專利名稱：回壓補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種回壓補償裝置，適用于欠平衡鉆井和控壓鉆井接單根、起下鉆過程中，維持設(shè)定井口回壓情況下，實現(xiàn)自動控壓灌注，取代現(xiàn)有靠第三方灌漿控壓方式，屬于自動灌漿控壓系統(tǒng)設(shè)備改造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在欠平衡鉆井、控壓鉆井起下鉆過程中，已采用了國內(nèi)或國外公司研制的局部連續(xù)灌漿系統(tǒng)(回壓補償系統(tǒng))進行連續(xù)灌漿，并進行壓力控制，以維持井口套壓控制在設(shè)計范圍內(nèi)。現(xiàn)場應(yīng)用表明，在停止鉆井泵運行狀態(tài)下，該設(shè)備實現(xiàn)了鉆井液局部循環(huán)和井口套壓的控制，同時也發(fā)現(xiàn)了存在的不足1、使用國內(nèi)現(xiàn)有的或國外公司(如哈里伯頓)的回壓補償系統(tǒng)時，需要使用一根臨時上水管線，其一頭與回壓補償系統(tǒng)連接，另一頭與井隊循環(huán)罐連接，而目前國內(nèi)井隊的循環(huán)罐沒有相符合的上水口，因此需要在現(xiàn)場進行改造，給現(xiàn)場施工作業(yè)帶來了不便；2、由于施工場地空間限制，回壓補償系統(tǒng)與井隊循環(huán)罐之間的距離較長，一般2(T25m，因此會影響鉆井液上水效率，現(xiàn)場應(yīng)用表明，回壓使用過程中均出現(xiàn)了排量不穩(wěn)定，波動較大的情況，導(dǎo)致井口壓力控制波動大、精度低，經(jīng)分析都是由于鉆井液上水距離太長造成的上水效率低，目前國外哈里伯頓公司通過在回壓補償系統(tǒng)與井隊循環(huán)罐之間增加一臺砂泵，以提高上水效率，避免由于局部循環(huán)過程中排量波動較大造成的井口壓力控制波動大的問題。3、目前使用的回壓補償系統(tǒng)僅能在施工現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集、交換與控制，未達(dá)到后方基地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制的能力，因此，現(xiàn)場需要配備更多的技術(shù)人員，便于系統(tǒng)出錯時進行維修，提高了成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服在欠平衡鉆井、控壓鉆井起下鉆過程中存在的上述問題，提供一種回壓補償裝置，本實用新型適用于欠平衡鉆井、控壓鉆井接單根、起下鉆過程， 維持設(shè)定井口壓力情況下，實現(xiàn)自動控壓灌漿，可簡化現(xiàn)場安裝程序，提高回壓泵上水效率，并為后方基地提供實時監(jiān)測參數(shù)，使現(xiàn)場作業(yè)更加安全，更加滿足現(xiàn)場施工作業(yè)要求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種回壓補償裝置，其特征在于包括灌漿系統(tǒng)、上水系統(tǒng)、液面監(jiān)測系統(tǒng)和操作控制機構(gòu)；所述灌漿系統(tǒng)包括泥漿泵、流量計、泵沖感應(yīng)器和壓力傳感器，泥漿泵分別與流量計和泵沖感應(yīng)器連接，且泥漿泵還連接有電機動力單元，壓力傳感器與流量計連接；所述上水系統(tǒng)包括儲液罐和砂泵，砂泵與儲液罐連接，儲液罐與泥漿泵連接；所述液面監(jiān)測系統(tǒng)包括液位傳感器，液位傳感器設(shè)置在儲液罐內(nèi)且與數(shù)據(jù)采集控制器連接；所述操作控制機構(gòu)包括工控機和數(shù)據(jù)采集控制器，工控機與數(shù)據(jù)采集控制器連接，數(shù)據(jù)采集控制器分別與壓力傳感器、流量計、泵沖傳感器、液位傳感器、泥漿泵和砂泵連接。所述泥漿泵一端與儲液罐出口端連接，另一端與流量計入口端連接。所述壓力傳感器與流量計出口端連接。[0008]所述儲液罐內(nèi)部設(shè)置有排污閥、出口閥、連接管節(jié)和清洗閥。所述儲液罐一端與砂泵出口端連接，另一端與泥漿泵入口端連接。采用本實用新型的優(yōu)點在于一、采用本實用新型后，在回壓補償作業(yè)過程中，采用高壓泥漿泵將鉆井液從儲液罐中灌入井筒，解決了由于管線距離長導(dǎo)致的上水效率低的難題，使回壓補償作業(yè)更加安全、可靠，取代原來靠第三方灌漿控壓方式。二、本實用新型中，回壓補償裝置中包括了儲液罐，采用一般軟管線通過大功率砂泵就可將鉆井液注入儲液罐，再用高壓泥漿泵將儲液罐中的鉆井液灌入井筒中，避免了在現(xiàn)場采用硬管線連接和對循環(huán)罐進行改造作業(yè)，節(jié)約了成本和勞動力。三、本實用新型能實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和全參數(shù)的監(jiān)測，為生產(chǎn)上結(jié)合其他參數(shù)判定風(fēng)險和預(yù)警提供支撐。四、本實用新型采用“順控方式”進行灌漿作業(yè)，在進行自動灌漿回壓補償作業(yè)時， 有效控制儲液罐內(nèi)鉆井液量，避免儲液罐內(nèi)鉆井液過多溢出罐體或過少影響回壓補償作業(yè)；并確保了泥漿泵出口的流量平穩(wěn)、實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的鉆井液在井口部分局部循環(huán)，確?；貕貉a償施工作業(yè)安全、可靠。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記為1、砂泵，2、泥漿泵，3、儲液罐，4、泵沖感應(yīng)器，5、液位傳感器，6、流量計，7、壓力傳感器，8、數(shù)據(jù)采集控制器，9、工控機，10、井隊循環(huán)罐，11、電機動力單元。
具體實施方式
一種回壓補償裝置，主要包括灌漿系統(tǒng)、上水系統(tǒng)、液面監(jiān)測系統(tǒng)和操作控制機構(gòu)，以下對本實用新型作具體說明灌漿系統(tǒng)包括一臺專用鉆井高壓泥漿泵2，提供灌漿系統(tǒng)所需的鉆井液，泥漿泵與電機動力單元11連接，為泥漿泵2提供動力和匹配的轉(zhuǎn)速；流量計6，用于計量灌入鉆井液量；泵沖感應(yīng)器4，用于監(jiān)測高壓泥漿泵工作狀況；壓力傳感器7，用于監(jiān)測井口壓力。高壓泥漿泵2位于儲液罐3出口端，位于流量計6入口端；泵沖傳感器4連接在高壓泥漿泵2上； 壓力傳感器7位于流量計(6)出口端。灌漿系統(tǒng)與上水系統(tǒng)連接，同時通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制器8連接。上水系統(tǒng)包括一臺儲液罐3，其內(nèi)部設(shè)置排污閥、出口閥、連接管節(jié)、清洗閥，安裝于撬裝底座，用于存放鉆井液，供系統(tǒng)鉆井液循環(huán)使用；大功率砂泵1，將井隊循環(huán)罐里的鉆井液注入儲液罐內(nèi)。儲液罐3位于大功率砂泵1出口端，位于高壓泥漿泵2入口端。上水系統(tǒng)與灌漿系統(tǒng)相連接，同時通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制器8連接。液面監(jiān)測系統(tǒng)包括液位傳感器5，用于監(jiān)測儲液罐中鉆井液液面高度。液位傳感器 5安裝于儲液罐3內(nèi)，同時通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制器8連接。操作控制機構(gòu)包括現(xiàn)場工控機9，是現(xiàn)場采集控制中樞；數(shù)據(jù)采集控制器8，包括各種數(shù)據(jù)連接接口和網(wǎng)絡(luò)接口，負(fù)責(zé)現(xiàn)場所有信號采集、處理、執(zhí)行控制命令、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。現(xiàn)場工控機9安裝于撬裝底座，通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集控制器8連接，數(shù)據(jù)采集控制器8安裝于撬裝底座通過數(shù)據(jù)線與現(xiàn)場工控機9、壓力傳感器7、流量計6、泵沖傳感器4、液位傳感器5、高壓泥漿泵2和大功率砂泵1連接。采用本實用新型后，實施回壓補償作業(yè)前，先將儲液罐灌滿，并通過控制機構(gòu)設(shè)定儲液罐內(nèi)鉆井液面高度啟動/停止大功率砂泵和高壓泥漿泵。回壓補償作業(yè)時，通過高壓泥漿泵將儲液罐內(nèi)鉆井液注入井筒，同時通過液面監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測儲液罐內(nèi)鉆井液面高度，當(dāng)液面低于系統(tǒng)設(shè)置低點時操作控制機構(gòu)啟動大功率砂泵，將井隊循環(huán)罐內(nèi)的鉆井液補充到回壓補償系統(tǒng)儲液罐中，當(dāng)儲液罐內(nèi)鉆井液面高度高于設(shè)定高點時停止大功率砂泵，以保證儲液罐內(nèi)鉆井液充足。同時，還設(shè)定了液位最低點，當(dāng)液面降到最低點時，操作控制機構(gòu)會發(fā)出警報并停止高壓泥漿泵，以到達(dá)防止抽空保護高壓泥漿泵的目的。在回壓補償作業(yè)實施過程中，通過系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制接口將各種參數(shù)實時傳輸至后方基地，后方基地根據(jù)參數(shù)變化掌握設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)及現(xiàn)場施工情況，可針對現(xiàn)場情況發(fā)出各種施工作業(yè)指令，并可對系統(tǒng)進行實時維護，提高了整個施工作業(yè)的安全性和系統(tǒng)軟件的可靠性。
權(quán)利要求1.一種回壓補償裝置，其特征在于包括灌漿系統(tǒng)、上水系統(tǒng)、液面監(jiān)測系統(tǒng)和操作控制機構(gòu)；所述灌漿系統(tǒng)包括泥漿泵、流量計、泵沖感應(yīng)器和壓力傳感器，泥漿泵分別與流量計和泵沖感應(yīng)器連接，且泥漿泵還連接有電機動力單元，壓力傳感器與流量計連接；所述上水系統(tǒng)包括儲液罐和砂泵，砂泵與儲液罐連接，儲液罐與泥漿泵連接；所述液面監(jiān)測系統(tǒng)包括液位傳感器，液位傳感器設(shè)置在儲液罐內(nèi)且與數(shù)據(jù)采集控制器連接；所述操作控制機構(gòu)包括工控機和數(shù)據(jù)采集控制器，工控機與數(shù)據(jù)采集控制器連接，數(shù)據(jù)采集控制器分別與壓力傳感器、流量計、泵沖傳感器、液位傳感器、泥漿泵和砂泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回壓補償裝置，其特征在于所述泥漿泵一端與儲液罐出口端連接，另一端與流量計入口端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回壓補償裝置，其特征在于所述壓力傳感器與流量計出口端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回壓補償裝置，其特征在于所述儲液罐內(nèi)部設(shè)置有排污閥、 出口閥、連接管節(jié)和清洗閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的回壓補償裝置，其特征在于所述儲液罐一端與砂泵出口端連接，另一端與泥漿泵入口端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種回壓補償裝置，包括灌漿系統(tǒng)、上水系統(tǒng)、液面監(jiān)測系統(tǒng)和操作控制機構(gòu)；灌漿系統(tǒng)包括泥漿泵、流量計、泵沖感應(yīng)器和壓力傳感器，泥漿泵分別與流量計和泵沖感應(yīng)器連接，壓力傳感器與流量計連接；上水系統(tǒng)包括儲液罐和砂泵，砂泵與儲液罐連接，儲液罐與泥漿泵連接；液面監(jiān)測系統(tǒng)包括液位傳感器，液位傳感器設(shè)置在儲液罐內(nèi)且與數(shù)據(jù)采集控制器連接；操作控制機構(gòu)包括工控機和數(shù)據(jù)采集控制器，工控機與數(shù)據(jù)采集控制器連接，數(shù)據(jù)采集控制器分別與壓力傳感器、流量計、泵沖傳感器、液位傳感器、泥漿泵和砂泵連接。本實用新型可提高回壓泵上水效率，并為后方基地提供實時監(jiān)測參數(shù)，使現(xiàn)場作業(yè)更加安全，更加滿足現(xiàn)場施工作業(yè)要求。
文檔編號E21B21/08GK202228023SQ20112035772
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者唐國軍, 孫海芳, 左星, 李枝林, 楊玻, 潘登, 祝秀娟, 肖潤德 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司