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摘要:鑒于目前各大海洋油田干貨系統都是傳統的輸送方式,容易浪費干貨材料和對大氣環境造成污染,現在在建平臺加裝回收器采用旋流器(如圖3)的原理。將散料緩沖罐排氣出口匯聚到粉塵旋流除塵器,利用水力旋流器的原理將散料緩一種新型的輸送回收裝置即旋流除塵回收器,旋流除塵回收器由旋流器和回收散料罐兩部分組成,旋流除塵沖罐排氣氣流中的干貨回收至回收散料罐,在傳統輸送方式的階段基礎上實現回收除塵的作用。
關鍵詞:鉆井技術,油氣藏,環境污染
加裝旋流除塵回收器,更加優化系統組成結構,在很大程度上減小了環境污染,減少了干貨材料的浪費,提高了輸送效率。除塵效率高,可密閉回收粉塵廢料,粉塵廢料回收后可再循環利用,節約成本,減輕勞動量。結構緊湊,占地面積小,設備故障率低。
1.目前現狀
隨著海洋油氣藏的不斷開發,海洋鉆井工程對水泥等粉料需求量的增多,從而帶動了氣力輸送技術的廣泛應用。此類系統使用時存在的主要問題是每次使用后在罐底及罐壁上會有較多的余灰殘留,加上海洋高鹽、高濕等惡劣環境,會造成余灰結塊凝結,阻塞粉體的輸送和加速對管道的腐蝕,不但影響輸送效率,還會堵塞管道,使用和維護不便,不能滿足海洋平臺的使用要求。氣力輸送過程中排出的氣體中夾雜著大量的粉塵,由于海上現有系統中沒有回收措施,排出的氣體直接排空或排海,不但污染環境還造成了干貨材料的浪費。
現代鉆采平臺上都設置氣力輸送系統, 即壓縮空氣把罐內粉粒狀的物料在流化床上面實現沸騰化然后輸入到混合料斗加重或者混合成鉆井液。在正常鉆進作業時,壓縮空氣把粘土粉(重晶石、陶土)吹入混合料斗或文丘里管,與鉆井水、海水等混合配制或加重成鉆井液,在下套管固井作業時,壓縮空氣把水泥吹入混合橇塊,與海水、鉆井水、燃油混合成固井水泥。散裝材料主要包括灰粉、陶土、水泥、重晶石粉,它們是鉆采平臺可變載荷的重要組成部分,是鉆井平臺鉆井、控制地層壓力以及固井作業過程的原材料。散裝土粉和重晶石是鉆井用泥漿配置及控井用泥漿加重作業的原材料,散裝水泥是固井用水泥漿配置的原材料。所以出于對環境保護和節能的出發點考慮,加設除塵回收器尤為必要。
2.研究內容
針對海上石油平臺的特殊使用環境和目前氣力輸送水泥系統在海洋石油行業中存在的問題,大多數鉆采平臺對氣力輸送系統進行了相關的研究改進,并自行研制加裝了粉塵回收系統,取得了較好的效果。
2.1氣力輸送系統的分類及工作原理
根據輸送的距離, 單位時間內物料的輸送量和物料的特性等工藝參數,適用的輸送方法不同。最基本的是把氣力輸送分為負壓輸送和正壓輸送兩大類。
2.1.2負壓輸送
利用輸送系統終點的風機抽吸系統內的空氣,利用抽真空原理在系統中形成低于大氣壓的負壓氣流,物料與空氣一起從吸嘴進入系統內并隨氣流到達系統終點,經過濾分離將空氣排放到大氣中。負壓輸送系統主要用于將物料從一個或幾個料倉輸送到一個儲罐的工況。
2.1.2正壓輸送
正壓輸送是氣力輸送的最基本形式,在系統中利用輸送系統的空壓機,將高于大氣壓的壓縮風通入系統中,散料會進入高速的氣流中,在高速氣流的吹動下,散料實現沸騰化,最終到達散料罐,正壓輸送主要用于將散料由平臺供應船輸送到一個平臺或幾個平臺的散料罐,再由散料罐通過氣力輸送系統送至散料緩沖罐,一般鉆采平臺采用的是正壓輸送系統。該系統包括散料罐(如圖1所示)、壓縮空氣系統、遙控蝶閥、料位計、壓力計、電子稱重儀等組成,系統整套裝置采用氣力輸送原理(如圖2所示),以壓縮空氣或者氮氣為動力介質,通過噴嘴使散料在流化床形成兩相流態化混合均勻,在一定壓差下,使散料沿管路送到散料罐或散料緩沖罐,完成粉體物料的輸送。而由排氣口帶出的粉塵將由粉塵回收系統進行回收利用,集節能和環保于一體。
2.2氣力輸送的作業流程及階段
(1)進料階段:打開進料遙控閥,物料進入罐內自由落入罐底。當達到設定的料位后,進料閥關閉停止進料。該過程中出料閥保持關閉狀態。
(2)流化加壓階段:當物料需要輸出時,將進料口和出料口全部關閉,進氣閥開啟,壓縮空氣由噴嘴進入,罐內壓力逐漸上升,同時將物料在流化床上面實現沸騰化。
(3)出料階段:當罐內壓力達到一定值時,出料閥開啟,在壓差的作用下,沸騰化的物料在流化床沿管道輸出,完成氣力輸送的過程。