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 本刊论文 |
| 旋流除尘回收器在钻井平台的应用开发方式 |
| 作者：姚金泉 时间：2016/09/25 点击：376 |
1.目前现状
随着海洋油气藏的不断开发，海洋钻井工程对水泥等粉料需求量的增多，从而带动了气力输送技术的广泛应用。此类系统使用时存在的主要问题是每次使用后在罐底及罐壁上会有较多的余灰残留，加上海洋高盐、高湿等恶劣环境，会造成余灰结块凝结，阻塞粉体的输送和加速对管道的腐蚀，不但影响输送效率，还会堵塞管道，使用和维护不便，不能满足海洋平台的使用要求。气力输送过程中排出的气体中夹杂着大量的粉尘，由于海上现有系统中没有回收措施，排出的气体直接排空或排海，不但污染环境还造成了干货材料的浪费。
现代钻采平台上都设置气力输送系统， 即压缩空气把罐内粉粒状的物料在流化床上面实现沸腾化然后输入到混合料斗加重或者混合成钻井液。在正常钻进作业时，压缩空气把粘土粉（重晶石、陶土）吹入混合料斗或文丘里管，与钻井水、海水等混合配制或加重成钻井液，在下套管固井作业时，压缩空气把水泥吹入混合橇块，与海水、钻井水、燃油混合成固井水泥。散装材料主要包括灰粉、陶土、水泥、重晶石粉，它们是钻采平台可变载荷的重要组成部分，是钻井平台钻井、控制地层压力以及固井作业过程的原材料。散装土粉和重晶石是钻井用泥浆配置及控井用泥浆加重作业的原材料，散装水泥是固井用水泥浆配置的原材料。所以出于对环境保护和节能的出发点考虑，加设除尘回收器尤为必要。
2.研究内容
针对海上石油平台的特殊使用环境和目前气力输送水泥系统在海洋石油行业中存在的问题，大多数钻采平台对气力输送系统进行了相关的研究改进，并自行研制加装了粉尘回收系统，取得了较好的效果。
2.1气力输送系统的分类及工作原理
根据输送的距离， 单位时间内物料的输送量和物料的特性等工艺参数，适用的输送方法不同。最基本的是把气力输送分为负压输送和正压输送两大类。
2.1.2负压输送
利用输送系统终点的风机抽吸系统内的空气，利用抽真空原理在系统中形成低于大气压的负压气流，物料与空气一起从吸嘴进入系统内并随气流到达系统终点，经过滤分离将空气排放到大气中。负压输送系统主要用于将物料从一个或几个料仓输送到一个储罐的工况。
2.1.2正压输送
正压输送是气力输送的最基本形式，在系统中利用输送系统的空压机，将高于大气压的压缩风通入系统中，散料会进入高速的气流中，在高速气流的吹动下，散料实现沸腾化，最终到达散料罐，正压输送主要用于将散料由平台供应船输送到一个平台或几个平台的散料罐，再由散料罐通过气力输送系统送至散料缓冲罐，一般钻采平台采用的是正压输送系统。该系统包括散料罐（如图1所示）、压缩空气系统、遥控蝶阀、料位计、压力计、电子称重仪等组成，系统整套装置采用气力输送原理（如图2所示），以压缩空气或者氮气为动力介质，通过喷嘴使散料在流化床形成两相流态化混合均匀，在一定压差下，使散料沿管路送到散料罐或散料缓冲罐，完成粉体物料的输送。而由排气口带出的粉尘将由粉尘回收系统进行回收利用，集节能和环保于一体。
2.2气力输送的作业流程及阶段
（1）进料阶段：打开进料遥控阀，物料进入罐内自由落入罐底。当达到设定的料位后，进料阀关闭停止进料。该过程中出料阀保持关闭状态。
（2）流化加压阶段：当物料需要输出时，将进料口和出料口全部关闭，进气阀开启，压缩空气由喷嘴进入，罐内压力逐渐上升，同时将物料在流化床上面实现沸腾化。
（3）出料阶段：当罐内压力达到一定值时，出料阀开启，在压差的作用下，沸腾化的物料在流化床沿管道输出，完成气力输送的过程。
2.3气力输送系统的改进
鉴于目前各大海洋油田干货系统都是传统的输送方式，容易浪费干货材料和对大气环境造成污染，现在在建平台加装回收器采用旋流器（如图3）的原理。将散料缓冲罐排气出口汇聚到粉尘旋流除尘器，利用水力旋流器的原理将散料缓一种新型的输送回收装置即旋流除尘回收器，旋流除尘回收器由旋流器和回收散料罐两部分组成（如图4），旋流除尘冲罐排气气流中的干货回收至回收散料罐，在传统输送方式的阶段基础上实现回收除尘的作用。
3.小结
加装旋流除尘回收器，更加优化系统组成结构，在很大程度上减小了环境污染，减少了干货材料的浪费，提高了输送效率。除尘效率高，可密闭回收粉尘废料，粉尘废料回收后可再循环利用，节约成本，减轻劳动量。结构紧凑，占地面积小，设备故障率低。
图1 散料罐 图2 散料输送系统（正压）
图4 旋流器 图3 旋流除尘回收器 |
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