[實用新型]欠平衡鉆井自動壓力補償系統

有效

• 申請號: 200920079520.0
• 申請日: 2009-03-12
• 公開（公告）號: CN201358778Y
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 肖新宇;肖潤德;楊玻;唐貴;潘登;劉慶
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B21/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本實用新型涉及石油常規鉆井和欠平衡鉆井起鉆設備自動控制技術領域，確切地說涉及一種自動壓力補償系統。

背景技術

在已有技術中，在石油常規鉆井和欠平衡鉆井起下鉆過程中，隨著鉆具不斷起出井內，井內的泥漿液面不斷下降，這時必須隨時向井內補充泥漿，并維持井口壓力在一定范圍內，從而達到安全起鉆的目的。目前在欠平衡鉆井作業中采用的方法主要是：一邊利用壓裂車頻繁向井內灌注泥漿，另外一邊手動控制節流閥來控制井口壓力，同時再安排專人測量、記錄并校核灌入的泥漿，從而實現灌漿、控壓、安全起鉆的目的。使用現有的技術灌漿控壓，存在下面幾個主要問題：1.操縱壓裂車的人，往往控制不好每次灌入的量，造成井口壓力過低或過高，造成過度欠平衡或正壓差，不利于安全起鉆和儲層保護；2.整個起鉆過程中需要人工計量灌入的泥漿量，可能會存在人為誤差，不利于及時發現起鉆過程中的安全隱患；3.整個起鉆過程中需要至少兩個人配合頻繁的開關閥門，勞動強度非常大，也不能很準確的控制壓力。

公開號為CN1339650，公開日為2002年3月13日的中國專利文獻公開了一種油氣鉆井節流壓力微機自動控制系統，屬于油氣開采自動控制領域，包括利用壓力傳感器測量立管與套管壓力、用位移傳感器測量液動節流閥開度、泵沖傳感器測量泵沖、氣體流量計測量分離后的氣體流量，將所述各路采集的信號進行濾波放大及A/D轉換后進入計算機進行記錄、存儲，計算出立管壓力、套管壓力，進行數據顯示，并按照立壓及套壓的控制要求向液壓伺服系統發出動作指令，對壓井節流管匯中的液動節流閥開度及動作速度進行調節控制，本系統實現了欠平衡鉆井的節流壓力微機自動控制，并達到了精確控制的能力。但其理論是建立在簡單的壓井原理之上，認為維持立壓不變就等于井底壓力不變，沒有將泵排量、鉆井液性能等的變化對井底壓力考慮在內(而這些在欠平衡鉆井作業中會經常變化)。其雖然比手動調節套壓精度和效率都提高了，但其核心只是將計算機簡單代替了人工，所依據的原理以及參照和調整的參數與手動調節并無兩樣，因此同樣存在上述現有技術中的問題。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種適用于石油常規鉆井和欠平衡鉆井起鉆，在維持設定的井口壓力情況下，實現自動控壓灌漿并計量校核的自動壓力補償系統。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種欠平衡鉆井自動壓力補償系統，包括灌漿單元、監測單元和控制單元，其特征在于：所述的灌漿單元包括提供灌漿單元所需高壓泥漿的高壓泥漿泵、存放泥漿并供灌漿單元泥漿循環使用的泥漿儲罐及調節分流泥漿的三通調節閥；所述監測單元包括計量所述高壓泥漿泵灌入泥漿量的流量計、監測所述泥漿罐泥漿液位的液位計、監測所述高壓泥漿泵工作狀況的泵沖感應器及用于監測井口壓力的壓力傳感器；所述控制單元包括數據采集控制器和向所述數據采集控制器發出控制命令的現場工控機，所述流量計、液位計、泵沖感應器及壓力傳感器所采集的信號均輸送至所述數據采集控制器，并經過數據采集控制器處理后發送調節指令至所述三通調節閥使來自高壓泥漿泵的泥漿分流至泥漿儲罐。

所述灌漿單元中還設有安全閥，安全閥設于高壓泥漿泵的泵出管道上，經安全閥分流出的泥漿流入至所述泥漿儲罐。

所述三通調節閥為T型三通電動調節閥。

本實用新型的優點表現在：

1、由于本實用新型采用灌漿單元、檢測單元和控制單元三個組成部分構成欠平衡鉆井自動壓力補償系統，與公開號為CN1339650為代表的其他現有技術相比，一方面，本實用新型在工作中實時跟蹤檢測來自鉆井作業現場的井口壓力，并通過T型三通調節閥來穩定控制井口壓力，從而實現了實現自動控壓灌漿并計量校核的目的；另一方面，本實用新型不需要第三方操作，能精確控制每次灌入的量，自動補償井口壓力，避免了過度欠平衡或正壓差，有效地保證了安全起鉆和儲層保護；再一方面，本實用新型整個起鉆過程中不需要人工計量灌入的泥漿量，也就避免了人為誤差，利于及時發現起鉆過程中的安全隱患。

2、本實用新型采用“灌漿單元中還設有安全閥，安全閥設于高壓泥漿泵的泵出管道上，經安全閥分流出的泥漿流入至所述泥漿儲罐”這樣的技術方案，當壓力突發狀態下時，可起瀉壓分流作用，有效地保證了整個系統的使用壽命。

附圖說明

下面將結合說明書附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的補充說明，其中：

圖1為本系統的機構示意圖

具體實施方式

實施例1