[發明專利]用于固井裝備的連續穩定供灰裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202111241156.5
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114033332A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 張也;李哲;唐少波;楊銳;呂文偉;劉倩倩;伍培紅;秦赟;毛純;冷先書
• 申請（專利權）人: 中石化四機石油機械有限公司;中石化石油機械股份有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明提供一種用于固井裝備的連續穩定供灰裝置，包括供氣裝置和至少兩個水泥灰罐，供氣裝置的出氣口設有總氣閥，各水泥灰罐分別與供氣裝置的出氣口連通，各水泥灰罐下端連接有稱重底座，各水泥灰罐的出料口依次設有氣壓監測儀和灰閥，各水泥灰罐的出料口用于與固井裝備連通，解決了固井施工過程中水泥灰連續穩定供應的問題。

技術領域

本發明涉及石油機械設備領域，尤其是涉及一種用于固井裝備的連續穩定供灰裝置及其控制方法。

背景技術

石油化工行業作為我國的支柱行業，其生產線長、涉及面廣，并隨著社會經濟的增長而不斷發展。固井作為油氣井建井過程中重要的環節之一，是一個涉及面廣、風險大、作業要求高、技術性很強的隱藏性井下作業工程。固井質量的好壞、直接影響到該井能否繼續鉆井、能否順利生產、油氣井壽命以及油氣藏的采收率。固井裝備作為高技術含量的石油裝備，對油氣高效開發影響巨大，精良的裝備為油氣田的固井施工提供了強有力的技術保障。

經過近年來的科研攻關和生產中解決現場實際問題的技術積累，我國在固井技術方面取得了長足進步，形成了不少先進、實用的固井特色技術，解決了各油田遇到的許多技術難題，基本滿足了勘探開發的需求，主要體現在深井、超深井固井技術基本形成、復雜氣井固井技術取得一定進展、固井質量進一步提高、水平井及特殊工藝固井技術逐步配套完善、固井水泥漿體系更加豐富、固井裝備技術水平明顯提高等方面。

雖然經過近半個世紀的發展，大部分固井技術不斷完善和發展，但固井裝備在自動化控制方面仍存在工程適應性不高、水泥漿制備精度難以控制等問題。通過研究分析發現，造成這些問題的主要原因就是目前制備水泥漿所用的水泥灰無法連續穩定的通過現有供灰系統向固井設備供應，灰罐通過人工判斷是否倒罐，人為因素影響較大，造成自動配制的水泥漿質量無法得到保證。

隨著頁巖氣開發規模的逐漸擴大，這種人工倒罐、無法提供連續穩定的灰源供灰系統的局限性和不足日益明顯，越發難以適應現場作業的要求；有必要提出一種可實現連續穩定供灰的裝置及控制方法，以滿足日趨嚴苛的工程需求，助力頁巖氣高效、安全、優質開發。

現有技術參見CN 108894748 B一種固井裝備用自動供灰裝置及控制方法中記載的結構，該方法主要通過倒罐實現水泥灰的連續供應，保證總的供應量，但由于單一罐體的供灰量隨時間是由多到少的，并且差距較大，供灰量始終存在周期性撥動，無法實現穩定的供灰。

發明內容

本發明提供了一種用于固井裝備的連續穩定供灰裝置及其控制方法，解決了固井施工過程中水泥灰連續穩定供應的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種用于固井裝備的連續穩定供灰裝置，包括供氣裝置和至少兩個水泥灰罐，供氣裝置的出氣口設有總氣閥，各水泥灰罐分別與供氣裝置的出氣口連通，各水泥灰罐下端連接有稱重底座，各水泥灰罐的出料口依次設有氣壓監測儀和灰閥，各水泥灰罐的出料口用于與固井裝備連通。

優選的方案中，各水泥灰罐的進氣口設有分氣閥，各水泥灰罐的進氣口與供氣裝置的出氣口連通。

優選的方案中，還設有補償器，補償器內設有儲灰腔，補償器設有進氣口和出料口，補償器的進氣口設有第三分氣閥，補償器的出料口設有第三灰閥。

優選的方案中，儲灰腔下方設有等分架，等分架下方設有緩存腔，補償器的進氣口連通緩存腔上端，補償器的出料口連通緩存腔下端，等分架上下兩端分別設有可調節開度的上滑門裝置和下滑門裝置，等分架上下兩端開口，等分架內設有多個分隔板，分隔板分隔等分架內部空間為多個容積相等的單元室。

優選的方案中，還設有控制系統，控制系統與總氣閥、固井裝備、上滑門裝置、下滑門裝置、各分氣閥、各稱重底座、各氣壓監測儀和各灰閥電連接。

包括供灰裝置的控制方法，

S1、輸入個執行元件的工藝參數；

S2、開啟供氣裝置，通過多個水泥灰罐向固井裝備中通入水泥灰；