[發明專利]一種雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置

在審

• 申請號: 201911076606.2
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110863787A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 陳浩文;劉曉林;馮起贈;宋志彬;和國磊;許本沖;楊澤英;劉家譽;王艷麗;齊力強;王躍偉;朱芝同;馬漢臣;杜垚森;秦如雷;殷國樂;王嘉瑞;王林清;張欣
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E21B21/01
• 分類號: E21B21/01;E21B47/00;E21B21/08;E21B21/10
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 湯志強

一種雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，包括泥漿罐、泥漿泵、泥漿輸入管線、吸入模塊、泥漿舉升泵、泥漿返回管線和PLC控制系統；所述泥漿罐設有出液口和回液口，出液口與泥漿泵的輸入端口連接；所述泥漿泵的輸出端口通過泥漿輸入管線連接吸入模塊的進漿口；所述吸入模塊還設有出漿口，出漿口與泥漿舉升泵的輸入端口連接；所述泥漿舉升泵輸出端口通過泥漿返回管線和泥漿罐的回液口連通；所述PLC控制系統包括傳感器和處理器，所述傳感器輸出端與處理器的輸入端連接，所述處理器的輸出端連接泥漿泵和泥漿舉升泵的控制器。本發明為雙梯度鉆井關鍵的檢測及控制系統提供了實驗平臺，為無隔水管鉆井技術在國內推廣應用提供了技術支持。

技術領域

本發明涉及一種實驗裝置，尤其是一種雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，屬于海洋鉆探設備技術領域。

背景技術

隨著社會經濟的發展，人類對石油天然氣的需求也日益增加，但是由于目前陸地油田不斷消耗和老化，油氣資源的勘探開發逐步邁向海洋。海洋鉆井，特別是深海鉆井的作業環境比陸地鉆井更加復雜苛刻，其突出的問題就是由于海水的存在，地層的孔隙壓力和破裂壓力的間隙很小，很難控制井筒內的壓力處于安全密度窗口，為了解決這一問題，雙梯度鉆井技術應運而生。

雙梯度鉆井是一種控制壓力的鉆井技術，即采用兩個或兩個以上的壓力梯度來控制井眼壓力剖面。實現雙梯度鉆井的方式很多，如海底泵舉升鉆井液方式，無隔水管鉆井和雙密度鉆井方式等。其中無隔水管鉆井方式的工作原理是下入海底泵，將上返至井口的泥漿通過海底泵舉升返回至鉆井平臺；同時對海底泵排量進行實時控制，使井口壓力始終與同水平面外部海水壓力相等，達到雙梯度鉆井目的。雖然目前無隔水管鉆井技術國外已投入商業應用并取得了良好的經濟效果，但由于國外的技術封鎖，國內對無隔水管鉆井技術還處于理論研究及室內試驗階段，因此，需結合無隔水管鉆井原理設計一種實驗裝置，為雙梯度鉆井關鍵的檢測及控制系統提供實驗平臺。

發明內容

本發明提供一種雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，旨在通過模擬無隔水管鉆井過程，為雙梯度鉆井的壓力檢測及控制技術提供實驗平臺。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，包括泥漿罐、泥漿泵、泥漿輸入管線、吸入模塊、泥漿舉升泵、泥漿返回管線和PLC控制系統；所述泥漿罐設有出液口和回液口，其中出液口與泥漿泵的輸入端口連接；所述泥漿泵的輸出端口通過泥漿輸入管線連接吸入模塊的進漿口；所述吸入模塊還設有出漿口，所述出漿口與泥漿舉升泵的輸入端口連接；所述泥漿舉升泵輸出端口通過泥漿返回管線和泥漿罐的回液口連通；所述泥漿泵和泥漿舉升泵均由變頻電機驅動；所述PLC控制系統包括一組傳感器和處理器，所述傳感器輸出端與處理器的輸入端連接，所述處理器的輸出端連接泥漿泵和泥漿舉升泵的變頻電機控制器。

上述雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，所述吸入模塊還設有底座和密封蓋；所述底座固定在水平地面上，在吸入模塊的頂部裝配密封蓋，所述進漿口布置在吸入模塊的底部，所述出漿口布置在吸入模塊的側壁上，在吸入模塊與密封蓋接合部位設置密封墊；所述密封蓋上設有放氣閥。

上述雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，在所述吸入模塊的進漿口處設置單向閥，在吸入模塊的出漿口處設置閥門比例執行器。

上述雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，在所述泥漿罐的出液口和回液口處均設置流量閥。

上述雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，在所述泥漿輸入管線、泥漿返回管線上均設置流量計。

上述雙梯度鉆井技術檢測及控制系統實驗裝置，在所述泥漿返回管線上設置減壓閥。