一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108457609A(43)申请公布日2018.08.28(21)申请号201810245722.1(22)申请日2018.03.23(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人郭威唐琼琼曲莉莉高科周宇(74)专利代理机构长春市四环专利事务所(普通合伙)22103代理人张建成(51)Int.Cl.E21B21/06(2006.01)F03G7/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统(57)摘要一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统，包括制冷机组、制冷机组泵、第一阀门、第二阀门、冷却液装载箱、冷却液输送泵、热交换器、汽轮发电机、储电箱、用电设备、冷凝器、钻井、钻井液池、第一钻井液输送泵、第二钻井液输送泵；第一钻井液输送泵位于钻井与钻井液池之间，将从钻井中上返的高温钻井液泵送至钻井液池；第二钻井液输送泵位于钻井液池与热交换器之间，将高温钻井液输送到热交换器。经热交换器将高温钻井液与冷却液进行热量交换，交换后的冷却液变为高温高压气体进入汽轮发电机带动发电机发电，产生的电能储存于储电箱中对用电设备进行供电。高温钻井液经过热交换器交换变为低温钻井液后，通过第六管线进入钻井中使用。CN108457609ACN108457609A权利要求书1/1页1.一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统，其特征在于：包括制冷机组(1)、制冷机组泵(2)、第一阀门(3)、第二阀门(4)、冷却液装载箱(5)、冷却液输送泵(6)、热交换器(7)、汽轮发电机(8)、储电箱(9)、用电设备(10)、冷凝器(11)、钻井(12)、钻井液池(13)、第一钻井液输送泵(14)和第二钻井液输送泵(15)；所述的制冷机组(1)通过第一管线(16)和第二管线(17)与冷却液装载箱(5)连接，对冷却液装载箱(5)内的冷却液进行制冷；第一阀门(3)设置在第一管线(16)中，制冷机组泵(2)和第二阀门(4)设置在第二管线(17)中，第二阀门(4)位于冷机组泵(2)和制冷机组(1)之间，制冷机组泵(2)循环冷却液，第一阀门(3)控制第一管线(16)的流通，第二阀门(4)控制第二管线(17)的流通；所述的冷却液装载箱(5)通过第三管线(18)和第四管线(19)与热交换器(7)连通，冷却液输送泵(6)设置在第四管线(19)中，汽轮发电机(8)和冷凝器(11)设置在第三管线(18)中，汽轮发电机(8)位于热交换器(7)一侧，冷凝器(11)位于冷却液装载箱(5)一侧，汽轮发电机5与储电箱(9)电连接，储电箱(9)与用电设备(10)连接；所述的钻井液池(13)通过第五管线(20)与热交换器(7)连通，第五管线(20)中设置第二钻井液输送泵(15)；热交换器(7)通过第六管线(21)与钻井(12)连通；钻井液池(13)通过第七管线(22)与钻井(12)连通，第一钻井液输送泵(14)设置在第七管线(22)中，第七管线(22)的进口位于钻井(12)的底部；第一钻井液输送泵(14)位于钻井(12)与钻井液池(13)之间，将从钻井(12)中上返的高温钻井液泵送至钻井液池(13)；第二钻井液输送泵(15)位于钻井液池(13)与热交换器(7)之间，将高温钻井液输送到热交换器(7)；经热交换器(7)将高温钻井液与冷却液进行热量交换，交换后的冷却液变为高温高压气体进入汽轮发电机(8)带动发电机发电，产生的电能储存于储电箱(9)中对用电设备(10)进行供电；高温钻井液经过热交换器(7)交换变为低温钻井液后，通过第六管线(21)进入钻井(12)中使用。2.根据权利要求1所述的一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统，其特征在于：所述的热交换器(7)为板式多片串联式热交换器。2CN108457609A说明书1/3页一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统技术领域[0001]本发明属于钻探技术领域，特别涉及一种温差发电式高温钻井液冷却循环系统，利用返回地表的高温钻井液所携带的大量热能进行发电，同时可对钻井液进行循环冷却。背景技术[0002]近年来，随着浅层资源的不断枯竭和钻探技术的不断发展，深井、超深井及特殊工艺井钻探越来越多。深井、超深井的井底温度可高达200℃，一般超过7000m的钻井井深，钻井液返回地面时的温度也均在90℃以上，其将携带大量的热。如按泵量200L/min，钻井液密度3000kg/m3，比热容2500J/kg.℃，温度降低50°，一小时就可产生热量4.5*109J，若能将这部分热量充分利用，将产生巨大的经济效益，减少资源浪费。[0003]钻井液在钻进过程中的持续高温，将导致钻井液出现高温降解、高温交联、高温解吸附等现象。使得钻井液