一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置的制作方法

本发明涉及一种油田单井冷却、加温领域，公开了一种用于油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置。

背景技术：

1、钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液，钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。水是使用最早也是最常用的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。在钻井持续的过程中需要持续的供应钻井液，如果持续使用水，会造成水资源大量的浪费，因此，钻井工程领域便有了钻井液循环利用系统，但是，经过循环上来的钻井液含有较多的热量，不能够直接进行钻井作业的冷却。

2、特别是在在中高温地热钻井和深部油气田钻井中，当循环泥浆温度>75℃时，须采用钻井泥浆冷却装置进行及时快速的降温冷却。油田钻井长时间的过程会导致井内温度过高，高温会使得泥浆中黏土粒子分散，会大大降低处理剂分子对粘土的保护，从而使泥浆的失水量加大，会出现高温固化，黏性降低，从而直接导致钻井施工效率低下，钻杆、钻铤、钻头和导向仪器、以及泥浆泵缸套和橡胶密封组件等钻具易老化，带来的钻井施工成本过高容易导致井下事故频发等问题。

3、同时，油田单井油罐通常需要设置加温装置对其内部储存满的原油进行加温，使其具有流动性，以便于将其从油罐中抽出运走。通常采用在油罐内部设置带有绝缘套管的电加热棒方式对单井油罐内原油进行加温。但是，此种电加热棒加温方式存在极大的弊端，当电加热棒外部绝缘套管破损后，其破损处暴露于油罐内，极易与油罐内的可燃性气体相接触，引起油罐爆炸，不仅为油田施工带来经济损失，并且危及工作人员的人身安全，因此存在极大的安全隐患；而且，采用电加热棒为油罐加温还存在电能消耗量大，成本高等问题。

4、针对以上所提出的技术问题，本领域亟待解决的技术问题是：如何设计一套温度调节系统，其能够实现对钻井液的降温，同时还能实现对储油罐的加温，并且两套设备能够独立运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，以解决传统的独立加温、冷却系统使用成本高且不具有通用性，同时使用安全性、稳定性及节能效果欠佳的问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用以下方案：本发明提供了一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，具体包括以下结构：

3、其包括钻井冷却模块、储油罐加温模块、控制模块、钻井液降温循环模块、导热流体循环模块；

4、所述的钻井冷却模块以及储油罐加温模块为两个独立的空调单元，钻井冷却模块中的蒸发器与储油罐加温模块中的冷凝器设置在同一密闭单元内；

5、所述的钻井液降温循环模块包括一个钻井液储罐，所述的钻井液储罐中设置有钻井液循环泵将液体导流至钻井冷却模块中的蒸发器周边并通过钻井液管路引流至钻井液储罐内部；所述的导热流体循环模块包括至少一根在储油罐内部贯穿的导热介质管道，所述的导热介质管道以及介质循环泵将介质导流至储油罐加温模块中的冷凝器周边并通过导热介质管道实现环状导流。

6、所述的钻井液管路与导热介质管道在进入至密闭单元内时先通过换热装置实现换热。

7、所述的钻井液储罐以及储油罐内皆设置有温度传感器，通过温度传感器和导线将温度信号传导至控制模块内。

8、按照钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液，所述的钻井液循环泵采用泥浆泵。

9、所述的钻井液管路采用不锈钢材质，外部保温结构采用聚氨酯材质，厚度不低于50mm；第一温度传感器位于所述钻井液储罐内部，距底面位置2/3高度处

10、所述导热介质管道采用不锈钢材质，外部保温结构采用聚氨酯材质，厚度不低于50mm；第二温度传感器位于所述储油罐中心位置；所述储油罐内部传热方式采用盘管。

11、所述的换热装置内，余热回收装置能量传导方式采用翅片式，结构型式为框架式。

12、所述温度传感器为热敏电阻传感器，测温范围为-50～200℃。

13、所述密闭单元内部采用能量隔绝板阻隔能量传递，能量隔绝板中间夹层采用聚氨酯材料，厚度不低于50 mm，两侧围护采用不锈钢板或复合材料；通过能量隔绝板间隔出冷交换区和热交换区。

14、所述冷交换区中能量转换结构采用管壳式，所述热交换区中能量转换结构采用板式。

15、本发明的有益效果：本发明提供的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，与现有技术相比，具有如下优点：

16、本发明包括钻井冷却模块、储油罐加温模块、控制模块、钻井液降温循环模块、导热流体循环模块；钻井冷却模块以及储油罐加温模块分别为两个独立的空调单元，钻井冷却模块中的蒸发器与储油罐加温模块中的冷凝器设置在同一密闭单元内；利用钻井冷却模块、储油罐加温模块将油气田钻井中的高温钻井液进行冷却，对钻井过程中提取出的储存在储油罐中的原油进行加温并保持其流动性，同时对钻井液冷却过程中的多余热量进行热回收提供储油罐加温热量需求，实现了制冷、加温装置一体两用，能源梯级利用的功能，使得油田钻井及原油提取过程中的能源综合利用不受时间和空间的限制，提高了油田钻井及原油提取过程中的工作效率。

技术特征：

1.一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：其包括钻井冷却模块、储油罐加温模块、控制模块、钻井液降温循环模块、导热流体循环模块；

2.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述的钻井液管路与导热介质管道在进入至密闭单元内时先通过换热装置实现换热。

3.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述的钻井液储罐以及储油罐内皆设置有温度传感器，通过温度传感器将温度信号传导至控制模块内。

4.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述的钻井液循环泵采用泥浆泵。

5.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述的钻井液管路采用不锈钢材质，外部保温结构采用聚氨酯材质，厚度不低于50mm。

6.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述导热介质管道采用不锈钢材质，外部保温结构采用聚氨酯材质，厚度不低于50mm。

7.根据权利要求2所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述的换热装置内，余热回收装置能量传导方式采用翅片式，结构型式为框架式。

8.根据权利要求3所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻传感器，测温范围为-50～200℃。

9.根据权利要求1所述的一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，其特征在于：所述密闭单元内部采用能量隔绝板阻隔能量传递；通过能量隔绝板间隔出冷交换区和热交换区。

技术总结
本发明公开了一种油田钻井液冷却及储油罐加温集成装置，包括钻井冷却模块、储油罐加温模块、控制模块、钻井液降温循环模块、导热流体循环模块；钻井冷却模块以及储油罐加温模块分别为两个独立的空调单元，钻井冷却模块中的蒸发器与储油罐加温模块中的冷凝器设置在同一密闭单元内；利用钻井冷却模块、储油罐加温模块将油气田钻井中的高温钻井液进行冷却，对钻井过程中提取出的储存在储油罐中的原油进行加温并保持其流动性，同时对钻井液冷却过程中的多余热量进行热回收提供储油罐加温热量需求，实现了制冷、加温装置一体两用，使得油田钻井及原油提取过程中的能源综合利用不受时间和空间的限制，提高了油田钻井及原油提取过程中的工作效率。

技术研发人员：王磊磊,刘建华,赵海静
受保护的技术使用者：山东格瑞德人工环境产业设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15