[發明專利]一種起鉆連續灌漿裝置及方法

有效

• 申請號: 202010367098.X
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111456654B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 魏強;何弦桀;李雷;段慕白;萬夫磊;黃崇君;張繼川;范黎明
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;E21B21/08;E21B47/047;E21B41/00
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 熊禮;譚昌馳

本發明提供了一種起鉆連續灌漿裝置及方法。所述裝置包括執行系統和控制系統，執行系統包括：第一存儲單元、動力單元、分流單元和第二存儲單元，第一存儲單元存儲泥漿；動力單元獲取第一存儲單元中的泥漿；分流單元將泥漿分流；第二存儲單元能夠接收泥漿；控制系統包括：計算單元和分流控制單元，計算單元能夠計算泥漿實時灌入量；分流控制單元能夠調整灌入井口泥漿的流量。所述方法包括：將泥漿分流；將分流后的泥漿注入起鉆井內；根據起鉆時出井鉆具的情況，計算出泥漿實時灌入量；根據所述計算出的泥漿實時灌入量來調整第二路泥漿的流量。本發明的有益效果可包括：能夠解決現有技術無法定量描述溢漏狀況、監測誤差大、誤報率高的問題。

技術領域

本發明涉及鉆井溢漏監測技術領域，具體地，涉及一種起鉆連續灌漿裝置及方法。

背景技術

目前，起鉆溢漏監測現狀是：每起出1柱鉆鋌或3～5柱鉆桿，人工打開灌漿泵將灌漿罐內泥漿泵入井內，人工觀察記錄鉆柱起出體積和泥漿灌入體積是否一致，若泥漿灌入體積偏小，則判斷為溢流，若泥漿灌入體積偏大則判斷為井漏。此外，由于灌漿罐容積較小，還需要定時由循環罐向灌漿罐內補漿。因此，現有作業方式屬于間斷性起鉆操作，不能連續性實施溢漏監測，且無法定量描述溢漏程度。

為及時發現溢漏情況，現有的解決方案有：

(1)增加現場灌漿泵的遠程啟停控制，通過監測罐內鉆井液體積變化、井口返出鉆井液流量和鉆具出井體積，進行綜合對比，由此判斷井漏、井涌，然而現場井口返出鉆井液量，流量傳感器不易測量，導致系統監測誤差大；

(2)增加液位傳感器、壓力傳感器，實現起下鉆溢漏監測，傳感器間的容積大于依次鉆柱起出量，若壓力傳感器無信號則井漏，若未灌漿液位傳感器有信號，則溢流，然而仍是離散式灌漿，且井漏、溢流是一種定性描述，無法定量分析；

(3)增加三種井口液位傳感器，將出口槽改造成U型結構，加裝兩種流量計，根據起下鉆狀態，自動灌漿，并通過液位高度和返出流量，判斷溢漏，然而U型管易堆積巖屑，長時間工作可靠性待驗證，且現場設備改動大，安裝復雜；

(4)單獨成撬，撬上主要安裝有泵、電機、電磁流量計、閥門及電控箱，在起下鉆時，通過灌漿泵定時向井內灌入泥漿，通過監測灌注時間和溢流管流動時間，與理論計算的時間值進行對比，以發出井涌、井漏的警報，然而需要人為事先設定灌漿的間隔時間和理論時間，無法根據工況自動調節，且在現場實際使用過程中，受鉆井液性能影響，理論時間存在差異，誤報率高。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發明的目的之一在于提供一種起鉆連續灌漿裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種起鉆連續灌漿裝置。所述裝置可包括執行系統和控制系統，其中，執行系統可包括：按照泥漿流向井口方向依次設置的第一存儲單元、動力單元和分流單元，以及第二存儲單元，其中，第一存儲單元能夠存儲泥漿；動力單元能夠獲取第一存儲單元中的泥漿；分流單元能夠將動力單元流出的泥漿分為第一路泥漿和第二路泥漿，其中，第一路泥漿能夠返回至第一存儲單元，第二路泥漿灌入井口；第二存儲單元能夠接收從井口排出的泥漿；控制系統可包括：計算單元和分流控制單元，其中，計算單元能夠根據起鉆時出井鉆具的情況，計算出泥漿實時灌入量；分流控制單元能夠根據所述泥漿實時灌入量來調整分流單元分出的第二路泥漿的流量。

在本發明的起鉆連續灌漿裝置的一個示例性實施例中，所述計算單元可包括：鉆具記錄模塊、數據采集模塊、出井鉆具體積計算模塊和泥漿計算模塊，其中，

鉆具記錄模塊記錄有入井鉆具參數，鉆具參數包括鉆具類型和鉆具尺寸；

數據采集模塊能夠采集錄井數據，錄井數據包括大鉤和頂驅高度中的至少一種、以及鉆頭位置數據；

出井鉆具體積計算模塊能夠根據入井鉆具參數和錄井數據，得到鉆具出井體積；