[發明專利]控壓鉆井回壓補償系統

有效

• 申請號: 201910476375.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN112031684B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王國偉;劉偉;李鵬飛;梁磊;翟小強;付加勝;羅良波
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司;北京石油機械有限公司
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;任默聞

本發明提供了一種控壓鉆井回壓補償系統，所述系統包括：回壓泵及空氣包組，所述空氣包組連接于所述回壓泵出口直流管線的分支處；所述空氣包組包括三個空氣包，所述空氣包并聯連接于出口直流管線的分支處；所述空氣包包括手動截止閥、壓力檢測與充氣口、壓力膠囊及鋼瓶；所述壓力膠囊設置于所述鋼瓶內，所述壓力檢測與充氣口設置于所述鋼瓶一端，所述手動截止閥設置于所述鋼瓶另一端與出口直流管線的分支處之間；其中，所述空氣包的壓力膠囊中填充了不同壓力的氮氣。本發明在應對空氣包適應回壓泵壓力范圍窄的問題上進行了改進，具有很好的效果，結構簡單，操作方便，可以任意選擇搭配，快速調整緩沖能力，滿足現場作業要求。

技術領域

本發明涉及石油鉆井工程技術領域，尤指一種控壓鉆井回壓補償系統。

背景技術

隨著石油勘探向深部復雜地層發展，窄密度窗口、噴漏同層、噴漏同存等井下復雜已成為影響和制約石油鉆井施工的技術瓶頸。窄密度窗口地層孔隙壓力和破裂壓力、漏失壓力之間的安全窗口較小，常規鉆井方式環空壓力波動范圍較大，很容易超過此安全鉆井窗口，特別是在起下鉆過程，很容易造成井漏、井涌、井壁失穩、卡鉆等復雜事故，使生產時效降低，鉆井周期增長，成本增加。因此，對石油、天然氣鉆井井筒壓力的精確控制提出了更高要求。

控壓鉆井能夠很好的控制井筒壓力，減少事故的發生，特別是在起下鉆、接單根等井隊泥漿泵停止工作的時候可以通過啟動回壓泵配合自動節流管匯控制井底壓力不變，保持井底壓力始終處在安全窗口之內。然而，在工作過程中，工作人員發現，回壓泵工作壓力超過4MPa時，控壓值和流量波動比較大，且管線震動嚴重，經過對空氣包壓力進行調整后效果顯著。但是，當節流壓力再次變化后，同樣的問題再次出現。工作人員判斷控壓鉆井回壓補償泵出口只有一個空氣包，預充壓力為1MPa，適合節流壓力在3至4MPa，壓力稍高空氣包便很難適應，緩沖效果降低。

發明內容

為了解決目前控壓鉆井作業中存在的適應性低、緩沖效果差等問題，本發明實施例提供一種控壓鉆井回壓補償系統，所述系統包括：回壓泵及空氣包組，所述空氣包組連接于所述回壓泵出口直流管線的分支處；

所述空氣包組包括三個空氣包，所述空氣包并聯連接于出口直流管線的分支處；

所述空氣包包括手動截止閥、壓力檢測與充氣口、壓力膠囊及鋼瓶；所述壓力膠囊設置于所述鋼瓶內，所述壓力檢測與充氣口設置于所述鋼瓶一端，所述手動截止閥設置于所述鋼瓶另一端與出口直流管線的分支處之間；其中，所述空氣包的壓力膠囊中填充了不同壓力的氮氣。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括氣動平板閥，設置于所述回壓泵與所述空氣包組之間。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括泄壓閥，設置于所述回壓泵與所述空氣包組之間，與所述氣動平板閥并聯連接。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括電動機，與所述回壓泵連接，用于向所述回壓泵提供動力。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括灌注泵，設置于所述回壓泵的入口處。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括低壓壓力表，設置于所述灌注泵與所述回壓泵之間。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括流量計，設置于所述低壓壓力表與所述回壓泵之間。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括高壓壓力表，設置于所述回壓泵與所述空氣包組之間。

可選的，在本發明一實施例中，所述系統還包括單向閥及手動平板閥。

可選的，在本發明一實施例中，所述空氣包的壓力膠囊中分別填充的氮氣壓力為1MPa、2MPa及3MPa。