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智能微滤固控系统

阅读：736发布：2024-02-21

专利汇可以提供智能微滤固控系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种智能微滤固控系统，它在传统的固控系统基础上，替换掉中高速离心机，引入磁吸附技术、微滤技术以及自动控制原理，加入上述技术基础下的磁吸附系统和微滤系统以及泥浆性能控制系统。本发明的工艺流程依次变为由振动筛、除气器、除砂器、除泥器、磁吸附系统、微滤系统、泥浆系统以及控制系统等组成。通过引入关键的磁吸附系统和微滤系统，可改善传统固控系统能耗高、分离精度低、加重材料回收不充分的问题，而泥浆控制系统能提高加重过程的自动化程度。，下面是智能微滤固控系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种智能微滤固控系统，其特征在于：工艺流程替换掉传统固控系统中的中高速离心机，引入磁吸附系统、微滤系统以及泥浆控制系统，降低了能源消耗，提高了固相分离精度和自动化程度。
2.根据权利要求1所述的智能微滤固控系统，其特征在于：所加入的技术包括微滤技术、磁吸附技术，此外还增加自动控制原理。
3.根据权利要求1所述的智能微滤固控系统，其特征在于：微滤系统中采用大量聚烯烃材料制成的中空纤维膜，形式为内压组件和连续错流过滤方式。
4.根据权利要求1所述的智能微滤固控系统，其特征在于：磁吸附系统中的电磁吸附器所吸附的固相包括加重金属材料及其它金属离子。
5.根据权利要求1所述的智能微滤固控系统，其特征在于：微滤系统采用内置的脉冲喷射阀喷射循环水的方式来解决微滤系统的堵塞问题。

说明书全文

智能微滤固控系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种智能微滤固控系统，属钻机井场固控领域。

背景技术

[0002] 国内外统称钻井液为“泥浆”，是钻井过程中使用的循环流体，是液体、固体和化学处理剂的混合物。通过采用振动筛、除砂器、除泥器等泥浆净化设备进行机械分离，能降低泥浆中的固相含量，清除掉岩屑颗粒等有害成份，最大程度回收重晶石、粘土、胶体等有用成份。使泥浆净化，对于改善泥浆泵、钻头、钻具工作条件具有十分重要的意义。

[0003] 传统的固控系统是指从井筒中返回的钻井液经溢流管、沉降槽进入振动筛，筛除较大的固相颗粒；筛分后的钻井液汇集于振动筛罐的锥形沉砂器，依次流入除气器、除砂器、除泥器和离心机等一系列分离机械。在除气器，当钻井液遭气侵性能改变时，需启动除气器将除气器内的含气钻井液进行脱气处理，处理后再排入除砂器。若钻井液性能良好，没有气侵，不必进行除气处理，锥形仓的钻井液直接流入除砂器。除砂器供液泵吸取钻井液供给除砂器，经过除砂器将钻井液中大于44～74μm的固相颗粒清除，除砂后的钻井液排入除泥器。除泥器供液泵吸取钻井液供给除泥器，经过除泥器将钻井液中大于15～44μm的固相颗粒清除，除泥后的钻井液排入离心机器。离心机供液泵吸取钻井液供给离心机，经过离心机将钻井液中大于2～15μm的固相颗粒清除后排入吸入罐或储备罐，这样就完成了钻井液五级净化工艺。完成净化的钻井液经过泥浆混合系统打入井筒。经了解，传统的固控系统往往存在以下问题：1.中高速离心机能耗大且易损坏。2.钻井液中的加重材料(如铁矿粉)回收不充分。3.钻井液离心分离不够彻底。以上问题导致了能源消耗和钻井液浪费的现象。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决现有的固控系统中能源消耗严重，钻井液分离不彻底以及加重材料回收不充分的问题。本发明提供一种智能微滤固控系统，引入磁吸附技术、微滤技术以及自动控制原理，通过加入微滤系统、磁吸附系统以及智能控制系统，使得钻井液分离更加彻底，加重材料回收更加充分，在节能降耗的前提下实现钻井液加重自动控制过程。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在传统的固控系统中替换掉中高速离心机，引入磁吸附技术、微滤技术以及自动控制原理，加入磁吸附系统和微滤系统以及泥浆性能控制系统。本智能微滤固控系统工艺流程依次变为由振动筛、除气器、除砂器、除泥器、磁吸附系统、微滤系统、泥浆系统以及控制系统组成，原理上是通过磁吸附技术和微滤技术代替传统的离心技术，并加入控制系统以解决上述问题。

[0006] 本发明的有益效果是:1.在磁吸附系统和微滤系统的共同作用下，实现对加重金属材料及其他金属杂质的分离回收，对15～44μm的加重材料进行彻底分离。2.在自动控制系统的作用下实现钻井液性能的实时监测及配置。3.降低能耗而且效果彻底，自动化程度更高。附图说明

[0007] 图1是本发明智能微滤固控系统的工艺流程示意图。

[0008] 图2是本发明智能微滤固控系统中微滤系统内部结构示意图。

具体实施方式

[0009] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：如图1所示，微滤固控系统依次通过振动筛除去较大的固相颗粒及岩屑，除气器排除钻井液中的气体，除砂器将钻井液中大于44～74μm的固相颗粒清除，除泥器将钻井液中大于15～44μm的固相颗粒清除。随后进入磁吸附系统，钻井液中含有较多的金属离子，包括铁离子、镁离子等，运用磁性物质可吸附金属离子的物理学原理，钻井液在通过电磁吸附器时可滤除掉加重金属材料及其他金属离子，随后进入微滤系统；微滤系统主要由大量聚烯烃材料制成的中空纤维膜构成，采用的是内压组件和连续错流过滤方式，在微滤系统可以实现10～44μm固相加重材料的过滤分离。各分离流程过后的钻井液溢流进入罐内，分离出的固相从底流排出。至此，钻井液已经分离完成，随后钻井液汇入泥浆系统，此外进入泥浆系统的还包括磁吸附系统滤除掉并进一步处理过的加重金属材料(主要为铁矿粉)和微滤系统滤除掉并进一步处理过的加重材料(主要为硫酸钡)。在泥浆系统中，钻井液通过搅拌混合后，传感器会实时监测传送钻井液的各种参数，包括温度、粘度、PH值等，通过以闭环控制和PID控制算法为基础的控制系统比对处理后，发出信号给控制阀来改变各种材料用量，从而满足钻井液的性能要求。随后通过泥浆泵注入井下。

[0010] 如图2所示，钻井液从组件的一端进入，在中空纤维膜的内腔流动，在压力的作用下，一部分钻井液和小分子物质透过膜成为透过液，另一部分钻井液和加重材料沿内腔流向组件的另一端，成为料液。中空纤维在长时间的工作状况下，可能会产生加重材料堵塞膜孔的情况，从而影响过滤效果。此时，喷射循环水通过泵的加压后从脉冲喷射阀喷在中空纤维膜外，通过高压高速流体来冲刷掉堵塞的加重材料，从而解决微滤系统的堵塞问题。

[0011] 在钻井过程中，为了保持钻井液的稳定和连续供应，通常在固控系统中每道工艺流程处设置双通道或备用通道，以满足机器维修、元件替换和钻井需要。智能微滤系统带来的好处有：降低能耗和运维成本，分离回收效果更加彻底，自动化程度更高。

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