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2024年5月22日发(作者：)

离心式气液分离器结构设计技术论文

第一章 引言

1.1欠平衡钻井技术的发展现状和前景

欠平衡钻井技术就是在钻井过程中,利用自然条件和人工手段在可以控制的

条件下使钻井流体的循环液柱压力低于所钻地层的孔隙压力,以实现所谓的“边

喷边钻”,这种钻井工艺技术叫欠平衡钻井。

欠平衡钻井技术最初是从美国得克萨斯州发展起来的.80年代以来,由于研制

成功了旋转防喷器及其它欠平衡钻井配套设备,欠平衡钻井技术得到了大规模推

广应用,在实施过程中,工艺和设备又不断的完善和提高,目前已经成为一项比较

成熟的技术.在加拿大,由于与普通钻井相比,欠平衡钻井有多方面的优越性,加上

政府的鼓励政策,因此欠平衡钻井技术发展很快,1992年采用欠平衡钻井技术完成

30口井,1993年达到120口,1994年和1995年分别完成230口和330口.

我国开展欠平衡钻井的研究起步较晚,但近年来随着塔里木油田解放128井、

轮古2井、轮古2-0井、轮古2-2井、轮古4井、轮古2-1C井,大港油田板深7、

板深8等井采用欠平衡钻井技术取得良好的开发效果和勘探突破,引起了人们对

这项技术的极大兴趣.新疆、中原、胜利等油田也取得了一定的经验.目前很多油

田都把欠平衡钻井技术作为钻井、开发技术的一个方向.正在积极从装备和技术

上做准备工作,争取用欠平衡钻井技术取得好的勘探和开发效果.另外一方面,国

际钻井招标也越来越多地要求采用欠平衡钻井技术,也将促进我国欠平衡钻井技

术的发展.

在未来钻井技术发展中,欠平衡钻井技术将同水平井、分枝井、连续油管钻井

等技术一样,成为一种趋势.美国能源部和Maurer工程公司共同发展的一项调查

表明，到2005年，美国国内采用欠平衡钻井技术完成的钻井数量将占到总钻井

数量的30%，而且比较乐观的预测则是37%。随着信息、装备的不断完善和市

场的不断推动，我国欠平衡钻井的数量也将稳步攀升。

1.2欠平衡钻井的优点

在钻井过程中，实现对油气层的充分暴露和保护，有利于发现油七层和增加

油井产量，欠平衡钻井所具有的一些优势较好地适应了这种需要。同时欠平衡钻

井与常规过平衡钻井相比，其具有的优点优点有：（1）可以减轻或消除钻井液对

地层的危害；（2）良好的地层显示，有利于达到勘探目的；（3）增加了防喷能力，

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降低了井喷失控的风险；（4）可以大幅度地提高钻速；（5）可以降低井漏风险，

节约钻井成本；（6）可以减少压差卡井风险；（7）可以钻井过程中生产油气；（8）

可以对地层进行较为准确的评价。

1.3欠平衡钻井装备

在欠平衡钻井过程出于安全的考虑和钻井工艺的特殊要求，除了所用的地面

常规地面装备像氮或压缩气供应装置、容积小且压力大的注液泵、液-气混合管

汇、节流管汇、钻屑或钻井液取样器、化学剂注射泵、采油分离系统和自动燃烧

气体系统等，还需要一些专业设备，主要有高压旋转分流器-防喷器系统、液流

导向系统、地面分离系统、隔水管帽旋转防喷系统、实用隔水管装置、模拟软件、

地面数据采集系统。但是国内欠平衡钻井装备开发能力还很低,只有少数厂家可

以生产专业装备,常规和关键设备几乎全部是依靠进口.

近几年来,欠平衡钻井技术在国内得到了充分的推广,并且取得了良好的效

果和显著的经济效益.然而,昂贵的欠平衡装备是制约着这项技术的障碍,欠平衡

装备配套国产化是国内众多厂家关注的焦点.液气分离器是欠平衡装备配套中的

一大关键设备,其作用是将井筒内循环出来的气体与液体分离,从而保持正常的

钻井工作。目前国内仅有的几台欠平衡装备中的液气分离器大都是从美国进口的,

价格极其昂贵。同时考虑到目前的石油工业主要依靠常规容器式分离器来处理井

口油/气/水采出液。但经济性和操作压力条件不断要求其寻找新型高效、低成本

的小型分离器,特别是在海上油田。与容器式分离器相比,诸如柱状气液旋流器

(GLCC)等小型分离器具有结构简单、价格低廉、重量轻等特点,基本不需任何维

护,而且易于安装及操作。针对这一现状,本设计自行设计一台适应欠平衡钻井施

工的管柱式液气旋流分离器。

第二章 方案论证

2.1旋流式气液分离方案的可行性

目前分离器的种类繁多，分类方法也很多，主要按分离介质不同可分为固液

分离器、气液分离器和液液分离器，按分离原理可分为重力式分离器、管式分离

器和旋流式分离器。目前对分离器的理论和实践研究已比较深入，对内部流动规

律也了解很多。经过不断的研究，在常规式分离器的基础上，又出现了很多适用

于各种场合的新型分离器。

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本文标签： 钻井技术分离器分离系统

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