鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油鉆井氣體檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置。所要解決的技術(shù)問題是提供一種在鉆井的動態(tài)狀態(tài)下精確檢測鉆井液吸收硫化氫氣體效果的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置。所采用的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，包括依次連接的儲氣罐、氣液混合罐、氣液分離罐和氣體測量罐，其中氣液混合罐還與鉆井液儲存罐連接，所述氣液混合罐由內(nèi)罐和外罐內(nèi)外套接構(gòu)成，通過獲取對應(yīng)的消耗鉆井液體積與實際吸收的硫化氫氣體的體積，可最終計算得出動態(tài)情況下鉆井液的除硫效果的最終參數(shù)。本發(fā)明可以用于在動態(tài)情況下檢測鉆井液的除硫化氫的效果。
【專利說明】鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井氣體檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常溫時，硫化氫是一種無色有臭雞蛋氣味的劇毒氣體。人體對硫化氫的生理反應(yīng)比較明顯，人的鼻子可以嗅到空氣中含量百萬分之一(Ippm)的硫化氫氣體的存在。但當硫化氫濃度達到4.6ppm,會使人的嗅覺鈍化。人吸入70?150mg/m3 (50?IOOppm) I?2小時，出現(xiàn)呼吸道及眼刺激癥狀，吸2?5分鐘后嗅覺疲勞，不再聞到臭氣。吸入300mg/m3(200ppm)l小時，6?8分鐘出現(xiàn)眼急性刺激癥狀，稍長時間接觸引起肺水腫。吸入760mg/m3(500ppm)15?60分鐘,發(fā)生肺水腫、支氣管炎及肺炎、頭痛、頭昏、步態(tài)不穩(wěn)、惡心、嘔吐。吸入1000mg/m3 (700ppm)數(shù)秒鐘，很快出現(xiàn)急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。如果硫化氫在空氣中的含量達到IOOppm以上，嗅覺會迅速鈍化，而得出空氣中不含硫化氫的不可靠的判斷，最終引發(fā)危險。
[0003]在石油天然氣的開采過程中，井噴和溢流現(xiàn)象比較常見。雖然現(xiàn)在防止此類事故的技術(shù)日益成熟，但是不可避免出現(xiàn)開采遇含硫化氫氣體層位的環(huán)境。國家在油氣開采行業(yè)中，針對相關(guān)問題都做出了相關(guān)的規(guī)定，如在含硫化氫地區(qū)作業(yè)和油氣生產(chǎn)時，所有生產(chǎn)作業(yè)人員都應(yīng)該接受硫化氫防護的培訓(xùn)；硫化氫作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)安裝硫化氫報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)該能聲、光報警，并能保證整個作業(yè)區(qū)的人員都能聽到和看到。來訪人員和其他非定期派遣人員在進入硫化氫危險區(qū)之前，應(yīng)接受臨時安全培訓(xùn)，并在受過培訓(xùn)人員的隨同下，才允許進入危險區(qū)。
[0004]在鉆井過程中鉆遇含硫化氫層位時，一般都會采用含除硫劑的鉆井液進行鉆進。而如何確保鉆井液能夠完全且為浪費資源的情況下吸收逸出的硫化氫氣體是很有必要的。但目前尚無在動態(tài)狀態(tài)下實施的精確檢測鉆井液吸收硫化氫氣體的效果的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在鉆井的動態(tài)狀態(tài)下精確檢測鉆井液吸收硫化氫氣體效果的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，包括依次連接的儲氣罐、氣液混合罐、氣液分離罐和氣體測量罐,其中氣液混合罐還與鉆井液儲存罐連接,所述氣液混合罐由內(nèi)罐和外罐內(nèi)外套接構(gòu)成，內(nèi)罐的頂部和外罐的頂部均密封，內(nèi)罐通過設(shè)置于內(nèi)罐底部的開口與外罐相通，儲氣罐通過儲氣罐排氣管與氣液混合罐的外罐相通,鉆井液儲存罐通過鉆井液儲存罐排液管與氣液混合罐的內(nèi)罐相通,所述儲氣罐的儲氣罐排氣管上設(shè)置有儲氣罐流量計，鉆井液儲存罐的鉆井液儲存罐排液管上設(shè)置有鉆井液流量計，氣液分離罐和氣體測量罐上均設(shè)置有刻度。
[0007]進一步的是，還包括與氣體測量罐相通的廢氣處理罐，所述廢氣處理罐內(nèi)設(shè)置有堿性液體，氣體測量罐的氣體測量罐排氣管的管口浸入到所述廢氣處理罐的堿性液體內(nèi)。
[0008]進一步的是，儲氣罐的儲氣罐出氣管與儲氣罐排氣管之間設(shè)置有儲氣罐排氣泵，儲氣罐排氣管與儲氣罐之間增設(shè)有儲氣罐回氣罐。
[0009]進一步的是，儲氣罐內(nèi)設(shè)置有儲氣罐活塞，所述儲氣罐活塞通過儲氣罐插銷固定，儲氣罐出氣管穿過所述儲氣罐活塞與儲氣罐相通。
[0010]進一步的是，鉆井液儲存罐的鉆井液儲存罐出液管與鉆井液儲存罐排液管之間設(shè)置有鉆井液排液泵。
[0011]進一步的是，氣液分離罐內(nèi)設(shè)置有氣液分離罐活塞，所述氣液分離罐活塞通過氣液分離罐插銷固定，氣液分離罐出氣管穿過氣液分離罐活塞與氣液分離罐相通。
[0012]進一步的是，氣體測量罐內(nèi)設(shè)置有氣體測量罐活塞，所述氣體測量罐活塞通過氣體測量罐插銷固定，氣體測量罐出氣管穿過氣體測量罐活塞與氣體測量罐相通。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:在將硫化氫氣體與其它不被鉆井也吸收的氣體收集完畢后，將所述混合氣體儲存于儲氣罐內(nèi)。通過將儲氣罐內(nèi)的混合氣體通向氣液混合罐的外罐，將鉆井液儲存te的鉆井液通向氣液混合te的內(nèi)te，讓混合氣體與鉆井液在氣液混合te內(nèi)充分混合,并實現(xiàn)鉆井液將硫化氫氣體充分吸收。待吸收充分后將鉆井液和混合氣體從氣液混合罐一起排出到氣液分離罐內(nèi)，在氣液分離罐內(nèi)將已充分吸收硫化氫氣體的鉆井液與已幾乎不再含有硫化氫氣體的混合氣體分離，并測量出氣液分離罐內(nèi)的鉆井液體積。對于從氣液分離罐分離處的幾乎不再含有硫化氫氣體的混合氣體則被排入到氣體測量罐，并最終測量出其它氣體的體積。至此，即可從儲氣罐流量計、鉆井液流量計、氣液分離罐和氣體測量罐上的刻度得出具體的數(shù)值，并最終計算得出動態(tài)情況下鉆井液除硫效果的最終參數(shù)。本發(fā)明可以用于在動態(tài)情況下檢測鉆井液的除硫化氫的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0015]圖中標記為:儲氣罐1、儲氣罐活塞U、儲氣罐插銷111、儲氣罐出氣管12、儲氣罐出氣管閥121、儲氣罐排氣泵13、儲氣罐排氣管14、儲氣罐流量計141、儲氣罐回氣管15、儲氣罐回氣管閥151、氣液混合罐2、內(nèi)罐21、外罐22、氣液混合罐排出管23、氣液混合罐排出管閥231、鉆井液儲存罐3、鉆井液儲存罐出液管31、鉆井液儲存罐出液管閥311、鉆井液排液泵32、鉆井液儲存罐排液管33、鉆井液流量計331、鉆井液儲存罐回液管34、鉆井液儲存罐回液管閥341、氣液分離罐4、氣液分離罐活塞41、氣液分離罐插銷411、氣液分離罐出氣管42、氣液分離罐出氣管閥421、氣體測量罐5、氣體測量罐活塞51、氣體測量罐插銷511、氣體測量罐出氣管52、氣體測量罐出氣管閥521、剩余氣體硫化氫濃度監(jiān)測儀522、氣體測量罐排氣管523、廢氣處理罐6。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0017]如圖1所示的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，括依次連接的儲氣罐1、氣液混合罐
2、氣液分離罐4和氣體測量罐5，其中氣液混合罐2還與鉆井液儲存罐3連接，所述氣液混合罐2由內(nèi)罐21和外罐22內(nèi)外套接構(gòu)成，內(nèi)罐21的頂部和外罐22的頂部均密封，內(nèi)罐21通過設(shè)置于內(nèi)罐21底部的開口與外罐22相通，儲氣罐I通過儲氣罐排氣管14與氣液混合罐2的外罐22相通，鉆井液儲存罐3通過鉆井液儲存罐排液管33與氣液混合罐2的內(nèi)罐21相通，所述儲氣罐I的儲氣罐排氣管14上設(shè)置有儲氣罐流量計141，鉆井液儲存罐3的鉆井液儲存罐排液管33上設(shè)置有鉆井液流量計331，氣液分離罐4和氣體測量罐5上均設(shè)置有刻度。
[0018]在實際應(yīng)用時，需要將待檢測的混合氣體儲存于儲氣罐I內(nèi)，通過儲氣罐排氣管14將混合氣體輸送到氣液混合罐2的外罐22，其流量大小可以通過儲氣罐出氣管閥121調(diào)節(jié)。與此同時，將鉆井液儲存罐3內(nèi)的鉆井液通過鉆井液儲存罐排液管33輸送到氣液混合罐2的內(nèi)罐21，其流量大小可以通過鉆井液儲存罐出液管閥311調(diào)節(jié)。在氣液混合罐2內(nèi)，混合氣體中的硫化氫氣體充分被鉆井液吸收。下一步的，已吸收硫化氫的鉆井液與幾乎不含有硫化氫的混合氣體均通過氣液混合罐排出管23排出并輸送到氣液分離罐4內(nèi)，其間流量大小可以通過氣液混合罐排出管閥231調(diào)節(jié)。在氣液分離罐4內(nèi)，鉆井液被保留，并通過所述氣液分離罐4上刻度測量出鉆井液體積。對于幾乎不含硫化氫氣體的混合氣體則通過氣液分離罐出氣管42排出并進入到氣體測量罐5內(nèi)，其流速大小可以通過氣液分離罐出氣管閥421調(diào)節(jié)。氣體測量罐5可以通過設(shè)置其上的刻度測出幾乎不含硫化氫氣體的體積。
[0019]在完成上述檢測后，依次獲得儲氣罐流量計141、鉆井液流量計331、氣液分離罐4和氣體測量罐5上刻度的讀數(shù)，即可計算得出鉆井液吸收硫化氫的效果:
[0020]檢測用的含硫化氫氣體與鉆井液體積是根據(jù)鉆井液返排時間內(nèi)，排出的含硫化氫氣體和循環(huán)的鉆井液體積比確定。假設(shè)現(xiàn)場中T時間內(nèi)鉆井液循環(huán)量和氣體排出量分別為VLO和VG0，實驗室所用的鉆井液和混合氣體為VLl和VGUU VL0/VG0=VL1/VG1 ；
[0021]混合氣體中硫化氫濃度為P O ；
[0022]檢測的剩余氣體硫化氫濃度為P I ；
[0023]由于本檢測方法是基于微量硫化氫(濃度小于IOOppm)而設(shè)計的，所以氣體前后變化差異很小可以忽略；
[0024]最后可以求得該鉆井液的除硫效果為:η= ( P O-P I) / P OX 100%
[0025]至此，在獲得消耗的鉆井液體積和實際吸收的硫化氫氣體后，即可評價鉆井液吸收硫化氫氣體效率的最后結(jié)果。
[0026]為了將氣體測量罐5內(nèi)可能殘余的硫化氫氣體除盡，保證檢測人員安全，可以選擇如下方案:還包括與氣體測量罐5相通的廢氣處理罐6，所述廢氣處理罐6內(nèi)設(shè)置有堿性液體，氣體測量罐5的氣體測量罐排氣管523的管口浸入到所述廢氣處理罐6的堿性液體內(nèi)。增設(shè)的剩余氣體硫化氫濃度監(jiān)測儀522可以得出排入到廢氣處理罐6內(nèi)的氣體量，從而給予檢測人員相關(guān)的參數(shù)。
[0027]為了在儲氣罐I排出氣體太多，而出現(xiàn)儲氣罐出氣管12壓力過高時實現(xiàn)自我保護，可以選擇這樣的方案:儲氣罐I的儲氣罐出氣管12與儲氣罐排氣管14之間設(shè)置有儲氣罐排氣泵13，儲氣罐排氣管14與儲氣罐I之間增設(shè)有儲氣罐回氣管15。儲氣罐排氣泵13可以讓混合氣體充分的輸送出儲氣罐1，而儲氣罐回氣管15則讓過多的混合氣體回流到儲氣罐I內(nèi)，整個過程可以通過儲氣罐出氣管閥121、儲氣罐排氣泵13、儲氣罐回氣管閥151配合控制。
[0028]上述回流泄壓的構(gòu)思也可以應(yīng)用于鉆井液儲存罐3，如圖1所示，鉆井液排液泵32、鉆井液儲存罐回液管34、鉆井液儲存罐回液管閥341均可以設(shè)置于鉆井液儲存罐3對應(yīng)的管路上，實現(xiàn)回流泄壓的目的。
[0029]為了讓鉆井液順利的排出，可以在鉆井液儲存--! 3的鉆井液儲存iil出液管31與鉆井液儲存罐排液管33之間設(shè)置鉆井液排液泵32。增設(shè)的鉆井液排液泵32可以大功率的將鉆井液排出進行測試，從而大大縮減檢測時間，提高檢測效率。
[0030]為了簡化儲氣罐I內(nèi)部構(gòu)造，可以選擇如下方案:儲氣罐I內(nèi)設(shè)置有儲氣罐活塞11，所述儲氣罐活塞11通過儲氣罐插銷111固定，儲氣罐出氣管12穿過所述儲氣罐活塞11與儲氣罐I相通。如圖1所示，儲氣罐出氣管12穿過所述的儲氣罐活塞11，讓混合氣體通過儲氣罐出氣管12輸送出去。同時，通過儲氣罐插銷111將儲氣罐活塞11固定在制定位置，方便檢測者操作。選用儲氣罐活塞11可以經(jīng)濟的將混合氣體排出，也可以結(jié)合設(shè)置于儲氣罐I上的刻度來獲取混合氣體的排出量。
[0031]基于與上述方案相同的構(gòu)思，可以選擇這樣的方案:氣液分離罐4內(nèi)設(shè)置有氣液分離罐活塞41，所述氣液分離罐活塞41通過氣液分離罐插銷411固定，氣液分離罐出氣管42穿過氣液分離罐活塞41與氣液分離罐4相通。氣液分離罐4選用上述方案可以經(jīng)濟又快捷的獲取鉆井液的體積。
[0032]同樣的，沿用同樣的思想，將其應(yīng)用于氣體測量罐5，可以選擇如下方案:氣體測量罐5內(nèi)設(shè)置有氣體測量罐活塞51，所述氣體測量罐活塞51通過氣體測量罐插銷511固定，氣體測量罐出氣管52穿過氣體測量罐活塞51與氣體測量罐5相通。同樣的，也可以獲得幾乎不含硫化氫氣體的剩余 混合氣體的體積，從而為最后的計算獲取參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:包括依次連接的儲氣罐(I)、氣液混合罐(2)、氣液分離罐(4)和氣體測量罐(5)，其中氣液混合罐(2)還與鉆井液儲存罐(3)連接，所述氣液混合罐(2)由內(nèi)罐(21)和外罐(22)內(nèi)外套接構(gòu)成，內(nèi)罐(21)的頂部和外罐(22)的頂部均密封，內(nèi)罐(21)通過設(shè)置于內(nèi)罐(21)底部的開口與外罐(22)相通，儲氣罐(I)通過儲氣罐排氣管(14)與氣液混合罐(2)的外罐(22)相通，鉆井液儲存罐(3)通過鉆井液儲存罐排液管(33)與氣液混合罐(2)的內(nèi)罐(21)相通，所述儲氣罐(I)的儲氣罐排氣管(14)上設(shè)置有儲氣罐流量計(141)，鉆井液儲存罐(3)的鉆井液儲存罐排液管(33)上設(shè)置有鉆井液流量計(331)，氣液分離罐(4)和氣體測量罐(5)上均設(shè)置有刻度。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:還包括與氣體測量罐(5 )相通的廢氣處理罐(6 )，所述廢氣處理罐(6 )內(nèi)設(shè)置有堿性液體，氣體測量罐(5 )的氣體測量罐排氣管(523)的管口浸入到所述廢氣處理罐(6)的堿性液體內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:儲氣罐(I)的儲氣罐出氣管(12)與儲氣罐排氣管(14)之間設(shè)置有儲氣罐排氣泵(13)，儲氣罐排氣管(14)與儲氣罐(I)之間增設(shè)有儲氣罐回氣管(15)。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:儲氣罐(I)內(nèi)設(shè)置有儲氣罐活塞(11)，所述儲氣罐活塞(11)通過儲氣罐插銷(111)固定，儲氣罐出氣管(12 )穿過所述儲氣罐活塞(11)與儲氣罐(I)相通。
5.如權(quán)利要求1或2所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:鉆井液儲存罐(3)的鉆井液儲存罐出液管(31)與鉆井液儲存罐排液管(33)之間設(shè)置有鉆井液排液泵(32)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:氣液分離罐(4)內(nèi)設(shè)置有氣液分離罐活塞(41)，所述氣液分離罐活塞(41)通過氣液分離罐插銷(411)固定，氣液分離罐出氣管(42)穿過氣液分離罐活塞(41)與氣液分離罐(4)相通。
7.如權(quán)利要求7所述的鉆井液動態(tài)除硫效果監(jiān)測裝置，其特征在于:氣體測量罐(5)內(nèi)設(shè)置有氣體測量罐活塞(51)，所述氣體測量罐活塞(51)通過氣體測量罐插銷(511)固定，氣體測量罐出氣管(52)穿過氣體測量罐活塞(51)與氣體測量罐(5)相通。
【文檔編號】E21B21/06GK103556966SQ201310595672
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】張智, 竇雪鋒, 曾德智, 扈俊穎, 施太和, 侯鐸, 鐘雨師 申請人:西南石油大學(xué)