本發(fā)明涉及頁(yè)巖鉆井，具體是涉及一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、頁(yè)巖鉆井技術(shù)在近年來(lái)取得了顯著的進(jìn)展，特別是在非常規(guī)油氣資源的開(kāi)發(fā)中，如頁(yè)巖氣等低滲透、低品位的資源。這些技術(shù)包括了多井平臺(tái)的鉆井技術(shù)，也被稱為"井工廠"技術(shù)，它可以縮短建井周期，降低鉆井成本，并大幅提高資源和設(shè)備的利用率。

2、頁(yè)巖鉆井時(shí)，鉆井液是通過(guò)循環(huán)流動(dòng)來(lái)工作的。鉆井液由鉆井泵從油罐抽取出來(lái)，然后通過(guò)鉆桿輸送到鉆頭上。在鉆頭下方，鉆井液會(huì)被高壓噴射出去，將巖石破碎，并將巖屑帶走。當(dāng)鉆頭破碎巖石時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致鉆頭和鉆桿的溫度升高。此時(shí)，鉆井液可以起到冷卻和潤(rùn)滑的作用，降低溫度，保護(hù)設(shè)備和工具不被燒毀。另外，由于鉆井液的密度比巖石低，因此它會(huì)向上流動(dòng)，將巖屑帶走，并將其帶到井口。這樣就可以保證井口的清潔，并且可以進(jìn)行巖屑的分析和評(píng)估。在鉆井液循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，還可以調(diào)節(jié)鉆井液的壓力和流量，以控制井眼的形狀和深度，以便更好地完成勘探和開(kāi)發(fā)任務(wù)。

3、頁(yè)巖鉆井的過(guò)程中鉆井液是循環(huán)使用的，使用的時(shí)候，溢出的鉆井液需要進(jìn)行過(guò)濾，將碎石和淤泥過(guò)濾出來(lái)，鉆井液溢出后需要輸送至過(guò)濾裝置內(nèi)，現(xiàn)有的設(shè)備多采用吸液泵進(jìn)行輸送，但是碎石會(huì)使吸液泵的故障率提高，而且吸液泵的長(zhǎng)時(shí)間工作能耗較高，單一的過(guò)濾方式，既要過(guò)濾掉碎石又要過(guò)濾掉淤泥，過(guò)濾效率和過(guò)濾效果都不夠好，因此需要一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，包括鉆井液收集裝置、污水管、篩分裝置，所述鉆井液收集裝置的右側(cè)通過(guò)所述污水管與所述篩分裝置左側(cè)上方固定連通，所述篩分裝置的下方固定連接有脫水裝置，所述脫水裝置上方固定連通有連接管，所述連接管的上端與所述篩分裝置相連通，所述脫水裝置下方固定連接有吸液泵，所述吸液泵的出水口固定連通有回流管。

3、進(jìn)一步地，所述篩分裝置包括吸液倉(cāng)，所述吸液倉(cāng)頂部設(shè)有真空泵，所述真空泵與所述吸液倉(cāng)內(nèi)部固定連通，所述吸液倉(cāng)左側(cè)與所述污水管固定連通，所述吸液倉(cāng)的底部設(shè)有下液管，所述下液管的中部固定連接有控制閥，所述吸液倉(cāng)的底部固定連接有振動(dòng)篩，所述振動(dòng)篩的前側(cè)安裝有廢料槽，所述廢料槽與所述振動(dòng)殼固定連接，所述振動(dòng)篩的下方設(shè)有積液槽，所述積液槽的下方與連接管固定連通，吸液倉(cāng)頂部設(shè)有添加口。

4、說(shuō)明：由于溢出的鉆井液里面包含碎石，因此想將鉆井液收集裝置的鉆井液提升至篩分裝置內(nèi)，常規(guī)的吸水泵容易被鉆井液中的碎石損壞，采用上述這種結(jié)構(gòu)，可以利用真空泵將吸液倉(cāng)內(nèi)的氣壓降低，利用大氣壓將鉆井液提成至吸液倉(cāng)內(nèi)。

5、進(jìn)一步地，所述鉆井液收集裝置包括收集殼，所述收集殼的頂部設(shè)有鉆桿孔，所述收集殼的內(nèi)底部固定連接有套筒，所述套筒與所述收集殼內(nèi)壁之間形成收集槽，所述收集殼的右側(cè)外壁下方設(shè)有出液口，所述出液口與所述污水管固定連通。

6、說(shuō)明：溢出的鉆井液通過(guò)收集殼阻擋落入收集槽內(nèi)，最后通過(guò)污水管排出。

7、進(jìn)一步地，所述振動(dòng)篩包括振動(dòng)殼，所述振動(dòng)殼后方兩側(cè)內(nèi)壁分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)偏心輪，所述振動(dòng)殼內(nèi)部設(shè)有篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)的后方左右兩側(cè)各固定連接有一個(gè)連接件，所述連接件與偏心輪之間通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述振動(dòng)殼一側(cè)固定連接有振動(dòng)電機(jī)，所述振動(dòng)電機(jī)的輸出軸與所述偏心輪傳動(dòng)連接，所述振動(dòng)殼的前側(cè)內(nèi)壁固定連接有活動(dòng)槽，所述篩網(wǎng)前側(cè)的左右兩端各固定連接有一個(gè)活動(dòng)桿，所述活動(dòng)桿外端在所述活動(dòng)槽內(nèi)滑動(dòng)。

8、說(shuō)明：通過(guò)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)篩網(wǎng)進(jìn)行振動(dòng)，進(jìn)而將篩網(wǎng)上的碎石振動(dòng)至廢料槽內(nèi)。

9、進(jìn)一步地，所述脫水裝置包括濾水殼，所述濾水殼的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有濾水套筒，所述濾水殼頂部?jī)?nèi)壁固定連接有用于帶動(dòng)濾水套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的濾水電機(jī)，所述濾水殼的左側(cè)固定連接有排料電機(jī)，所述排料電機(jī)的輸出軸上傳動(dòng)連接有螺旋排料刷，所述螺旋排料刷的兩端與所述濾水殼轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述濾水殼右側(cè)下方與所述吸液泵的進(jìn)水口相連通。

10、說(shuō)明：通過(guò)濾水電機(jī)和排料電機(jī)的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)離心力將鉆井液和淤泥分離，通過(guò)濾水電機(jī)和排料電機(jī)的差速轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同的速度進(jìn)行排料。

11、進(jìn)一步地，利用上述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行鉆井液循環(huán)過(guò)濾的方法，包括以下步驟：

12、s1、將回流管的末端與鉆桿的頂部相連通，鉆井液通過(guò)添加口加入至吸液倉(cāng)內(nèi)，鉆頭在鉆井過(guò)程中，鉆井液從鉆桿下端噴水，從鉆桿與鉆孔之間的空隙攜帶碎石向上溢出，落入收集槽內(nèi)，通過(guò)出液口連接的污水管進(jìn)入篩分裝置；

13、s2、真空泵工作，控制閥關(guān)閉，降低吸液倉(cāng)的氣壓，攜帶碎石的鉆井液進(jìn)入吸液倉(cāng)內(nèi)，然后打開(kāi)控制閥，鉆井液在重力的作用下落入振動(dòng)篩，振動(dòng)篩進(jìn)行過(guò)濾，振動(dòng)電機(jī)工作帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，落入篩網(wǎng)上方的碎石，在振動(dòng)的作用下，向廢料槽運(yùn)動(dòng)，最后落入廢料槽內(nèi)，最后通過(guò)廢料槽內(nèi)的螺旋桿排出裝置外；

14、s3、鉆井液經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩過(guò)濾后進(jìn)入脫水裝置，脫水套筒轉(zhuǎn)動(dòng)將鉆井液甩出，砂礫以及淤積落入脫水套筒中，再通過(guò)螺旋排料刷將砂礫和淤泥清理出脫水裝置，鉆井液落入濾水殼內(nèi)，最后通過(guò)吸液泵輸送至鉆桿內(nèi)。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、(1)本發(fā)明的篩分裝置通過(guò)真空泵降低吸液倉(cāng)內(nèi)的壓強(qiáng)，通過(guò)大氣壓將鉆井液和碎石的混合物提升至吸液倉(cāng)內(nèi)，吸液倉(cāng)內(nèi)的鉆井液流入振動(dòng)篩內(nèi)，造成吸液倉(cāng)壓強(qiáng)進(jìn)一步降低，形成虹吸效應(yīng)，相比傳統(tǒng)吸液泵提升鉆井液，本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)，能有效降低裝置的故障率，利用虹吸效應(yīng)能夠有效的節(jié)能。

17、(2)本發(fā)明先通過(guò)篩網(wǎng)將大顆粒隨時(shí)進(jìn)行篩分，然后通過(guò)脫水裝置對(duì)鉆井液進(jìn)行脫水處理，進(jìn)一步分離鉆井液內(nèi)的淤泥，雙重過(guò)濾的過(guò)濾效果好，且過(guò)濾效率高。

技術(shù)特征：

1.一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，包括鉆井液收集裝置(1)、污水管(2)、篩分裝置(3)，所述鉆井液收集裝置(1)的右側(cè)通過(guò)所述污水管(2)與所述篩分裝置(3)左側(cè)上方固定連通，所述篩分裝置(3)的下方固定連接有脫水裝置(4)，所述脫水裝置(4)上方固定連通有連接管(5)，所述連接管(5)的上端與所述篩分裝置(3)相連通，所述脫水裝置(4)下方固定連接有吸液泵(6)，所述吸液泵(6)的出水口固定連通有回流管(7)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，所述篩分裝置(3)包括吸液倉(cāng)(31)，所述吸液倉(cāng)(31)頂部設(shè)有真空泵(32)，所述真空泵(32)與所述吸液倉(cāng)(31)內(nèi)部固定連通，所述吸液倉(cāng)(31)左側(cè)與所述污水管(2)固定連通，所述吸液倉(cāng)(31)的底部設(shè)有下液管(33)，所述下液管(33)的中部固定連接有控制閥(34)，所述吸液倉(cāng)(31)的底部固定連接有振動(dòng)篩(35)，所述振動(dòng)篩(35)的前側(cè)安裝有廢料槽(36)，所述廢料槽(36)與所述振動(dòng)殼(351)固定連接，所述振動(dòng)篩(35)的下方設(shè)有積液槽(37)，所述積液槽(37)的下方與連接管(5)固定連通，吸液倉(cāng)(31)頂部設(shè)有添加口(38)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，所述鉆井液收集裝置(1)包括收集殼(11)，所述收集殼(11)的頂部設(shè)有鉆桿孔(12)，所述收集殼(11)的內(nèi)底部固定連接有套筒(13)，所述套筒(13)與所述收集殼(11)內(nèi)壁之間形成收集槽(14)，所述收集殼(11)的右側(cè)外壁下方設(shè)有出液口(15)，所述出液口(15)與所述污水管(2)固定連通。

4.如權(quán)利要求3所述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)篩(35)包括振動(dòng)殼(351)，所述振動(dòng)殼(351)后方兩側(cè)內(nèi)壁分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)偏心輪(352)，所述振動(dòng)殼(351)內(nèi)部設(shè)有篩網(wǎng)(353)，所述篩網(wǎng)(353)的后方左右兩側(cè)各固定連接有一個(gè)連接件(354)，所述連接件(354)與偏心輪之間通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述振動(dòng)殼(351)一側(cè)固定連接有振動(dòng)電機(jī)(355)，所述振動(dòng)電機(jī)(355)的輸出軸與所述偏心輪(352)傳動(dòng)連接，所述振動(dòng)殼(351)的前側(cè)內(nèi)壁固定連接有活動(dòng)槽(356)，所述篩網(wǎng)(353)前側(cè)的左右兩端各固定連接有一個(gè)活動(dòng)桿(357)，所述活動(dòng)桿(357)外端在所述活動(dòng)槽(356)內(nèi)滑動(dòng)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于，所述脫水裝置(4)包括濾水殼(41)，所述濾水殼(41)的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有濾水套筒(42)，所述濾水殼(41)頂部?jī)?nèi)壁固定連接有用于帶動(dòng)濾水套筒(42)轉(zhuǎn)動(dòng)的濾水電機(jī)(43)，所述濾水殼(41)的左側(cè)固定連接有排料電機(jī)(44)，所述排料電機(jī)(44)的輸出軸上傳動(dòng)連接有螺旋排料刷(45)，所述螺旋排料刷(45)的兩端與所述濾水殼(41)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述濾水殼(41)右側(cè)下方與所述吸液泵(6)的進(jìn)水口相連通。

6.利用權(quán)利要求5所述的一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行鉆井液循環(huán)過(guò)濾的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種頁(yè)巖氣鉆井用的鉆井液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)及方法，屬于頁(yè)巖鉆井技術(shù)領(lǐng)域，包括鉆井液收集裝置、污水管、篩分裝置，所述鉆井液收集裝置的右側(cè)通過(guò)所述污水管與所述篩分裝置左側(cè)上方固定連通，所述篩分裝置的下方固定連接有脫水裝置，所述脫水裝置上方固定連通有連接管，所述連接管的上端與所述篩分裝置相連通，所述脫水裝置下方固定連接有吸液泵，所述吸液泵的出水口固定連通有回流管，本發(fā)明先通過(guò)篩網(wǎng)將大顆粒隨時(shí)進(jìn)行篩分，然后通過(guò)脫水裝置對(duì)鉆井液進(jìn)行脫水處理，進(jìn)一步分離鉆井液內(nèi)的淤泥，雙重過(guò)濾的過(guò)濾效果好，且過(guò)濾效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：王興濤,梁曉燕,張旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遵義師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10