[發明專利]控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法及裝置

有效

• 申請號: 201410382330.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN105332687B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 賀志剛;李雪剛;李懷仲
• 申請（專利權）人: 新疆格瑞迪斯石油技術股份有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B34/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法及裝置，將PWD隨鉆測壓工具數據、PLC實時采集控壓鉆井參數及工控機控制系統帶有的輸入系統的各種參數存入控壓鉆井控制系統數據庫；對參與計算的PWD壓力數據設范圍，高于鉆頭以上泥漿液柱壓力，低于鉆頭位置液柱壓力+鉆頭以上的環空壓耗+井口壓力，選多個PWD進行平均壓力計算，結果為P1，井口目標壓力＝井底設置目標壓力?鉆頭下泥漿液柱壓力?P1+當時井口壓力，設定井口目標壓力精度，如在差值范圍內，保持原有壓力，如超范圍，當前計算出來為井口目標壓力；工控機根據該值發出指令到PLC控制系統開關節流閥開度，直至實際井口壓力接近井口目標壓力。本發明可實現目標壓力設置平穩，準確，控制系統易控制。

技術領域

本發明涉及一種井口目標壓力的設置方法及裝置，尤指一種控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法及裝置。

背景技術

在控壓鉆井和欠平衡鉆井中井底壓力的控制是完成鉆井作業的關鍵，井口目標壓力的平穩、準確設置是控制井口壓力的基礎，也是實現井底壓力穩定和精確控制的保障。

目前井口目標壓力的設置方法有很多種，各種不同的控制方法也有不同的設置法，如微流量控制法、模擬井底壓力計算法、精細控壓的井口壓力計算法等，前兩種方法都是井下鉆具組合中沒有PWD隨鉆測壓工具，微流量是通過進出口流量比較來設置井口目標壓力，模擬井底壓力計算是通過模擬計算井底壓力來設置井口壓力，上述兩種方法都無法實現精確地井底壓力控制?，F有精細控壓的井口目標壓力計算法，是基于PWD隨鉆測壓工具，在鉆井或井底循環時能夠比較精準的計算，但鉆頭不在井底時，井口目標壓力的設置就不準確了。

發明內容

本發明的目的在于提供一種控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法及裝置，其可以解決鉆頭在井筒任何深度井口目標壓力設置跳躍、不平穩，井口壓力很難控制或控制不準，造成井底壓力波動大、不穩定，不能實施精細控壓鉆井的目的，同時，造成節流閥移動頻繁，磨損嚴重，控制系統負荷過重，易于損壞等諸多不利因素。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為：一種控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法，其包括如下步驟：

(1)先將PWD隨鉆測壓工具數據、PLC實時采集控壓鉆井參數及工控機控制系統帶有的輸入系統輸入的各種參數存入控壓鉆井控制系統的數據庫；

(2)之后對參與計算的PWD壓力數據設置范圍，不符合要求的，不能作為計算的數據，最小壓力值不能低于泥漿的液柱壓力，最大壓力值不能大于鉆頭位置液柱壓力+鉆頭以上的環空壓耗+井口壓力，選用多個PWD進行平均壓力計算，結果為P1，井口目標壓力計算，其公式如下：

井口目標壓力＝井底設置目標壓力-鉆頭下泥漿液柱壓力-P1+當時井口壓力，設定井口目標壓力精度，即計算出來的井口目標壓力與實際井口壓力的正負差值范圍，如果在差值范圍內，保持原來的井口目標壓力不變，如果超出范圍，由當前計算出來的井口目標壓力為井口目標壓力設置；

(3)工控機根據目標井口壓力值來發出指令到PLC控制系統，由PLC邏輯控制系統來開關節流閥開度，直至實際井口壓力接近井口目標壓力值。

本發明控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法，其中所述步驟(1)中PWD隨鉆測壓工具數據：通過PWD隨鉆測壓工具將所測到的井底壓力通過MWD工具的脈沖信號傳到地面解碼系統，將PWD壓力數字還原后再傳輸到控壓鉆井系統，進入控壓鉆井控制系統的數據庫保存。

本發明控壓鉆井控制系統中井口目標壓力的設置方法，其中所述MWD工具計算機數據采集鉆壓、井深、井垂深、鉆頭位置、實時PWD數據、下載PWD數據、大鉤高度、大鉤懸重、實時PWD溫度、下載PWD溫度數據通過數據線傳輸到工控機的控壓鉆井控制系統的數據庫里。