气体钻井地面分离器的设计及试验研究

doi:10.7623/syxb200902026

石油学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (2): 300-303,307.DOI: 10.7623/syxb200902026

气体钻井地面分离器的设计及试验研究

付双成¹, 孙国刚¹, 姬忠礼²

1. 中国石油大学化学科学与工程学院, 北京, 102249;
2. 中国石油大学机电工程学院, 北京, 102249

收稿日期:2008-04-24 修回日期:2008-07-14 出版日期:2009-03-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:付双成,男,1976年6月生,1999年毕业于辽宁石油化工大学,现为中国石油大学(北京)在读博士研究生,主要从事多相流分离技术与装备的研究.E-mail:fushch711@163.com
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA06A103);中国石化股份公司科技开发项目(P05062);中石油重点技术开发项目(06B2030503)联合资助

Design and experiment study of ground separation equipment in gas drilling

FU Shuangcheng¹, SUN Guogang¹, JI Zhongli²

1. Faculty of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China;
2. Faculty of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China

Received:2008-04-24 Revised:2008-07-14 Online:2009-03-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要：

气体钻井现有工艺都将环空返回到地面的携岩气体直接排放或放燃,既污染环境又浪费能源。根据气体钻井的特点,设计了由两级串联的旋风分离器与两台过滤器(一台备用)组成的气体钻井地面分离系统,对成本较高的气体钻井介质(氮气或天然气)进行回收和循环利用。通过对井口钻屑的采样分析和浓度计算,得到了旋风分离器入口钻屑的粒度分布和质量浓度范围。对旋风分离器进行的室内模拟试验结果表明,旋风分离器的分离效率稳定在99.5%以上,能够完全除净粒径大于10μm的粉尘颗粒。钻井现场试验结果显示,整个分离系统工作稳定,过滤器出口气体中钻屑的最大粒径小于5μm,质量浓度小于0.05mg/m³,已达到进入压缩机的要求。

关键词: 气体钻井, 气体回收, 旋风分离器, 分离系统, 分离效率

Abstract:

At present,the gas for carrying cuttings in gas drilling system is commonly burnt or exhausted directly,which causes pollution of environment and waste of energy.A ground system was designed to separate drilling cuttings from gas in gas drilling.The system is composed of two-stage series-wound cyclone separators and two filters(one is spare).The high-cost drilling gas purified by this system can be recovered and recycled.The granularity and mass concentration of cuttings at inlet of cyclone separator were obtained on the basis of the concentration of the drilling cuttings at wellhead.The simulation test in laboratory indicated that the separation efficiency of cyclone separator could be above 99.5%,and drilling cuttings bigger than 10 μm in diameter could be removed absolutely.The field tests indicated that the system operated steadily and reliably.The diameters of drilling cuttings at the filter outlet were smaller than 5 μm,and the mass concentration was less than 0.05 mg/m³,which could meet the requirement of compressors.

Key words: gas drilling, gas recovery, cyclone separator, separation system, separation rate

中图分类号:

TE242.7

付双成, 孙国刚, 姬忠礼. 气体钻井地面分离器的设计及试验研究[J]. 石油学报, 2009, 30(2): 300-303,307.

FU Shuangcheng, SUN Guogang, JI Zhongli. Design and experiment study of ground separation equipment in gas drilling[J]. ACTA PETROLEI SINICA, 2009, 30(2): 300-303,307.

[1]	王文昌, 冯大君, 狄勤丰, 芮子翔, 陈锋, 朱卫平. 预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动力学特征及其应用[J]. 石油学报, 2021, 42(9): 1237-1246.
[2]	罗成波, 蒋祖军, 李皋, 何龙, 孟英峰, 欧彪, 肖国益, 严焱诚, 王希勇. QL1井井底突发性岩爆动力学机理及动态演化过程[J]. 石油学报, 2020, 41(2): 244-252.
[3]	狄勤丰, 王春生, 李宁, 王文昌, 冯少波, 王延民, 梁红军. 巨厚砾岩层气体钻井井眼特征[J]. 石油学报, 2015, 36(3): 372-377.
[4]	王明杰, 狄勤丰, 王文昌, 陈锋, 沈子俊. 气体钻井钻柱动态应力特征[J]. 石油学报, 2014, 35(1): 159-165.
[5]	黄小兵　刘清友. 基于气体钻井工艺参数的钻具冲蚀模型[J]. 石油学报, 2012, 33(5): 878-880.
[6]	祝效华　贾彦杰　童　华. 气体钻井钻柱振动特性及控制措施[J]. 石油学报, 2012, 33(2): 293-297.
[7]	祝效华孙超刘少胡. 气体钻井稳定器设计及结构参数对工具性能的影响[J]. 石油学报, 2011, 32(5): 877-881.
[8]	祝效华刘少胡童华. 气体钻井钻杆冲蚀规律研究[J]. 石油学报, 2010, 31(6): 1013-1017.
[9]	刘永贵, 王洪英. 徐深气田气体钻井破岩机理的初步研究[J]. 石油学报, 2008, 29(5): 773-776.
[10]	郭建华, 佘朝毅, 李黔, 孙万里. 气体钻井井筒冲蚀作用定量分析及控制方法[J]. 石油学报, 2007, 28(6): 129-132.
[11]	王国栋, 何利民, 吕宇玲, 陈振瑜. 重力式油水分离器的分离特性研究[J]. 石油学报, 2006, 27(6): 112-115.
[12]	彭维明, 张文秀. 分离器中内部流场对分离性能的影响[J]. 石油学报, 2001, 22(6): 77-81.
[13]	王尊策, 陈维勤, 蒋明虎, 刘晓敏, 赵立新. 动态水力旋流器结构参数的优选设计[J]. 石油学报, 2001, 22(4): 104-107.
[14]	贺杰, 蒋明虎, 宋华, 赵立新. 液－液分离水力旋流器特性参数研究[J]. 石油学报, 1996, 17(1): 147-153.

气体钻井地面分离器的设计及试验研究

Design and experiment study of ground separation equipment in gas drilling

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 14

编辑推荐

Metrics

本文评价