[發明專利]一種接立柱、起鉆期間不停泵自動分流補壓裝置和方法

在審

• 申請號: 202111363261.6
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114635656A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 楊玻;舒騰飛;蔣林;左星;李賽;謝洪兵;唐國軍;宋旭;任偉;舒梅;李鑫;陸思宇
• 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: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B21/10;E21B21/12;E21B33/047;E21B34/02;E21B47/00
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 邢偉

本發明提供了一種接立柱、起鉆期間不停泵自動分流補壓裝置和方法，屬于油氣田鉆井作業全過程壓力控制技術領域。所述裝置包括第一管線、第二管線、第三管線及分別設置在各管線上的第一至第六平板閥和節流閥，第二、四、六平板閥和節流閥能被遠程自動控制。本發明能夠實現在接立柱和/或起鉆期間不停泵自動分流補壓；能夠實現鉆井液的自動分流，既可滿足正常鉆進循環，又可實現地面循環進行回壓補償；不使用回壓泵補壓，基于鉆井泵進行分流實現鉆進循環與補壓一體化調節；能夠提高裝備的智能化、自動化程度；增設耐高壓大通徑流量計監測入口流量，實現鉆井循環系統出入口準確監測，有利于數據的分析以及復雜工況的判斷識別。

技術領域

本發明涉及油氣田鉆井作業全過程壓力控制技術領域，具體來講，涉及一種接立柱、起鉆期間不停泵自動分流補壓裝置及方法。

背景技術

隨著國內復雜深層油氣藏勘探開發力度加大，鉆井作業面臨越來越多的漏、噴復雜工程難題，精細控壓鉆井在減少鉆井液漏失、提高鉆井時效、實現地質目標等方面發揮了重要作用，隨著近年來的大規模推廣應用，在作業中也發現新的問題：(1)接立柱補壓時，采用回壓泵或憋壓法人工控制，在控壓精度以及操作方式上都存在較大問題。其中回壓泵體積較大、需要多人配合操作，此外需要采用灌注系統連續給儲液罐補充鉆井液，存在上水效率差、灌注管線多的問題，導致控制壓力波動較大，操作過程中頻繁切換流程存在誤操作的風險。而憋壓法自動化水平低、壓力控制效果欠佳、存在補壓不足或過高引起的井控風險。(2)現有鉆井地面流程沒有入口流量數據采集裝置，目前精細控壓鉆井溢漏監測主要依靠自動節流管匯中的微流量溢漏監測裝置對出口流量進行監測并與理論入口流量進行對比，但理論入口流量采用泵沖計算，存在一定誤差(①計算本身造成的誤差；②上水效率的誤差)，因此易造成井漏、溢流的誤判，因此需要完善流程增設入口流量監測以適應精細控壓鉆井的需求。

目前國內外對此裝置已展開研究，但都存在一些不足。申請號為CN201210337203.0、CN201310168063.3、CN201610879560.8的專利分別提出了一種分流裝置，但都缺乏入口流量監測裝置，且閥門切換的自動化程度較低。申請號為CN201310114422.7的專利提出了一種基于雙泵分別工作的分流管匯方案，在接立柱、起下鉆時需要進行泵的倒換，且其用于監測入口流量的質量流量計承壓僅4MPa。CN201922123740.5提出的分流裝置采用非接觸式超聲波流量計進行入口流量監測，誤差較大，在15％以上。本發明對比上述發明有如下優勢：①自動化程度高。采用電動閘門+控制軟件，可在遠程實現一鍵切換通道實現不同功能。②流量計性能高。采用承壓40MPa的電磁流量計監測入口流量，提升了精確度及承壓能力。③前端可控壓。為避免鉆井泵壓力過高損壞后端所連自動節流管匯，在前段設置自動節流閥，控制開度調整進入后端的壓力級別以及實現兩級控壓完成壓力的精準控制。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的上述不足中的至少一項。例如，本發明的目的之一在于解決在接立柱和/或起鉆期間補壓控制精度低、需額外使用回壓泵問題。

針對上述問題，本發明研究出一套接立柱、起鉆期間不停泵自動分流補壓方法及裝置，以實現接立柱、控壓起鉆階段更方便準確的補壓操作，以及在其中增設入口流量監測裝置對入口流量進行監測，以滿足出入口流量對比從而更準確的對數據進行監測判別。從而進一步優化控壓鉆井關鍵裝備，提高補壓可行性與入口流量采集精度，進一步提升精細控壓鉆井監測與控制功能，降低井控風險，減少人員勞動強度，推動精細控壓鉆井作業向機械化、自動化、智能化發展。