What role do mud tanks play in the drilling fluid circulation system?

В процессе разведки и разработки нефти и газа буровые работы являются ключевым звеном для получения подземных ресурсов. Система циркуляции бурового раствора является основным компонентом операций по бурению нефтяных скважин, а резервуар для бурового раствора, как ключевое оборудование системы, выполняет множество незаменимых функций. В данной статье обсуждается конкретная роль грязевые баки в системе циркуляции бурового раствора, включая хранение, очистку и распределение бурового раствора, а также обеспечение стабильной гарантии работы системы и т. д., а также подробно рассматривается значение емкостей для бурового раствора для обеспечения безопасности и эффективности буровых работ.

一.Состав грязевого резервуара

Бак для бурового раствора обычно состоит из корпуса бака, смесительного устройства, системы контроля уровня, впускного и выпускного трубопроводов и различных соединительных принадлежностей. Бак, как правило, изготавливается из сварной стальной пластины с достаточной прочностью и объемом, чтобы удовлетворить потребность в хранении бурового раствора в процессе бурения. Внутри бака устанавливается смесительное устройство, которое предотвращает осаждение твердых частиц в буровом растворе и поддерживает однородность и стабильность бурового раствора. Система контроля уровня контролирует уровень бурового раствора в баке в режиме реального времени, чтобы гарантировать, что уровень находится в нужном диапазоне, чтобы избежать перелива или откачки. Впускной и выпускной трубопроводы используются для осуществления притока и оттока бурового раствора и соединены с другим оборудованием всей системы циркуляции бурового раствора. Эти структурные компоненты взаимодействуют друг с другом и вместе обеспечивают эффективную работу функции бака для бурового раствора.

二.Принцип работы грязевого резервуара

Резервуар для бурового раствора является важным оборудованием для хранения, обработки и циркуляции бурового раствора в процессе бурения нефтяных скважин, и его принцип работы заключается в следующем:

Хранение бурового раствора: резервуар для бурового раствора имеет определенный объем для хранения большого количества бурового раствора. В процессе бурения буровой раствор необходимо непрерывно закачивать в скважину, а резервуар для бурового раствора обеспечивает стабильное место хранения бурового раствора для обеспечения непрерывной операции бурения.

Циркуляция бурового раствора: Буровой раствор из резервуара для бурового раствора откачивается буровыми насосами, транспортируется в бурильную трубу по трубопроводам высокого давления, а затем распыляется из сопла бурового долота, после чего переносит буровой шлам из кольцевого пространства между стенкой скважины и бурильной трубой обратно на землю и обратно в резервуар для бурового раствора, образуя полную систему циркуляции бурового раствора.

Разделение твердой фазы: грязевые резервуары обычно оснащены различным оборудованием для разделения твердой фазы, таким как вибрационные грохоты, пескоотделители, шламоотделители и т. д. Вибрационный грохот посредством высокочастотной вибрации отделяет грязь в более крупных частицах бурового шлама и других твердофазных веществах, так что происходит первичная очистка грязи. С другой стороны, пескоотделитель и шламоотделитель используют принцип центробежной силы для дальнейшего разделения более мелких частиц песка и грязи в грязи и повышения чистоты грязи.

Обработка бурового раствора: в соответствии с требованиями процесса бурения, эксплуатационные характеристики бурового раствора должны быть скорректированы и обработаны. Например, вязкость, плотность, водоотдача и другие эксплуатационные параметры бурового раствора регулируются путем добавления химических агентов для обработки, чтобы соответствовать требованиям различных геологических условий и буровых работ. Кроме того, температуру бурового раствора можно контролировать с помощью нагревательного или охлаждающего устройства, чтобы обеспечить стабильность эксплуатационных характеристик бурового раствора.

Контроль уровня жидкости: Датчики уровня жидкости устанавливаются на резервуаре для бурового раствора для мониторинга высоты уровня жидкости в режиме реального времени. Когда уровень жидкости слишком высокий или слишком низкий, датчик уровня посылает сигнал для управления запуском и остановкой бурового насоса или пополнения бурового раствора, чтобы поддерживать стабильный уровень жидкости в резервуаре для бурового раствора и не допускать перелива или недостаточной подачи бурового раствора.

三.Основная роль резервуара для бурового раствора в системе циркуляции бурового раствора

1.Функция хранения бурового раствора

Удовлетворение потребности в непрерывном бурении

Основная роль грязевой бак заключается в хранении большого количества бурового раствора для удовлетворения потребностей непрерывной циркуляции во время процесса бурения. Во время буровых работ буровой раствор непрерывно закачивается в скважину из устья скважины, переносит щебень обратно на поверхность и возвращается в резервуар для бурового раствора для хранения после очистки. По мере увеличения глубины скважины соответственно увеличивается и количество требуемого бурового раствора, а функция хранения большой емкости резервуара для бурового раствора гарантирует, что подача бурового раствора не будет прерываться в течение всего цикла бурения. Например, при некоторых операциях по бурению сверхглубоких скважин емкость резервуаров для бурового раствора может достигать тысяч кубических метров, обеспечивая прочную материальную основу для длительных и непрерывных буровых работ.

Резерв на случай чрезвычайных ситуаций

Помимо удовлетворения постоянных потребностей обычных буровых работ, резервуары для бурового раствора также обеспечивают необходимые запасы буровых растворов для преодоления чрезвычайных ситуаций. В процессе бурения могут возникнуть сложные ситуации, такие как пульсации и утечки в скважине. Когда происходит пульсация в скважине, в скважину необходимо своевременно закачать большое количество бурового раствора высокой плотности, чтобы уравновесить пластовое давление и предотвратить выброс; а когда происходит утечка в скважине, необходимо быстро пополнить достаточное количество бурового раствора, чтобы поддерживать давление в столбе жидкости в скважине и не допустить обрушения стенки скважины. В это время буровой раствор, хранящийся в резервуаре для бурового раствора, становится важной гарантией ресурса для преодоления этих чрезвычайных ситуаций и может быть быстро использован в критический момент для эффективного контроля сложной ситуации в скважине и обеспечения безопасности буровых работ.

2.Функция очистки бурового раствора

Твердофазное разделение частиц

Буровой раствор будет переносить большое количество частиц твердой фазы, таких как шлам, извлеченный со дна скважины в процессе циркуляции. Если эти частицы твердой фазы не будут своевременно отделены от бурового раствора, это будет иметь множество неблагоприятных последствий для буровых работ, таких как истирание бурового оборудования, снижение производительности бурового раствора и влияние на устойчивость стенки скважины. Как важная часть системы очистки бурового раствора, резервуар для бурового раствора работает с виброситом, пескоотделителем, очистителем бурового раствора и другим очистным оборудованием для достижения эффективного отделения частиц твердой фазы от бурового раствора. После того, как буровой раствор возвращается из устья скважины, он сначала попадает в резервуар для бурового раствора, где он подвергается предварительному осаждению, и более крупные частицы шлама оседают на дно резервуара. Затем буровой раствор в резервуаре транспортируется буровым насосом на вибросито, которое использует вибрацию сетки сита для отсеивания частиц твердой фазы с большим размером частиц. Затем буровой раствор, обработанный виброситом, поступает в пескоотделитель и шламоотделитель по очереди, используя центробежную силу и другие принципы для дальнейшего отделения более мелких частиц песка и шлама. Благодаря такой серии процессов очистки и обработки, шламоотделитель может эффективно удалять частицы твердой фазы в буровом растворе, обеспечивать чистоту бурового раствора и улучшать производительность и срок службы бурового раствора.

Удаление вредных газов

В процессе бурения некоторые вредные газы в пласте, такие как сероводород (H₂S), метан (CH₄) и т. д., могут возвращаться на поверхность вместе с буровым раствором и растворяться в буровом растворе. Эти вредные газы не только представляют серьезную угрозу здоровью операторов бурения, но также могут стать причиной взрывов и других несчастных случаев. В определенной степени резервуары для бурового раствора выполняют функцию удаления этих вредных газов. Обычно конструкция резервуаров для бурового раствора предусматривает установку устройств для выпуска газа, таких как дыхательные клапаны, выхлопные трубы и т. д. Когда буровой раствор поступает в резервуар для бурового раствора, вредные газы, растворенные в буровом растворе, постепенно выходят из-за снижения давления и перемешивания. Через дыхательный клапан и выхлопную трубу и другие устройства эти вредные газы будут выводиться в безопасную зону, чтобы избежать накопления в резервуаре. Кроме того, некоторые современные резервуары для бурового раствора также оснащены специальным оборудованием для очистки газа, таким как устройства для десульфурации, дегазаторы и т. д., которые могут более эффективно удалять и очищать вредные газы в буровом растворе, что дополнительно гарантирует безопасную среду для буровых работ.

3.Функция смешивания бурового раствора

Регулировка производительности

В процессе бурения производительность бурового раствора необходимо регулировать в режиме реального времени в соответствии с различными стратиграфическими условиями и требованиями к буровым работам. Бак для бурового раствора обеспечивает рабочую платформу для регулировки производительности бурового раствора. Например, для того, чтобы увеличить плотность бурового раствора для уравновешивания давления пласта высокого давления, необходимо добавить барит и другие утяжелители в бак для бурового раствора; для того, чтобы улучшить реологические свойства бурового раствора, такие как снижение вязкости и улучшение текучести, может потребоваться добавление химических обрабатывающих агентов, таких как разбавитель и понизитель вязкости; а когда необходимо улучшить производительность защиты стенок бурового раствора, необходимо добавить некоторые добавки с эффектом образования пленки. Благодаря точному добавлению различных добавок и полному смешиванию и перемешиванию в баке для бурового раствора производительность бурового раствора может быть сделана так, чтобы соответствовать потребностям различных стадий бурения, обеспечивая плавный ход буровых работ.

4.Предоставить стабильную гарантию работы системы

Стабилизация давления и расхода

Бак для бурового раствора играет важную роль в стабилизации давления и расхода в системе циркуляции бурового раствора. Поскольку на буровой раствор будут влиять различные факторы в процессе циркуляции, такие как запуск и остановка насосов и изменения сопротивления оборудования, что приводит к колебаниям давления и расхода. Характеристики хранения большой емкости бака для бурового раствора могут смягчить эти колебания давления и расхода, обеспечивая относительно стабильную рабочую среду для всей системы циркуляции. Когда выходной расход насоса внезапно увеличивается, бак для бурового раствора может временно хранить избыток бурового раствора, чтобы избежать чрезмерного давления в системе; а когда выходной расход насоса уменьшается, бак для бурового раствора может своевременно пополнять буровой раствор, чтобы поддерживать нормальный расход системы и предотвращать откачку. Эта функция стабилизации давления и расхода помогает защитить буровое оборудование и продлить срок его службы, а также обеспечивает равномерную и стабильную циркуляцию бурового раствора для повышения качества буровых работ.

Связь и переходная роль

Бак для бурового раствора является связующим узлом и переходным звеном между различным оборудованием в системе циркуляции бурового раствора. Он собирает возвращаемый буровой раствор из устья скважины и соединяет его с другим оборудованием, таким как вибросито, пескоотделитель, шламоотделитель, шламовый насос и т. д. через импортные и экспортные трубопроводы, что обеспечивает упорядоченный поток бурового раствора во всей системе циркуляции. В процессе циркуляции бурового раствора грязевой бак играет роль верхней и нижней части, так что каждое оборудование может работать вместе, образуя полную и эффективную систему циркуляции бурового раствора. Например, буровой раствор, возвращаемый с устья скважины, сначала поступает в резервуар для бурового раствора, а после предварительной обработки транспортируется через буровой насос в последующее очистное оборудование для дальнейшей обработки, а чистый буровой раствор после обработки возвращается в резервуар для бурового раствора для хранения, а затем снова закачивается в скважину для повторного использования. Такое соединение и переход обеспечивают бесперебойную работу системы циркуляции бурового раствора, что является одним из ключевых факторов в реализации эффективных буровых работ.