钻井液气工艺技术
钻井液气工艺技术
时志国
***钻井公司
引 言
钻井程中钻开天然气层气体侵入钻井液振动筛砂器泥器钻井液枪搅拌器等设备工作程中空气侵入钻井液气体侵入钻井液会造成钻井液密度降低会增加钻井液返速度引起循环罐满外溢会离心泵气锁水力旋流器钻井液枪离心机灌注泵等法工作甚会引起井喷发生气侵钻井液直钻井工程遇难题
直探索处气侵钻井液中气体方法初发现气侵钻井液中加水会钻井液密度升（钻井液密度回复说明气体离开钻井液）产生原始简单气办法循环罐钻井液表面洒水气振动筛筛网面喷水气弄明白水气原理发明泡剂代水气直
没发明气设备前般搅拌器泥浆枪搅动钻井液气种方法见效慢气效率低世纪40年代产生气设备发展现已常压真空立式卧式等结构原理气设备形成成熟气工艺流程
二气泡必须浮钻井液表面破裂
气设备外形结构样变幻气设备采气原理样气设备基气原理样气泡浮钻井液表面破裂
侵入钻井液中气体气泡形式存钻井液中想气体必须气泡脱离钻井液分析气泡钻井液中存状态（图1）根阿基米德定律气泡升浮力等气泡排开相体积钻井液重量：
中F——气泡浮力 g
r——气泡半径cm
γ ——钻井液密度gcm3
出钻井液中气泡浮力气泡半径成正说：气泡气泡更容易浮液面（见图2）
图1气泡升程 图2高粘度钻井液中气泡
浮起
图3 气泡钻井液中状态 图4 紊流气泡带液面破裂
钻井液高粘度高切力液体气泡浮液面需长时间直径较气泡根法浮钻井液液面处钻井液中气泡两种状态（见图3）：种气泡浮钻井液液面终破裂种气泡裹钻井液中浮动聚集起形成气泡
产生气侵钻井液中气泡特想钻井液中气体必须气泡运动钻井液液面利搅拌器钻井液枪搅动钻井液增钻井液液面限效率低想清全部气体必须钻井液搅表面分布薄释放出气泡产生气设备气设备设计原增钻井液液面面积钻井液产生紊流气泡带钻井液表面破裂（见图4）
三气设备布置方案
根现气设备清气泡直径气设备分两类：液气分离器真空气器
循环罐气侵钻井液含气泡直径（≤116英寸）裹钻井液中浮动聚集谓气泡指起钻抽吸气层气体气侵形成部分全部充满井眼环形空间某段钻井液膨胀性气体气泡造成环空排量增钻井液线载钻井液钻台钻盘喷出循环罐采浅没式泥浆枪搅拌器充分搅拌时通常气泡（直径19～1英寸）会浮钻井液表面
液气分离器清环空钻井液中气泡处理量井口出口线钻井液排量液气分离器处理钻井液含气泡先振动筛掉部分气泡然流入循环罐处理循环罐气侵钻井液中气泡务真空气器完成
液气分离器属正常循环系统设备般发生井涌时液气分离器安装振动筛前进口线井口出口线防喷器节流汇连接液气分离器分离出钻井液进入振动筛直接流入沉砂罐分离出气体通排气线引安全距离风排掉引入火炬线燃烧设计液气分离器时应保证够处理产生气体流量防止未气钻井液次循环井中需液气分离器装根旁通线旦出
现实际气体流量超液气分离器处理力危险情况未气钻井液直接排入废浆池丢弃
图 6 吸入口流量衡器正确安装位置
图 5 气器沉砂罐第罐吸浆
真空气器属常规气设备安装气器时应气器沉砂罐第钻井液罐中吸取气侵钻井液（见图5）气器处理脱气钻井液排入游排浆罐中 气器吸入口应位吸入罐部（见图6）需吸入罐中安装搅拌器保证真空气器吸入搅拌均匀气侵钻井液需真空气器吸浆罐排浆罐间需安装流量衡器安装位置高接罐顶部样排浆罐脱气钻井液部进入吸浆罐保证位吸浆罐底部气器吸浆口吸入气侵钻井液
图 7 流量衡器底部
液气分离器安装位置固定应井口振动筛间真空气器撬装设备安装灵活性较现场中出现安装错误：
图8 钻井液枪搅拌钻井液
井队流量衡器安装罐底部（见图7）样脱气钻井液底部进入吸浆罐脱气钻井液较气侵钻井液密度高容易沉罐底吸浆口吸入密度高含气量钻井液含气量高密度低钻井液罐部难吸入气器工作效率降低
安装搅拌器泥浆枪搅拌气侵钻井液（见图8）气器处理力根钻井液循环量设计泥浆枪搅拌气侵钻井液会吸入罐中钻井液量增加超气器设计处理量气器正常工作
井队真空气器安装砂器泥器（见图9）非常取气体侵入钻井液会钻井液密度降低体积膨胀真空气器安装振动筛快清气体减少钻井液溢出循环罐砂器泥器离心机钻井液枪等固控设备求离心泵供钻井液气侵钻井液造成离心泵叶轮气锁钻井液法进入离心泵中造成离心泵供浆固控设备法工作
四常气设备
1液气分离器
般常液气分离器两种类型：封底式开底式
（1）封底式（见图10）
图10封底式液气分离器
气罐底部封闭钻井液通根U型线回循环罐气罐钻井液面高度通U型高度增减控制
（2）开底式（见图11）
图11开底式液气分离器
分离器气罐底部半潜入钻井液中罐液面底部潜入深度控制种分离器国外俗称穷孩子说明简易性
目前简单液气分离器封底式开底式分离器次钻井液柱高度受循环罐液面高度限制
2常压气器（见图12）
图12 阀控制钻井液击层
常压气器出现世纪70年代初通浸入气侵钻井液中泵气侵钻井液送罐阀板作气侵钻井液产生足够高速度形成钻井液薄层击罐壁气泡脱离钻井液破裂钻井液气体分离
图 13 卧式真空气器
3卧式真空气器(见图13)
卧式真空气器长卧式罐罐两块较长倾斜挡板进口线气侵钻井液引罐部槽两块挡板钻井液分布开形成薄钻井液层（18英寸38英寸）部分气泡薄层钻井液表面逸出破裂
4立式真空气器(见图14)
图14 立式真空气器 图15 罐锥体结构钻井液薄层
立式真空气器矮立式直径罐罐锥体结构非常特点(见图15)层叠起圆锥体组成结构紧凑提供较分离面积气侵钻井液流层叠圆锥体表面形成钻井液薄层气泡溢出破裂
5离心真空气器(见图16)
图16 离心真空气器
离心真空气器利真空泵抽吸作真空罐形成负压钻井液气压作通吸入进入旋转空心轴空心轴四周窗口呈喷射状甩罐壁碰撞真空气泡分离器作浸入钻井液中气泡破碎气体逸出真空泵抽出气体排安全带气钻井液重进入排空腔旋转叶片排出罐外
五结束语
通容解：气侵钻井液必须脱气处理必须保证提供台离心泵含气体钻井液确保离心泵正常运转坚决杜绝次气侵钻井液循环井情况发生
钻井液中含气体必须钻井液中气泡浮钻井液液面破裂气设备什样外形什样部结构运什样原理目：气泡带钻井液表面破裂产品断开发性断提高永止境研制出处理力强气效率高性稳定易维护操作气设备永远研发员追求目标
参考文献：
龚伟安著钻井液乡控制技术设备石油工业出版社
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钻井液气工艺技术
时志国
***钻井公司
引 言
钻井程中钻开天然气层气体侵入钻井液振动筛砂器泥器钻井液枪搅拌器等设备工作程中空气侵入钻井液气体侵入钻井液会造成钻井液密度降低会增加钻井液返速度引起循环罐满外溢会离心泵气锁水力旋流器钻井液枪离心机灌注泵等法工作甚会引起井喷发生气侵钻井液直钻井工程遇难题
直探索处气侵钻井液中气体方法初发现气侵钻井液中加水会钻井液密度升（钻井液密度回复说明气体离开钻井液）产生原始简单气办法循环罐钻井液表面洒水气振动筛筛网面喷水气弄明白水气原理发明泡剂代水气直
没发明气设备前般搅拌器泥浆枪搅动钻井液气种方法见效慢气效率低世纪40年代产生气设备发展现已常压真空立式卧式等结构原理气设备形成成熟气工艺流程
二气泡必须浮钻井液表面破裂
气设备外形结构样变幻气设备采气原理样气设备基气原理样气泡浮钻井液表面破裂
侵入钻井液中气体气泡形式存钻井液中想气体必须气泡脱离钻井液分析气泡钻井液中存状态（图1）根阿基米德定律气泡升浮力等气泡排开相体积钻井液重量：
中F——气泡浮力 g
r——气泡半径cm
γ ——钻井液密度gcm3
出钻井液中气泡浮力气泡半径成正说：气泡气泡更容易浮液面（见图2）
图1气泡升程 图2高粘度钻井液中气泡
浮起
图3 气泡钻井液中状态 图4 紊流气泡带液面破裂
钻井液高粘度高切力液体气泡浮液面需长时间直径较气泡根法浮钻井液液面处钻井液中气泡两种状态（见图3）：种气泡浮钻井液液面终破裂种气泡裹钻井液中浮动聚集起形成气泡
产生气侵钻井液中气泡特想钻井液中气体必须气泡运动钻井液液面利搅拌器钻井液枪搅动钻井液增钻井液液面限效率低想清全部气体必须钻井液搅表面分布薄释放出气泡产生气设备气设备设计原增钻井液液面面积钻井液产生紊流气泡带钻井液表面破裂（见图4）
三气设备布置方案
根现气设备清气泡直径气设备分两类：液气分离器真空气器
循环罐气侵钻井液含气泡直径（≤116英寸）裹钻井液中浮动聚集谓气泡指起钻抽吸气层气体气侵形成部分全部充满井眼环形空间某段钻井液膨胀性气体气泡造成环空排量增钻井液线载钻井液钻台钻盘喷出循环罐采浅没式泥浆枪搅拌器充分搅拌时通常气泡（直径19～1英寸）会浮钻井液表面
液气分离器清环空钻井液中气泡处理量井口出口线钻井液排量液气分离器处理钻井液含气泡先振动筛掉部分气泡然流入循环罐处理循环罐气侵钻井液中气泡务真空气器完成
液气分离器属正常循环系统设备般发生井涌时液气分离器安装振动筛前进口线井口出口线防喷器节流汇连接液气分离器分离出钻井液进入振动筛直接流入沉砂罐分离出气体通排气线引安全距离风排掉引入火炬线燃烧设计液气分离器时应保证够处理产生气体流量防止未气钻井液次循环井中需液气分离器装根旁通线旦出
现实际气体流量超液气分离器处理力危险情况未气钻井液直接排入废浆池丢弃
图 6 吸入口流量衡器正确安装位置
图 5 气器沉砂罐第罐吸浆
真空气器属常规气设备安装气器时应气器沉砂罐第钻井液罐中吸取气侵钻井液（见图5）气器处理脱气钻井液排入游排浆罐中 气器吸入口应位吸入罐部（见图6）需吸入罐中安装搅拌器保证真空气器吸入搅拌均匀气侵钻井液需真空气器吸浆罐排浆罐间需安装流量衡器安装位置高接罐顶部样排浆罐脱气钻井液部进入吸浆罐保证位吸浆罐底部气器吸浆口吸入气侵钻井液
图 7 流量衡器底部
液气分离器安装位置固定应井口振动筛间真空气器撬装设备安装灵活性较现场中出现安装错误：
图8 钻井液枪搅拌钻井液
井队流量衡器安装罐底部（见图7）样脱气钻井液底部进入吸浆罐脱气钻井液较气侵钻井液密度高容易沉罐底吸浆口吸入密度高含气量钻井液含气量高密度低钻井液罐部难吸入气器工作效率降低
安装搅拌器泥浆枪搅拌气侵钻井液（见图8）气器处理力根钻井液循环量设计泥浆枪搅拌气侵钻井液会吸入罐中钻井液量增加超气器设计处理量气器正常工作
井队真空气器安装砂器泥器（见图9）非常取气体侵入钻井液会钻井液密度降低体积膨胀真空气器安装振动筛快清气体减少钻井液溢出循环罐砂器泥器离心机钻井液枪等固控设备求离心泵供钻井液气侵钻井液造成离心泵叶轮气锁钻井液法进入离心泵中造成离心泵供浆固控设备法工作
四常气设备
1液气分离器
般常液气分离器两种类型：封底式开底式
（1）封底式（见图10）
图10封底式液气分离器
气罐底部封闭钻井液通根U型线回循环罐气罐钻井液面高度通U型高度增减控制
（2）开底式（见图11）
图11开底式液气分离器
分离器气罐底部半潜入钻井液中罐液面底部潜入深度控制种分离器国外俗称穷孩子说明简易性
目前简单液气分离器封底式开底式分离器次钻井液柱高度受循环罐液面高度限制
2常压气器（见图12）
图12 阀控制钻井液击层
常压气器出现世纪70年代初通浸入气侵钻井液中泵气侵钻井液送罐阀板作气侵钻井液产生足够高速度形成钻井液薄层击罐壁气泡脱离钻井液破裂钻井液气体分离
图 13 卧式真空气器
3卧式真空气器(见图13)
卧式真空气器长卧式罐罐两块较长倾斜挡板进口线气侵钻井液引罐部槽两块挡板钻井液分布开形成薄钻井液层（18英寸38英寸）部分气泡薄层钻井液表面逸出破裂
4立式真空气器(见图14)
图14 立式真空气器 图15 罐锥体结构钻井液薄层
立式真空气器矮立式直径罐罐锥体结构非常特点(见图15)层叠起圆锥体组成结构紧凑提供较分离面积气侵钻井液流层叠圆锥体表面形成钻井液薄层气泡溢出破裂
5离心真空气器(见图16)
图16 离心真空气器
离心真空气器利真空泵抽吸作真空罐形成负压钻井液气压作通吸入进入旋转空心轴空心轴四周窗口呈喷射状甩罐壁碰撞真空气泡分离器作浸入钻井液中气泡破碎气体逸出真空泵抽出气体排安全带气钻井液重进入排空腔旋转叶片排出罐外
五结束语
通容解：气侵钻井液必须脱气处理必须保证提供台离心泵含气体钻井液确保离心泵正常运转坚决杜绝次气侵钻井液循环井情况发生
钻井液中含气体必须钻井液中气泡浮钻井液液面破裂气设备什样外形什样部结构运什样原理目：气泡带钻井液表面破裂产品断开发性断提高永止境研制出处理力强气效率高性稳定易维护操作气设备永远研发员追求目标
参考文献：
龚伟安著钻井液乡控制技术设备石油工业出版社
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