一种防堵的泥浆冷却设备的制作方法

1.本发明涉及钻井泥浆冷却技术领域，具体为一种防堵的泥浆冷却设备。


背景技术：

2.在油、气、水井钻井过程当中，钻头切削岩石、钻具与孔壁摩擦、井底地温的升高等因素都会将井下泥浆问题提高。然而高温下的泥浆其冷性及效果将大大降低，例如对钻具及输送装备造成一定的腐蚀，缩短钻具使用寿命；影响泥浆成分和泥浆作用的发挥；影响井下mwd/lwd工具仪器的正常工作，导致测量出现误差等。而在川渝地区，水平段垂深已达4000-5000米，水平段最长2000多米，井底泥浆温度接近或超过140℃-150℃，严重影响旋转导向仪器(还包括lwd/mwd)的测量精度和传输稳定性。因此，如何简单易行的利用物理降温手段，在泥浆循环至地面环节时对其进行降温处理，再通过入井循环，将井底旋导仪器处的工作温度降低，成为了一个必要的研究项目，现有降温设备主要通过冷媒降温、风冷降温、海水降温三种模式，设备中都设置有冷却盘管，泥浆通入冷却盘管内循环，通过风冷或水冷的方式间接性对泥浆进行降温，由于，泥浆中包含大量的岩屑，导致泥浆在冷却盘管中输送时容易造成冷却盘管的封堵，可冷却盘管结构为“s”形盘绕结构，堵塞后难以进行堵塞的排查以及疏通，从而影响冷却设备的运行，进而影响钻井作业的正常进行。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防堵的泥浆冷却设备，有效防止冷却盘管堵塞的风险，保证冷却盘管能持续对泥浆进行冷却，保证泥浆设备持续正常的运行。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种防堵的泥浆冷却设备，包括冷却塔，所述冷却塔内设置有冷却盘管，所述冷却盘管的两端分别设有热泥浆进液口和冷泥浆出液口，所述热泥浆进液口连接有主泥浆管，所述主泥浆管上设置有第一阀门，所述主泥浆管远离所述冷却塔的一端连接有防堵管，所述防堵管远离所述主泥浆管的一端连接有进泥管，所述进泥管上设置有第二阀门；
5.所述防堵管包括横管和竖管，所述横管与竖管连接成t字形，所述横管的两端分别与所述主泥浆管与进泥管连接，所述横管内设置有两个粉碎刀，两个所述粉碎刀连接成十字形，所述粉碎刀设置在所述竖管靠近主泥浆管的一端，所述竖管内设置有挡板，所述挡板的一端铰接在所述竖管的内壁上；
6.还包括备用管，所述备用管的两端分别与所述主泥浆管与进泥管连接，所述备用管上设置有第三阀门，所述第三阀门在所述防堵管堵塞时导通，所述备用管靠近主泥浆管的一端位于所述第一阀门与热泥浆进液口之间，所述备用管靠近进泥管的一端位于所述第二阀门远离所述防堵管的一侧。
7.采用上述技术方案的效果为，钻井泥浆通过进泥管进入到防堵管内，通过防堵管内的粉碎刀将大块岩屑粉碎，保证进入到主泥浆管内的岩屑粒径较小，从而使泥浆进入冷
却盘管进行冷却时不会堵塞冷却盘管，保证冷却设备的正常运行，而未粉碎的大块岩屑则被粉碎刀阻挡，使大块岩屑被阻挡在挡板上，挡板向下转动使竖管打开，以将大块岩屑从横管内排出，保证未粉碎的大块岩屑不会堵塞横管，保证防堵管能长期稳定的运行。
8.进一步地，所述竖管上转动连接有主轴，所述主轴的轴线垂直于所述竖管的轴线，所述挡板固定套设在所述主轴上，所述竖管的外壁设置有电机，所述电机的输出轴与所述主轴传动连接。
9.进一步地，所述进泥管上设置有检测管，所述检测管内设置有弹性组件，所述弹性组件包括多个圆形弹簧片，多个所述圆形弹簧片沿着所述检测管的轴向紧密排列设置，所述圆形弹簧片的外壁与所述检测管的内壁连接，所述圆形弹簧片的形状为中部厚度薄、边缘厚度厚，所述弹性组件远离所述进泥管一端的中部固定有金属杆，所述检测管内设有蓄电池，所述第三阀门通过正极导线与所述蓄电池的正极连接，所述第三阀门通过负极导线与所述金属杆连接，所述蓄电池的负极位于所述金属杆的移动路径上。
10.进一步地，所述第三阀门包括阀座、带孔阀球和阀杆，所述阀座内设有阀腔，所述备用管与所述阀腔连通，所述带孔阀球转动设置在所述阀腔内，所述阀杆转动设置在所述阀座上，所述阀杆与所述带孔阀球连接，所述阀杆远离带孔阀球的一端连接有伺服电机，所述伺服电机的正极连接所述正极导线，所述伺服电机的负极连接所述负极导线。
11.进一步地，所述阀杆上固定有手轮盘，所述手轮盘位于所述阀座的外侧，所述手轮盘位于所述伺服电机的下方。
12.进一步地，所述检测管远离所述进泥管的一端设置有警报器，所述警报器的正极通过导线与所述蓄电池的正极连接，所述警报器的负极通过导线与所述金属杆连接。
13.进一步地，所述冷却塔的底部设置冷却水柜，所述冷却塔内设置有喷淋管，所述喷淋管位于所述冷却盘管的上方，所述喷淋管通过进水管与所述冷却水柜连接，所述进水管上连入有喷淋泵。
14.进一步地，所述冷却塔的侧壁设置有散热格栅，所述散热格栅位于所述冷却盘管的下方。
15.进一步地，所述冷却塔的顶部设置有多个冷风机，所述冷风机用于将所述冷却塔内的热气排出。
16.进一步地，所述防堵管的两端均通过法兰盘分别与所述主泥浆管和进泥管连接，所述主泥浆管上连入有泥浆泵。
17.本发明的有益效果是：
18.1、钻井泥浆通过进泥管进入到防堵管内，通过防堵管内的粉碎刀将大块岩屑粉碎，保证进入到主泥浆管内的岩屑粒径较小，从而使泥浆进入冷却盘管进行冷却时不会堵塞冷却盘管，保证冷却设备的正常运行，而未粉碎的大块岩屑则被粉碎刀阻挡，使大块岩屑被阻挡在挡板上，挡板向下转动使竖管打开，以将大块岩屑从横管内排出，保证未粉碎的大块岩屑不会堵塞横管，保证防堵管能长期稳定的运行。
19.2、备用管在防堵管堵塞时启用，备用管启用后，关闭第一阀门和第二阀门，从而将防堵管从回路中断开，便于将防堵管拆卸进行更换，在更换防堵管的过程中，泥浆通过备用管进入到冷却塔内，从而不需停机即可对防堵管进行更换，防止停机影响钻井进程。
附图说明
20.图1为本发明一种防堵的泥浆冷却设备的整体结构示意图；
21.图2为本发明一种防堵的泥浆冷却设备中防堵管的内部结构示意图；
22.图3为本发明一种防堵的泥浆冷却设备中检测管的内部结构示意图；
23.图4为本发明一种防堵的泥浆冷却设备中第三阀门的内部结构示意图；
24.图中，1-冷却塔，2-冷却盘管，3-热泥浆进液口，4-冷泥浆出液口，5-主泥浆管，6-第一阀门，7-防堵管，8-进泥管，9-第二阀门，10-横管，11-竖管，12-粉碎刀，13-挡板，14-备用管，15-第三阀门，16-主轴，17-电机，18-检测管，19-圆形弹簧片，20-金属杆，21-蓄电池，22-正极导线，23-负极导线，24-阀座，25-带孔阀球，26-阀杆，27-阀腔，28-伺服电机，29-手轮盘，30-警报器，31-冷却水柜，32-进水管，33-喷淋泵，34-散热格栅，35-冷风机，36-法兰盘。
具体实施方式
25.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
26.如图1至图4所示，一种防堵的泥浆冷却设备，包括冷却塔1，冷却塔1内设置有冷却盘管2，冷却盘管2的两端分别设有热泥浆进液口3和冷泥浆出液口4，热泥浆进液口3连接有主泥浆管5，主泥浆管5上设置有第一阀门6，主泥浆管5远离冷却塔1的一端连接有防堵管7，防堵管7远离主泥浆管5的一端连接有进泥管8，进泥管8上设置有第二阀门9；防堵管7包括横管10和竖管11，横管10与竖管11连接成t字形，横管10的两端分别与主泥浆管5与进泥管8连接，横管10内设置有两个粉碎刀12，两个粉碎刀12连接成十字形，使两个粉碎刀12之间留有较大的岩屑通行空间，使粒径小于冷却盘管2的岩屑能够通过，通过有效的对通行的岩屑进行筛选，保证进入到冷却盘管2内的岩屑小于冷却盘管2的内径，从而避免造成冷却盘管2的堵塞，粉碎刀12设置在竖管11靠近主泥浆管5的一端，竖管11内设置有挡板13，挡板13的一端铰接在竖管11的内壁上；钻井泥浆通过进泥管8进入到防堵管7内，通过防堵管7内的粉碎刀12将大块岩屑粉碎，保证进入到主泥浆管5内的岩屑粒径较小，从而使泥浆进入冷却盘管2进行冷却时不会堵塞冷却盘管2，保证冷却设备的正常运行，而未粉碎的大块岩屑则被粉碎刀12阻挡，使大块岩屑被阻挡在挡板13上，挡板13向下转动使竖管11打开，以将大块岩屑从横管10内排出，保证未粉碎的大块岩屑不会堵塞横管10，保证防堵管7能长期稳定的运行；还包括备用管14，备用管14的两端分别与主泥浆管5与进泥管8连接，备用管14上设置有第三阀门15，第三阀门15在防堵管7堵塞时导通，备用管14靠近主泥浆管5的一端位于第一阀门6与热泥浆进液口3之间，备用管14靠近进泥管8的一端位于第二阀门9远离防堵管7的一侧，备用管14在防堵管7堵塞时启用，备用管14启用后，关闭第一阀门6和第二阀门9，从而将防堵管7从回路中断开，便于将防堵管7拆卸进行更换，在更换防堵管7的过程中，泥浆通过备用管14进入到冷却塔1内，从而不需停机即可对防堵管7进行更换，防止停机影响钻井进程；竖管11上转动连接有主轴16，主轴16的轴线垂直于竖管11的轴线，挡板13固定套设在主轴16上，竖管11的外壁设置有电机17，电机17的输出轴与主轴16传动连接，电机17带动主轴16转动，主轴16带动挡板13向下偏转，使竖管11打开漏下较大粒径的岩屑，电机17间歇启动，定时将挡板13上的岩屑排出。
27.进一步地，如图3所示，进泥管8上设置有检测管18，检测管18内设置有弹性组件，弹性组件包括多个圆形弹簧片19，多个圆形弹簧片19沿着检测管18的轴向紧密排列设置，圆形弹簧片19的外壁与检测管18的内壁连接，圆形弹簧片19的形状为中部厚度薄、边缘厚度厚，弹性组件远离进泥管8一端的中部固定有金属杆20，检测管18内设有蓄电池21，第三阀门15通过正极导线22与蓄电池21的正极连接，第三阀门15通过负极导线23与金属杆20连接，蓄电池21的负极位于金属杆20的移动路径上，当防堵管7堵塞后，进泥管8内压力逐渐增大，使圆形弹簧片19受到挤压形变，由于圆形弹簧片19的形状为中部厚度薄、边缘厚度厚，从而使圆形弹簧片19的中部形变弯曲，使圆形弹簧片19形变带动金属杆20靠近蓄电池21的负极移动，使金属杆20带动负极导线23接触蓄电池21的负极，从而使第三阀门15接通打开，此时，通过备用管14将泥浆排出冷却盘管2内，从而在防堵管7被堵塞的情况下也不影响泥浆设备的正常运行，检测管18远离进泥管8的一端设置有警报器30，警报器30的正极通过导线与蓄电池21的正极连接，警报器30的负极通过导线与金属杆20连接，在备用管14启动的同时，警报器30接通发出警报，通知工作人员对防堵管7进行更换，更换时，先将第一阀门6和第二阀门9关闭，从而将防堵管7从回路中断开，便于将防堵管7拆卸进行更换，防堵管7更换完毕后，打开第一阀门6与第二阀门9，关闭第三阀门15，通过防堵管7继续对泥浆进行输送，使备用管14继续处于备用状态，避免备用管14长时间运行被堵塞，对更换下来的防堵管7进行维修，便于下次使用，具体实施时，备用管14的内径小于或等于冷却盘管3的内径，使备用管14导入的泥浆不会造成冷却盘管2的堵塞。
28.进一步地，如图4所示，第三阀门15包括阀座24、带孔阀球25和阀杆26，阀座24内设有阀腔27，备用管14与阀腔27连通，带孔阀球25转动设置在阀腔27内，阀杆26转动设置在阀座24上，阀杆26与带孔阀球25连接，阀杆26远离带孔阀球25的一端连接有伺服电机28，伺服电机28的正极连接正极导线22，伺服电机28的负极连接负极导线23，当金属杆20与蓄电池21的负极接触时，伺服电机28接通，伺服电机28带动阀杆26转动，阀杆26带动带孔阀球25转动，使带孔阀球25与备用管14导通，从而启用备用管14进行泥浆输送；阀杆26上固定有手轮盘29，手轮盘29位于阀座24的外侧，手轮盘29位于伺服电机28的下方，当更换防堵管7后，手动转动手轮盘29带动带孔阀球25转动，使带孔阀球25封堵备用管14。
29.进一步地，如图1所示，冷却塔1的底部设置冷却水柜31，冷却塔1内设置有喷淋管，喷淋管位于冷却盘管2的上方，喷淋管通过进水管32与冷却水柜31连接，进水管32上连入有喷淋泵33，通过喷淋泵33将冷却水柜31内的冷却泵入喷淋管内，喷淋管的底部沿着自身轴线开设有多个出水孔，从而将冷却水喷淋在冷却盘管2，从而通过水冷的方式对冷却盘管2内的泥浆进行冷却，冷却塔1的侧壁设置有散热格栅34，散热格栅34位于冷却盘管2的下方，冷却塔1的顶部设置有多个冷风机35，冷风机35用于将冷却塔1内的热气排出，外界的冷空气通过散热格栅34进入到冷却塔1内，外界的冷空气与冷却盘管2进行热交换后由冷风机35排出，从而实现了冷空气的循环；综上，通过水冷与风冷的结合同时对冷却盘管2内的泥浆进行冷却，大大的提高了冷却效果，冷却完成的泥浆从冷泥浆出液口排出，注入至钻井队上水罐中参与井下作业。
30.进一步地，防堵管7的两端均通过法兰盘36分别与主泥浆管5和进泥管8连接，便于防堵管7的拆卸，主泥浆管5上连入有泥浆泵，便于将钻井内的泥浆泵入冷却盘管2内。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。