專利名稱：利用廢煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的方法及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于勘探開發(fā)中鉆井、修井的一種方法，以及采用該方法所需的裝置。特別是一種采用廢煙氣作為泡沫液中的氣相或單獨作為循環(huán)介質(zhì)鉆井、修井及其煙氣的收集、處理裝置。尤其適合用于低壓油氣井的鉆井、修井和完井作業(yè)；也可用于一般地質(zhì)鉆勘作業(yè)。
在勘探開發(fā)，特別是在油氣田的勘探開發(fā)過程中，由于低壓導(dǎo)致鉆井、修井、完井作業(yè)過程中常規(guī)的流體(泥漿、清水)不能建立正常的井筒循環(huán)，因此，不僅效率低、安全性差，而且流體夾帶的部分固體顆粒漏入地層還會對油氣層造成損害。為了克服上述缺陷，目前在低壓井鉆井、修井作業(yè)時一般多采用空氣、天然氣或氮氣類惰性氣體作為循環(huán)介質(zhì)。但這幾種介質(zhì)中，采用天然氣、空氣作為氣相或單獨作為循環(huán)介質(zhì)存在易引起井下起火和爆炸，由于用氣量大(日用氣量一般在3～5萬立方米)，因此，前者還存在必需有天然氣管網(wǎng)及使用成本高等弊??；而采用氮氣類惰性氣體又存在不但需要移動式制氮等裝備與之配套，而且因其成本特高而影響其經(jīng)濟(jì)效益等缺陷。
本發(fā)明的目的是研究設(shè)計一種利用井場廢煙氣作循環(huán)介質(zhì)鉆井、修井的方法及其處理裝置，以克服背景技術(shù)存在的缺陷，達(dá)到可有效防止鉆井作業(yè)時井下起火、爆炸，提高鉆井等作業(yè)的安全性，降低鉆井、修井作業(yè)成本，有效地保護(hù)油氣層等目的。
本發(fā)明的解決方案是將井場柴油機工作時排出的廢氣，經(jīng)冷卻，除塵及氣、水分離，壓力平衡，增壓處理后或單獨作循環(huán)介質(zhì)，或作為泡沫液中的氣相用以完成低壓井鉆井、修井作業(yè)。經(jīng)上述收集、處理后的柴油機煙道廢氣，其主要成份為二氧化碳惰性類氣體，該氣體代替背景技術(shù)中的空氣、天然氣或現(xiàn)場制取的氮氣等惰性氣體作為泡沫液中的氣相或單獨作為循環(huán)介質(zhì)來完成鉆井、修井作業(yè)，從而在到其目的。因此，本發(fā)明利用煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的方法包括A．廢煙氣的收集、凈化處理將柴油機(動力機)排出的高溫?zé)煔庖肜鋮s裝置冷卻至60℃以下，然后經(jīng)除塵及氣、水分離處理；B．增壓處理首先將經(jīng)除塵及氣、水分離后的煙氣通過鼓風(fēng)或抽風(fēng)機送入低壓壓縮機初壓至0．7～1．0MPa，再經(jīng)冷卻裝置送入高壓壓縮機增壓至3～30MPa后；C．或直接作為循環(huán)介質(zhì)注入井下、或作為氣相與泡沫基液作用形成泡沫液后再注入井下完成鉆井、修井作業(yè)。
上述利用廢煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的收集、處理裝置包括柴油機廢煙氣排氣系統(tǒng)，煙氣冷卻器，除塵及水、氣分離器，鼓風(fēng)或抽風(fēng)機(壓力平衡裝置)，低壓壓縮機系統(tǒng)，高壓壓縮機系統(tǒng)；上述煙氣排氣系統(tǒng)，冷卻裝置，除塵及氣、水分離器，鼓風(fēng)或抽風(fēng)機，低壓壓縮機系統(tǒng)，高壓壓縮機系統(tǒng)，順次通過管道連通而組成整套廢煙氣收集、處理裝置。該裝置通過高壓壓縮機系統(tǒng)的壓縮煙氣出口與井口水龍頭，或通過泡沫發(fā)生器與井口水龍頭連接。以提供循環(huán)介質(zhì)。而所述鼓風(fēng)或抽風(fēng)機亦可設(shè)于煙氣冷卻器與除塵及氣、水分離器之間。
本發(fā)明由于采用井場柴油機工作時排出的廢煙氣作為鉆井、修井作業(yè)中的循環(huán)介質(zhì)，既克服了采用空氣和天然氣作循環(huán)介質(zhì)存在易燃、易爆，安全性差且采用天然氣成本高等缺陷；又克服了采用氮氣惰性氣體作循環(huán)介質(zhì)需要移動式制氮設(shè)備，且因制氮成本特高往往使油氣藏勘探開發(fā)失去經(jīng)濟(jì)意義等弊病。柴油機排出的廢煙氣其成份主要是二氧化碳，用作鉆井、修井作業(yè)的循環(huán)介質(zhì)既不會引起井下起火、爆炸，安全可靠，而且成本極低；作為循環(huán)介質(zhì)使用其成本僅為天然氣的二、三百分之一，與氮氣相比則不足其千分之一。從而可使低壓油氣井的開發(fā)效益成倍提高，并可有效保護(hù)油氣層。
附圖及


圖1為本發(fā)明方法流程示意圖；圖中A．柴油機廢煙氣排氣系統(tǒng)；B．煙氣冷卻，C．除塵及氣、水分離，D．低壓壓縮，E．高壓壓縮，F(xiàn)．井口，G．氣、液、固三相分離，H．泡沫基液，M．泥漿泵，N．泡沫發(fā)生器，K1、K2(圖2中9)；閥門；流程圖中實線箭頭為煙氣流程，虛線箭頭為泡沫基液流程，虛、實雙線箭頭為泡沫液流向。
圖2為本發(fā)明廢煙氣收集、處理裝置連接關(guān)系示意圖；圖中1．柴油機煙氣排氣管，2．冷卻裝置，3．除塵及氣、水分離器，4．鼓風(fēng)機，5．低壓壓縮機，6．壓縮機附屬冷卻裝置，7．高壓壓縮機，8．泡沫發(fā)生器，9．閥門(K2)，10．輸出管；P．泡沫基液注入方向。
實施例1本實施例以采用井場柴油機廢煙氣作為泡沫液中的氣相為例煙氣冷卻裝置2采用水冷卻裝置，換熱面積8m2，處理氣量為30000～50，000m3／d，冷卻裝置出口煙氣溫度60℃以下；除塵及氣、水分離器3采用布袋式分離器，過濾氣量2400m3／h；鼓風(fēng)機4型號Y5-474C，轉(zhuǎn)速3300轉(zhuǎn)／min，風(fēng)壓1600Pa，送風(fēng)量2500m3／h；低壓壓縮機組5型號W-14／7-C額定排量17m3／h，壓力0．7-1．0MPa，冷卻裝置6為該機組配套裝置；高壓壓縮機7本實施例采用車載式壓縮機，型號為Areil-15／50000(Tulsa U．S．A)；泡沫發(fā)生器8采用孔眼式泡沫發(fā)生器，額定壓力20MPa，氣體流量2400m3／h，液體流量21．0m3／h；各連接管道直徑均為Φ159mm。
工作時各柴油機廢煙氣由各排煙管1輸入水冷卻裝置2，經(jīng)冷卻至60℃以下送入布袋式分離器除塵及氣、水分離，經(jīng)分離凈化處理后的煙氣由鼓風(fēng)機4送入低壓壓縮機組5，鼓風(fēng)機同時起到平衡柴油機排煙壓力，以保證其功率不致下降的作用；煙氣進(jìn)入低壓壓縮機組后經(jīng)連續(xù)壓縮至0．8MPa左右，再經(jīng)冷卻裝置6冷卻后，送入車載式高壓壓縮機7，增壓至15MPa，然后輸入泡沫發(fā)生器9內(nèi)與由泥漿泵經(jīng)閥門9輸入的泡沫基液作用生成泡沫液，該泡沫液經(jīng)發(fā)生器出口管道10沿Q方向送入井內(nèi)如同背景技術(shù)完成鉆井或修井等作業(yè)。
實施例2本實施例以采用井場柴油機廢煙氣直接作為循環(huán)介質(zhì)為例柴油機廢煙氣的收集、凈化、增壓處理均與實施例1同，關(guān)閉泡沫基液進(jìn)入泡沫發(fā)生器8的閥門9，讓由高壓壓縮機加壓至15MPa的高壓煙氣經(jīng)泡沫發(fā)生器輸出管10沿Q向直接進(jìn)入井內(nèi)；亦可將加壓至15MPa的煙氣由高壓壓縮機經(jīng)管道直接送入井內(nèi)完成鉆井或修井等作業(yè)。
權(quán)利要求
1.利用廢煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的方法；其特征在于該方法包括A．廢煙氣的收集、凈化處理將柴油機排出的高溫?zé)煔庖肜鋮s裝置冷卻至60℃以下，然后經(jīng)除塵及氣、水分離處理；B．增壓處理首先將經(jīng)除塵及氣、水分離后的煙氣通過鼓風(fēng)或抽風(fēng)機將其送入低壓壓縮機初壓至0．7～1．0MPa，再經(jīng)冷卻裝置送入高壓壓縮機增壓至3～30MPa后；C．或直接作為循環(huán)介質(zhì)注入井下、或作為氣相與泡沫基液作用形成泡沫液后再注入井下完成鉆井、修井作業(yè)。
2.按權(quán)利要求1所述利用廢煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的收集、處理裝置；其特征在于該裝置包括柴油機廢煙氣排氣系統(tǒng)，煙氣冷卻器，除塵及水、氣分離器，鼓風(fēng)或抽風(fēng)機，低壓壓縮機系統(tǒng)，高壓壓縮機系統(tǒng)；上述煙氣排氣系統(tǒng)，冷卻裝置，除塵及氣、水分離器，鼓風(fēng)或抽風(fēng)機，低壓壓縮機系統(tǒng)，高壓壓縮機系統(tǒng)順次通過管道連通而組成整套廢煙氣收集、處理裝置。
3.按權(quán)利要求2所述利用廢煙氣作鉆井、修井循環(huán)介質(zhì)的收集、處理裝置；其特征在于所述鼓風(fēng)機或抽風(fēng)機亦可設(shè)于煙氣冷卻器與除塵及氣、水分離器之間。
全文摘要
該發(fā)明屬于低壓鉆井、修井中利用廢煙氣作為循環(huán)介質(zhì)的方法及廢煙氣收集、處理裝置。該方法由于采用井場柴油機廢煙氣經(jīng)收集、凈化、增壓等處理后作為泡沫液氣相或直接作為循環(huán)介質(zhì)來完成鉆井、修井作業(yè)。從而克服了采用空氣、天然氣作循環(huán)介質(zhì)易燃、易爆,安全性差,且天然氣成本高;采用氮氣作循環(huán)介質(zhì),設(shè)備投資大,成本極高等弊病。該發(fā)明具有使用安全可靠,可成倍地提高油氣藏開發(fā)中的經(jīng)濟(jì)效益,保護(hù)油氣層等特點。
文檔編號F01N3/02GK1291678SQ0011290
公開日2001年4月18日 申請日期2000年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月29日
發(fā)明者文明, 羅世應(yīng), 陳忠實, 黃顯忠, 王達(dá)勝, 江濤, 黃桂洪, 胡燕林, 劉俊, 肖朝洪 申請人:四川石油管理局川西南礦區(qū)工程設(shè)計研究院