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第30卷第2期2009年3月
石油学报ACTAPETROLEISINICA
Vol.30No.2
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)
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；分离效率中图分类号：TE242.7文献标识码：A
Designandexperimentstudyofgroundseparationequipmentingasdrilling
FUShuangcheng3SUNGuogangJIZhongli2
(1.FacultyofChemicalEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;
2.FacultyofMechanicalandElectromicEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)
Abstract:Atpresent,thegasforcarryingcuttingsingasdrilingsystemiscommonlyburntorexhausteddirectly,whichcausespol-lutionofenvironmentandwasteofenergy.Agroundsystemwasdesignedtoseparatedrillingcuttingsfromgasingasdrling.Thesystemiscomposedoftwo-stageseries-woundeycloneseparatorsandtwofilters(oneisspare).Thehigh-costdrilinggaspurifiedbythissystemcanberecoveredandrecycled.Thegranularityandmassconcentrationofcuttingsatinletofeycloneseparatorwereobtainedonthebasisoftheconcentrationofthedrllingcuttingsatwellhead.Thesimulationtestinlaboratoryindicatedthatthesep-arationfiencyofeycloneseparatorcouldbeabove99.5%,anddrllingcuttingsbiggerthan10μmindiametercouldberemovedabsolutely.Thefieldtestsindicatedthatthesystemoperatedsteadilyandreliably.Thediametersofdrillingcuttingsatthefilterout-
letweresmallerthan5μm,andthemassconcentrationwaslessthan0.05mg/m3,whichcouldme
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