏材料,降低劳动强度;
3、堵漏专用搅拌机具有多个搅拌叶片,可让堵漏材料与清水充分搅拌混合,原有循环罐配浆时,循环罐搅拌机无法将堵漏材料与清水充分混合;
4、堵漏专用搅拌机可将配制的堵漏浆完全排放出仓,无残留,避免了堵漏材料和堵漏浆的浪费;
5、输送装置可将输送料仓内的堵漏浆全部泵出,无残留;
6、多相介质混输堵漏装置可配制并泵送含有0-50mm直径的大颗粒堵漏材料,钻井队现有设备无法实现;
7、多相介质混输堵漏装置单次配浆量0.8-1m3,可根据需求进行多次精确配制,不会造成堵漏材料的过度消耗。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为多相介质混输堵漏装置部件结构示意图;
图2为多相介质混输堵漏装置整体结构图;
图3为多相介质混输堵漏装置配制堵漏浆流程图。
附图标记说明:1、锥形料仓;2、架梯;3、盖板;4、圆柱形料仓;5、搅拌轴; 6、放料门;7、输送料仓;8、输送缸;9、骨架;10、支腿;11、地面管线;12、进料口;13、电控箱;14、电源插座;15、叶片;16、送料斗;17、堵漏专用搅拌机;18、输送装置;19、底架;20、锥形仓体;21、上限位装置;22、下限位装置; 23、水桶;24、堵漏剂;25、输送泵。
具体实施方式
实施例1:
一种多相介质混输堵漏装置,包括电控箱13、送料斗16、堵漏专用搅拌机17、输送装置18和底架19,堵漏专用搅拌机17和输送装置18均连接在底架19上且输送装置18位于堵漏专用搅拌机17的下方,送料斗16连接在底架19的右端,电控箱13安装在底架19的左端且电控箱13分别连接送料斗16、堵漏专用搅拌机17和输送装置18。
实施例2:
如图1和图2所示,一种多相介质混输堵漏装置,包括电控箱13、送料斗16、堵漏专用搅拌机17、输送装置18和底架19,堵漏专用搅拌机17和输送装置18均连接在底架19上且输送装置18位于堵漏专用搅拌机17的下方,送料斗16连接在底架19的右端,电控箱13安装在底架19的左端且电控箱13分别连接送料斗16、堵漏专用搅拌机17和输送装置18。
电控箱13连接电源插座14,电控箱13给送料斗16、堵漏专用搅拌机17、输送装置18供电,本装置不需要通过循环罐进行堵漏浆的配制、不需要射流漏斗进行加料、不需要泥浆泵进行泵送,依靠装置自身的送料斗进行堵漏剂的添加、依靠堵漏专用搅拌机配制成堵漏浆、依靠输送装置将配制好的堵漏浆泵送至钻杆水眼内;所有部件全部集成为一套装置,体积仅为循环罐的1/4,节料节能,可配制并泵送0-50mm 粒径的大颗粒堵漏材料,且符合不落地环保政策的要求。电控箱13为现有装置。
实施例3:
在实施例2的基础上,所述送料斗16包括锥形料仓1和架梯2,锥形料仓1安装在架梯2上,锥形料仓1可在架梯2上上下移动,锥形料仓1包括锥形仓体20和盖板3,锥形仓体20底部连接盖板3,盖板3可自动开合;用于将堵漏剂从地面运送至搅拌机中,结构简单;锥形料仓1结构为锥形或者其他形状。
所述堵漏专用搅拌机17包括圆柱形料仓4、搅拌轴5、放料门6和叶片15,圆柱形料仓4的内侧中部水平连接搅拌轴5,搅拌轴5径向连接多个叶片15且多个叶片15在搅拌轴5轴向上等间距分布,圆柱形料仓4的右上端开设进料口12,圆柱形料仓4的右下端连接放料门6;圆柱形料仓4的形状为圆柱体或者其他形状,叶片 15数量优选18个,原有循环罐配浆时,循环罐搅拌机无法将堵漏材料与清水充分混合,18个搅拌叶片,可让堵漏材料与清水充分搅拌混合,堵漏专用搅拌机17可将配制的堵漏浆完全排放出仓,无残留,避免了堵漏材料和堵漏浆的浪费。
还包括地面管线11,所述输送装置18包括输送泵25、输送料仓7和输送缸8,输送泵25分别连接输送料仓7和输送缸8,输送缸8连接地面管线11,输送料仓7 位于输送缸8右端和放料门6的下方;放料门6位于圆柱形料仓的右下端,可遥控开合状态,堵漏浆搅拌配制时,处于关闭状态,配制完毕后,打开放料门6,将堵漏浆放入下方的输送料仓7内。无需人工开合放料门6放出堵漏浆,降低劳动强度,输送泵25可将输送料仓7的堵漏浆全部泵出,无残留。
所述架梯2的顶部和下部依次设置上限位装置21和下限位装置22,锥形料仓1 可在上限位装置21和下限位装置22之间移动,进料口12位于上限位装置21的正下方;架梯2具有上限位装置21和下限位装置22,锥形料仓1在上下移动过程中不会脱离架梯2的束缚,进料口12位于上限位装置21的正下方,确保盖板3触碰到架梯2顶部上限位装置21时,自动打开,料仓1内的堵漏材料依靠重力落入下放堵漏专用搅拌机17内。上限位装置21和下限位装置22均为现有装置。
所述底架19包括骨架9和支腿10,支腿10数量至少为4个,骨架9连接在支腿10上,骨架9为长方形钢构框架,支腿10在20-50cm高度之间可调节。支腿10 为四个,一端焊接在骨架9上,另一端与地面接触,支腿10在20-50cm高度之间可调节,可根据实际情况进行调节,适应范围广。
所述电控箱13、送料斗16、堵漏专用搅拌机17和输送装置18均焊接在骨架9 上。焊接连接强度高,密封性好,结构简单,连接成本比较低,可以达到省时省力的目的,使用方便。
所述锥形料仓1容积至少为1.2m3,架梯2长度至少为2.5m,圆柱形料仓4的容积至少为2m3,锥形料仓7的容积至少为0.6m3。送料斗容积达到1.2m3,单次可盛放1吨的堵漏材料,堵漏材料可用吨包包装,不再采用袋装,节约包装成本,提高加料速度。
如图3所示,一种多相介质混输堵漏装置的配浆方法,包括如下步骤:
1)加料:首先,在锥形料仓1的锥形仓体20内装入堵漏材料,锥形仓体20沿架梯2上移直至盖板3到上限位装置21,盖板3打开,锥形仓体20内的堵漏材料通过进料口12进入圆柱形料仓4内,然后锥形仓体20下行,盖板3离开上限位装置 21后,盖板3闭合,盖板3到达下限位装置22时,锥形仓体20停止下行,继续装入堵漏材料,重复以上步骤直至圆柱形料仓4内装入所需堵漏材料;
2)配制堵漏浆:圆柱形料仓4内的搅拌轴5带动叶片15搅拌堵漏材料和水直至配制成所需堵漏浆,配制完毕;水桶23内备有水,水由水桶23内进入圆柱形料仓4内,水也可由其他水源提供,随机性强。
3)注入堵漏浆:配制完毕后,打开放料门6,将堵漏浆放入输送料仓7,输送缸8首先吸入输送料仓7内的堵漏浆,然后将吸入的堵漏浆依次经输送缸8和地面管线11推送至钻杆水眼内。
实施例4
1)宁23-29井漏失基本情况:
宁23-29井位于甘肃省合水县吉岘乡,属二开结构油井生产井, 6月27日5:30,钻至594m时突然无钻压,出口失返,无需转盘,钻头可直接下放,泵压从12MPa降到7MPa。594-596.5m为放空井段(放空2.5m),抢钻至601m。采用多相介质混输堵漏装置进行堵漏浆的配制和泵送,进行现场堵漏作业。见表1:
表1宁23-29井漏失数据
2)多相介质混输堵漏装置堵漏应用情况:
该井发生漏失后采用多相介质混输堵漏装置进行堵漏作业,现场施工。配制及泵送堵漏浆18m3,耗时55min,装置内无堵漏浆残留,全部入井。堵漏材料中含有 20%的大颗粒材料,粒径达到20-42mm,装置完全满足大颗粒材料的配制及泵送,现场应用过程中未发生故障。
表2为多相介质混输堵漏装置配制堵漏浆参数和常规循环罐配制堵漏浆参数对比
通过表2可以看出,多相介质混输堵漏装置比常规配浆方法节约了103min的配浆时间,减少了8m3的堵漏浆浪费,可以配制更大粒径的堵漏材料。
实施例5:
1)镇278-79井漏失基本情况
镇278-79井位于甘肃省镇原县,属二开结构油井生产井,老井场加井,设计井深2700m。钻进至1206m时发生失返性漏失,采用多相介质混输堵漏装置进行堵漏浆的配制和泵送,进行现场堵漏作业。
表3镇278-79井漏失数据
2)多相介质混输堵漏装置堵漏应用情况
该井发生漏失后采用多相介质混输堵漏装置进行堵漏作业,配制及泵送堵漏浆26m3,耗时67min,装置内无堵漏浆残留,全部入井。堵漏材料中含有24%的大颗粒材料,粒径达到24-44mm,装置完全满足大颗粒材料的配制及泵送,现场应用过程中未发生故障。
表4多相介质混输堵漏装置配制堵漏浆参数和常规循环罐配制堵漏浆参数对比
通过表4可以看出,多相介质混输堵漏装置比常规配浆方法节约了122min的配浆时间,减少了10m3的堵漏浆浪费,可以配制更大粒径的堵漏材料。
本发明需要理解的是,若有术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多相介质混输堵漏装置,其特征在于:包括电控箱(13)、送料斗(16)、堵漏专用搅拌机(17)、输送装置(18)和底架(19),堵漏专用搅拌机(17)和输送装置(18)均连接在底架(19)上且输送装置(18)位于堵漏专用搅拌机(17)的下方,送料斗(16)连接在底架(19)的右端,电控箱(13)安装在底架(19)的左端且电控箱(13)分别连接送料斗(16)、堵漏专用搅拌机(17)和输送装置(18)。
2.如权利要求1所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述送料斗(16)包括锥形料仓(1)和架梯(2),锥形料仓(1)安装在架梯(2)上,锥形料仓(1)可在架梯(2)上上下移动,锥形料仓(1)包括锥形仓体(20)和盖板(3),锥形仓体(20)底部连接盖板(3),盖板(3)可自动开合。
3.如权利要求2所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述堵漏专用搅拌机(17)包括圆柱形料仓(4)、搅拌轴(5)、放料门(6)和叶片(15),圆柱形料仓(4)的内侧中部水平连接搅拌轴(5),搅拌轴(5)径向连接多个叶片(15)且多个叶片(15)在搅拌轴(5)轴向上等间距分布,圆柱形料仓(4)的右上端开设进料口(12),圆柱形料仓(4)的右下端连接放料门(6)。
4.如权利要求3所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:还包括地面管线(11),所述输送装置(18)包括输送泵(25)、输送料仓(7)和输送缸(8),输送泵(25)分别连接输送料仓(7)和输送缸(8),输送缸(8)连接地面管线(11),输送料仓(7)位于输送缸(8)右端和放料门(6)的下方。
5.如权利要求4所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述架梯(2)的顶部和下部依次设置上限位装置(21)和下限位装置(22),锥形料仓(1)可在上限位装置(21)和下限位装置(22)之间移动,进料口(12)位于上限位装置(21)的正下方。
6.如权利要求5所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述底架(19)包括骨架(9)和支腿(10),支腿(10)数量至少为4个,骨架(9)连接在支腿(10)上,骨架(9)为长方形钢构框架,支腿(10)在20-50cm高度之间可调节。
7.如权利要求6所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述电控箱(13)、送料斗(16)、堵漏专用搅拌机(17)和输送装置(18)均焊接在骨架(9)上。
8.如权利要求7所述的多相介质混输堵漏装置,其特征在于:所述锥形料仓(1)容积至少为1.2m3,架梯(2)长度至少为2.5m,圆柱形料仓(4)的容积至少为2m3,锥形料仓(7)的容积至少为0.6m3。
9.一种多相介质混输堵漏装置的配浆方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)加料:首先,在锥形料仓(1)的锥形仓体(20)内装入堵漏材料,锥形仓体(20)沿架梯(2)上移直至盖板(3)到上限位装置(21),盖板(3)打开,锥形仓体(20)内的堵漏材料通过进料口(12)进入圆柱形料仓(4)内,然后锥形仓体(20)下行,盖板(3)离开上限位装置(21)后,盖板(3)闭合,盖板(3)到达下限位装置(22)时,锥形仓体(20)停止下行,继续装入堵漏材料,重复以上步骤直至圆柱形料仓(4)内装入所需堵漏材料;
2)配制堵漏浆:圆柱形料仓(4)内的搅拌轴(5)带动叶片(15)搅拌堵漏材料和水直至配制成所需堵漏浆,配制完毕;
3)注入堵漏浆:配制完毕后,打开放料门(6),将堵漏浆放入输送料仓(7),输送缸(8)首先吸入输送料仓(7)内的堵漏浆,然后将吸入的堵漏浆依次经输送缸(8)和地面管线(11)推送至钻杆水眼内。
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