在低温范围内。Р图1-4 钻井泥浆冷却系统原理图Р1-风冷(或水冷) 氟利昂制冷机组; 2-制冷机组泵; 3-阀; 4-载冷剂箱; 5- 阀; 6-阀; 7-温度传感器; 8-阀;9-载冷剂箱泵; 10-温度传感器; 11-温度传感器; 12-同轴泥浆对流换热器; 13-温度传感器; 14-温度传感器;15-泥浆输送泵; 16-温度传感器; 17-泥浆池; 18-钻机泥浆泵; 19-温度传感器; 20-温度传感器; 21-钻井; 22-温度巡检仪Р第3节本课题主要研究内容Р在冻土层钻井与天然气水合物钻井中,钻头破碎岩石会产生大量热量,钻杆与井壁摩擦也会产生热量使井底温度增高。并且随着钻井液循环时间的增长,致使返回地表的钻井液温度比冻土层或天然气水合物储层温度高,从而引起冻土层井段扩径或天然气水合物直接在井底分解,导致无法取心或取心不完整等情况的发生。Р与此同时,如果钻井液泥浆循环温度高于水合物层温度将会引起水合物分解, 会带来一系列问题, 如大量气体分解,使井口装置或防喷器失去承载能力而发生倾斜, 将丧失井压控制手段,可能导致井喷及井塌事故。分解后的气体可能会破坏周围环境, 有时还会出现溶洞, 使天然气水合物地层下沉, 出现地基沉降事故。所以,必须对钻井液泥浆进行及时的冷却。Р图1-5为同轴套管式换热器工作原理图。换热器由内外两层管组成。内管为钻井泥浆循环通道,内外管的环状间隙为低温乙二醇冷却液循环通道,通过二者的逆向流动,实现强制对流传热,从而致使低温乙二醇冷却液制冷泥浆。Р泥浆Р低温乙二醇冷却液Р低温乙二醇冷却液Р图1-5同轴套管式换热器原理图Р由于天然气水合物的特殊的温压特性, 钻井一般采用分解抑制法,即通过泥浆冷却, 使泥浆进井温度保持在低温范围内(-4℃-4℃),防止水合物地层和岩心温度升高,将相平衡状态维持在水合物分解抑制状态, 避免水合物发生分解,维持井壁定。
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