[實用新型]一種鉆井用溢流自動控制裝置

有效

• 申請號: 201220548862.4
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN202850930U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 高德利;梁奇敏
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06;E21B21/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于油氣井工程領域，具體涉及一種鉆井用溢流自動控制裝置。

背景技術

由于鉆井自身結構特點，在鉆井過程中常常出現鉆遇異常壓力地層，或者出現氣侵等復雜事故。這樣由于地層壓力高于鉆井液在井底產生的有效壓力，井口泥漿槽槽口返出的泥漿排量會比正常打鉆時大很多，進而發生溢流現象。如果進入異常壓力層前沒有明顯征兆，地層壓力又高，會導致溢流來勢洶涌，不易被快速檢測出來，而且井隊人員不能快速采取應對策略，進而導致溢流發展更為嚴重。尤其是在高含氣的地層中，如果氣體突然侵入泥漿的話，使得這一情況更是糟糕，很有可能導致井噴等重大事故，造成經濟上重大的損失。如果能及時檢測到泥漿的溢流，讓防噴器快速關閉，會達到保證井下復雜事故不會惡化和防止井噴的目的。鉆井中為了能及時發現溢流現象并且快速關井，目前主要有以下幾種處理方式：

一、人工檢測泥漿槽液位變化

很多的情況下，會派專人實時看管震動篩，一旦有專門的人員告訴鉆井工程師振動篩邊上的泥漿槽泥漿返出增多，鉆井工程師就立刻命令司鉆將鉆頭提離井底使鉆進過程停止下來，準備實施關井作業。這樣做雖然能對溢流進行實時檢測，但其存在以下三方面的缺陷：1能檢測到溢流嚴重的情況，在溢流初期或者輕度溢流很難檢測到。2不能夠及時對檢測到的溢流情況做出反應。3雖然在一定程度上能檢測到溢流發生，但需要靠人工來檢測，如果人員由于疏忽或者其他原因很容易不能發現溢流現象。

二、人工檢測泥漿罐體積變化

現在很大一部分鉆井隊在施工過程中，會派專人實時看管正在使用的循環泥漿罐，當專人發現泥漿罐的泥漿體積較正常鉆進時候顯著增多時，就會通知鉆井工程師，鉆井工程師將會根據其他參數判斷是否發生溢流。這也是一種很有效的方法，但是需要溢流發生的很明顯，或者溢流發生較長時間后才能被發現，而且要是正好倒班或者專人不在崗位，很難及時發現溢流現象。

三、人工關閉防噴器

在現場目前應用最為廣泛和有效的一種方法是，在發現并且確認是溢流發生后，就直接進行關井作業，立即關閉防噴器，使得從井口返出的泥漿不至于涌出太多而誘發井噴等更為惡性的事故。但其存在的缺陷是：必須得有專門的人員執行關井作業，需要人工去關閉防噴器，這樣耗費人力，耽誤時間，而且沒有實現控制的自動化。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種鉆井用溢流自動控制裝置。該裝置在發現溢流發生后，就自動關閉位于井口的電磁防噴器，使得關井作業無需人工操作就能夠快速進行，然后再安排專人去組織觀察具體井況進而準備壓井作業，一段時間后自動打開電磁防噴器，如果檢測到溢流依然存在就再重新關閉電磁防噴器，直到溢流情況完全消除后才恢復正常循環。達到減少井噴風險的目的。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：

鉆井用溢流自動控制裝置，其特征在于：它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部相連有流量計，所述的PLC控制器下方連接接觸器，所述的接觸器連接有電磁防噴器，利用電磁防噴器的開啟和閉合實現對泥漿溢流自動控制。

按上述方案，所述的PLC控制器可以對電磁防噴器關閉狀態的時間進行調節；也可以對流量的初始值進行設置，在實際過程中根據具體情況設置。

本實用新型的設計原理：

在鉆井過程中，在井口泥漿返出槽槽口安置一個流量計，并且在正常循環時記錄一個初始值輸入到PLC控制器里面，當有溢流情況發生時，所述的流量計會檢測到流量值增加，當泥漿返出量達到初始值后，PLC控制器通過接觸器指揮執行器(閥門)的動作，自動關閉位于井口的電磁防噴器，而電磁防噴器處于關閉狀態的時間T可以由PLC控制器來設定，使得整個關井作業過程無需人工干預，然后再安排專人去觀察井況并且準備壓井作業，等T這段時間過后電磁防噴器自動打開，嘗試恢復正常循環。如果溢流仍然存在就重新自動關閉電磁防噴器，直到溢流完全消除后泥漿才恢復正常循環。這樣可以達到減少發生井噴風險的目的。

所述流量初始值的設定，一方面考慮到初始值太低會導致即使稍微變化排量也會自動關閉防噴器的問題；另一方面為了防止溢流發生很嚴重情況下電磁防噴器也不會關閉，初始值不能太高，所以應根據不同的井段來確定不同的流量初始值。