气体钻井地面分离器设计和试验研究.pdfVIP

第 3O卷 第 2期 石 油 学 报 Vo1．3O No．2 2009年 3月 ACTA PETROLEISINICA Mar． 2009 文章编号 ：0253—2697(2009)02—0300—04 气体钻井地面分离器的设计及试验研究 付双成 孙 国刚 姬 忠礼 (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) 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 10gm 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5ptm，质量浓度小于0．05mg／m ，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 中图分类号 ：TE242．7 文献标识码 ：A Designandexperimentstudyofground separation equipmentin gasdrilling FU Shuangcheng SUN Guogang jIZhongli。 (1．FacultyofChemicalEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China； 2．FacultyofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum ，Beijing102249，China) Abstract：Atpresent，thegasforcarryingcuttingsingasdrillingsystem iscommonlyburntorexhausteddirectly，whichcausespol— lutionofenvironmentandwasteofenergy．A groundsystem wasdesignedtOseparatedrillingcuttingsfrom gasingasdrilling．The system iscomposedoftwo—stageseries—woundcycloneseparatorsandtwofilters (oneisspare)．Thehigh—costdrillinggaspurified bythissystem canberecoveredandrecycled．Thegranularityandmassconcentrationofcuttingsatinletofcycloneseparatorwere obtainedonthebasisoftheconcentrationofthedrillingcuttingsatwellhead．Thesimulationtestin laboratoryindicatedthatthesep— arationefficiencyofcycloneseparatorcouldbeabove99．5％ ，anddrillingcuttingsbiggerthan 10 “m indiametercouldberemoved absolutely．Thefieldtestsindicatedthatthesystem operatedsteadilyandreliably．ThediametersofdrillingcuttingsatthefilterOut- letweresmallerthan5 “m，andthemassconcentrationwaslessthan0．05m