CN102359353B - 闭环控压钻井系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭环控压钻井系统，包括环空压力监测系统、旋转控制头和液气分离系统，还包括监测与控制系统、自动节流控制系统和回压补偿系统，监测与控制系统分别与自动节流控制系统和回压补偿系统连接；所述监测与控制系统包括上位工控检测机构、自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元，所述上位工控检测机构分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接。本发明通过精细压力控制，达到精细控制井底压力达目标压力的目的。

Description

闭环控压钻井系统

技术领域

本发明涉及一种闭环控压钻井系统，用于井筒压力精细控制，确保井筒环空压力剖面在设定值，属于油气田钻井压力控制领域。

背景技术

近年来随着对石油天然气勘探开发力度的加大，各种复杂地区钻井日益增多，应用常规过平衡压力控制技术已经不能很好满足目山前复杂地区、窄密度窗口安全钻井、含H₂S气层钻进、高密度泥浆漏失引起的缩径卡钻和井控风险等生产要求，因为其井底压力控制主要依赖于传统方式，即控制钻井液性能、泵冲等钻井参数的调节，井底压力控制精度极低，并且井底压力波动比大，完全不能避免由于地层对压力敏感造成的井漏、喷漏同存等工程难题，从而延长钻井周期，能加钻井成本，不利于油气田的经济开发。

为了解决类似问题，近年来提出的控压钻井技术是钻井过程中进行压力控制的一种较新的方法，可以精细控制井筒环空压力剖面，其主要是通过相应装备系统实时精确调节井口回压以达到控制井底压力的目的，国外经过多年的发展，已经发展了相应的精细压力控制系统。

目前精细压力控制钻井系统主要包括井下随钻环空压力监测系统(PWD)、地面自动压力控制系统（回压泵、自动节流管汇、流量计、压力传感器、PLC电液控制机构、数控房等）组成。但目前的精细压力控制系统存在如下问题：

一、现有控压钻井系统所需要的工程数据（如，泵入流量、立压、井深等其他工艺参数）获取有两种方式，一是来自井场设备上重新安装的传感器，这会导致井场传感器重复安装，而井场有综合录井系统，或者钻机本身有数据采集系统，因此，根本没有必要重复浪费安装；二是手动输入所需要的关键工程参数，如井深等，这不能达到实时性的目的，因此通过水力学计算的井口控制压力不精确，且要求人员不定时的输入数据，劳动强度大，且可能人为误操作输入错误数据导致控制套压的指令错误而导致钻井事故，即使某些公司的控压钻井系统能兼容综合录井系统，但也只能兼容特定数据格式的综合录井系统，缺乏兼容性，对钻井现场的录井系统选择性太强，而不能大范围应用。

二、目前控压钻井系统的上位机、传输数据线或通信出问题，地面压力执行设备（回压补偿、自动节流管汇）将失去自动控制信号，不能进行自动控制，可能造成控制失效，增加井控和设备风险；

三、地面压力自动控制系统不能拆分为独立单元进行现场应用，必须整套设备上井场，包括回压补偿、自动节流管汇、数控房等等，这对井场大小有选择性，限制了其应用范围；且设备制造后的现场调试也需要整套上现场，增加成本，不方便设备调试；且目前控压钻井系统成本高昂，限制了其推广应用。

四、目前国内外控压钻井系统的自动节流管汇的控制均采用液动控制方式，主要存在的问题是：1、液动节流控制可实现自动控制，虽然一定程度上减轻了人员劳动强度，但是液动控制不能在原有的节流管汇上进行改进，必须重新设计制造节流管汇，造成现有手动节流管汇的大量浪费；2、若采用国外液动控制节流系统，成本高，每个阀件高达在100多万人民币，不利于国内推广应用；3、目前国内液动控制节流系统，响应速度慢，压力控制波动大，不能满足精细控压钻井技术要求；4、现有的自动控制节流管汇只具备了近地手动控制和通过数控房远端控制，或者只有远端控制功能，不能在近地实现自动控制，这样一旦自动节流管汇与数控房的通信出现故障后（如现场通信电缆被损坏，通信网络被干扰），不能进行数据交换，就不能实现自动控制，导致井口压力控制不能满足钻井和井控要求。

五、在精细压力控制钻井过程中，在停止循环时候套压补偿主要靠回压泵系统，该系统在目前现场应用来看，主要存在以下问题：1、为了满足一定出口排量和压力情况下，回压泵系统的电机额定功率大，需要井队提供一台400KW的发电机专用供电，这使得现场应用时候对井队的设备选择性和依赖程度很高，有些井队不能提供相应的发电机，需要另外配备，且能耗高。2、该系统现场安装位置特性决定了井队泥浆罐和回压泵单元入口之间距离长，回压泵上水效率不好，使得出口流量不稳定，难以精确控制井口套压，很难达到稳定精细控制井筒压力的目标。3、目前国内制造的回压泵单元，为了解决上水问题，特意加装了一个泥浆储备罐，但是该罐体钻井液量的供给问题上，由于需要专门用砂泵抽井队钻井液罐内泥浆到泥浆储备罐，常常因为供给的钻井液量不足造成不能及时灌入钻井液到井内，或者供给的钻井液量过多，造成泥浆储备罐装不了，造成环境污染；还需几个人配合倒换阀门，劳动强度大。

发明内容

    本发明的目的在于克服现有精细压力控制系统存在的上述问题，提供一种闭环控压钻井系统，本发明通过精细压力控制，达到精细控制井底压力达目标压力的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种闭环控压钻井系统，包括环空压力监测系统、旋转控制头和液气分离系统，其特征在于：还包括监测与控制系统、自动节流控制系统和回压补偿系统，监测与控制系统分别与自动节流控制系统和回压补偿系统连接；所述监测与控制系统包括上位工控检测机构、自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元，所述上位工控检测机构分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接。

所述的上位工控监测机构包括工控机、网络通信设备和通信接口，工控机分别与井场数据采集系统、井下随钻环空压力监测系统通过网络通信设备连接在一起组建成工业局域网，工控机的监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接。

    所述的自动节流系统监控单元包括节流系统用传感器、流量计、节流阀调节控制装置和本地数据采集与控制器，节流系统传感器、流量计、节流阀调节控制装置由数据线连接至本地数据采集与控制器。

    所述的回压补偿系统监控单元包括补偿系统用传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构和本地数据采集与控制器，传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构由数据线连接至本地数据采集与控制器。

    所述的节流系统用传感器至少包括压力传感器、温度传感器和阀位传感器，压力传感器装在节流管汇进口端与节流阀前后端，流量计安装于节流管汇出口端，阀位传感器安装于节流阀上。

    所述的补偿系统用传感器至少包括压力传感器和泵冲传感器，压力传感器安装在高压泥浆泵的出口处，泵冲传感器安装于高压泥浆泵上，流量计安装于高压泥浆泵的入口处。

    所述的井场数据采集系统包括综合录井系统和钻机本身自带的数据采集监控系统。

    所述节流系统用传感器中，压力传感器的个数为1-10个，阀位传感器的个数为1-4个。

    所述工控机与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元的通信连接方式应用TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议中的任意一种，数据格式符合井场数据传输规范格式。

    所述工控机与综合录井系统的通信方式兼容，通信连接方式包括TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议。

    所述工控机与随钻环空压力监测系统的通信方式兼容，通信连接方式包括TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议。

所述自动节流控制系统为电控自动节流控制系统，包括节流管汇、节流装置和监控单元，所述节流管汇包括并联的两条自动节流控制通道，第一自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀、两个手动平板阀、流量计和又一手动平板阀，电动平板阀、电动节流阀和流量计分别与控制装置连接；第二自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀和两个手动平板阀，并通过管汇连接到第一条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，电动平板阀与控制装置连接；所述控制装置包括控制器和设置在节流管汇入口处的传感器，传感器与控制器连接；所述节流装置包括减速器、防爆控制箱、伺服电机和驱动器，所述第一自动节流控制通道中的电动节流阀连接减速器，减速器另一端连接防爆控制箱，防爆控制箱内设置有伺服电机和驱动器，伺服电机的输出端与减速器连接，驱动器一端与伺服电机连接，另一端与控制装置连接；所述监控单元包括用于实时观察井口压力的压力表、用于监测井口压力的压力变送器、用于报警和提示的报警系统和操作控制机构，所述操作控制机构包括现场工控机、控制器和驱动器。

所述节流管汇还包括与自动节流控制通道并联的手动控制通道，所述手动控制通道包括通过管汇依次连接的手动平板阀、手动节流阀和又一手动平板阀，并通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间。

所述节流管汇还包括备用通道，备用通道一端通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，另一端通过管汇连接到流量计；所述备用通道包括通过管汇依次连接的两个手动平板阀。

所述节流管汇还包括与自动节流控制通道和手动控制通道并联的应急通道，应急通道通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，应急通道包括电动平板阀，电动平板阀与控制装置连接。

所述回压补偿系统为自给式局部循环系统，包括灌浆子系统、上水子系统、动力子系统和本地监控子系统，其中：所述的灌浆子系统包括泥浆泵、单流阀、闸阀六、闸阀七、四通、安全溢流阀和流量计，所述四通分别连接闸阀六、闸阀七、安全溢流阀和泥浆泵的出口，闸阀七与单流阀连接，泥浆泵的进口连接有本地监控子系统的流量计，四通上还连接有本地监控子系统的压力传感器；所述的上水子系统包括泥浆储备罐、砂泵一、砂泵二、闸阀三、闸阀一、闸阀二、闸阀四和闸阀五，所述闸阀一连接砂泵一的入口，砂泵一的出口连接闸阀二，泥浆储备罐分别连接闸阀二、闸阀三、闸阀四、灌浆子系统的闸阀六和灌浆子系统的安全溢流阀，本地监控子系统的流量计，流量计进口连接闸阀五，流量计的出口连接灌浆子系统的的泥浆泵，砂泵二进口连接闸阀四、砂泵二的出口连接闸阀五；所述动力子系统包括发动机和与发动机连接的变速箱与减速机构，所述泥浆泵与变速箱与减速机构连接；所述本地监控子系统包括流量计、泵冲感应器、压力传感器、本地监测及控制中心、液位传感器、现场远程上位系统和人机交互界面，本地监测及控制中心通过数据线与液位传感器、压力传感器、泵冲传感器、流量计、所述变速箱与减速机构、所述发动机、所述砂泵一、所述砂泵二、现场远程上位系统和人机交互界面连接，所述泵冲传感器安装在所述泥浆泵上，液位传感器安装于泥浆储备罐上。

    所述回压补偿系统还包括有撬装底座，所述本地检测及控制中心安装与撬装底座上。

    所述上水子系统还包括有搅拌器，搅拌器设置在泥浆储备罐中。

采用本发明的优点在于：

一、自动节流控制系统具有多条独立节流通道和应急手动通道以及直通道，各节流阀通道切换方便、安全，且具备本地手动、本地自动控制和上位远程自动控制功能，可以作为一个独立控制单元应用于现场生产，且具备阀位保持和实时检修功能，确保了施工安全顺利进行。

二、回压补偿系统具有局部循环功能，作为独立控制单元应用，具有本地手动控制、本地自动控制和远程自动控制功能，采用自身发动机工作，不需要外接电源，不依赖于井队的动力系统，其适用于各种钻机和钻井平台；在回压补偿自动控制作业过程中，采用“顺控方式”进行灌浆作业，解决了传统回压补偿系统存在的问题，并确保了泥浆泵出口的流量平稳、实现连续稳定的钻井液在井口部分局部循环，确保回压补偿施工作业安全、可靠。

三、本发明的监测与控制系统，可以实时共享井场的所有工程数据和设备数据，解决了控压钻井系统和井场综合录井系统或者钻机数据采集系统、PWD系统不兼容、不能共享实时数据的问题，为控压钻井系统提供实时决策基础数据，避免重复安装传感器，也解决了人工输入参数实时性不强不能满足闭环自动控制的问题，系统适应性强，便于现场应用。

四、本系统采用设备硬件-控制执行机构-本地监控单元-上位远程监控系统构成四层控制体系，每个系统可以独立应用，并可由上位监控系统集成为一套自动控制系统，满足不同现场的需要，且能实现设备状态和全工程参数的监测，可以实现微溢流监测与精细压力控制和风险判定和预警，降低了作业风险，提高了钻井安全性，经济适用。

五、本发明的监测控制系统，还可以把所有系统的数据实时远传至基地决策中心，为后方基地提供实时数据，后方基地可以根据实时数据为现场作业提供技术支撑。

六、采用本发明所述的灌浆子系统、上水子系统、动力子系统和本地监控子系统形成的技术方案，适用于油气井钻井压力控制钻井和欠平衡钻井接单根和起钻过程中，实现井口局部循环和灌浆，确保井口流过节流阀有一定流量以维持稳定的井口套压，且准确计量泵出口流量，本发明可简化现场安装程序，提高上水效率，以及自动化控制程度，并为上位控压钻井系统集中控制提供实时监测参数，使现场作业更加安全可靠，更符合现场应用需求；同时，本发明不需要外接电源，不依赖于井队的动力系统，其适用于各种钻机和钻井平台。

七、在回压补偿作业过程中，采用高压泥浆泵将钻井液从储液罐中灌入井筒，解决了由于管线距离长导致的上水效率低的难题，使回压补偿作业更加安全、可靠，取代原来靠第三方灌浆控压方式。

八、本回压补偿系统设计了储液罐，采用一般软管线通过大功率砂泵就可将钻井液注入储液罐，再用高压泥浆泵将储液罐中的钻井液灌入井筒中。这种方式避免了在现场采用硬管线连接和对循环罐进行改造作业，节约了成本和劳动力。

九、该系统能实现设备状态和全参数的监测，为生产上结合其他参数判定风险和预警提供支撑。

十、本回压补偿系统采用“顺控方式”进行灌浆作业，在进行自动灌浆回压补偿作业时，有效控制储液罐内钻井液量，避免储液罐内钻井液过多溢出罐体或过少影响回压补偿作业；并确保了泥浆泵出口的流量平稳、实现连续稳定的钻井液在井口部分局部循环，确保回压补偿施工作业安全、可靠。

十一、本发明中，工控机分别与井场数据采集系统、井下随钻环空压力监测系统通过网络通信设备连接在一起组建成工业局域网，这样就可以实时共享已有采集系统采集的工程参数，避免了再井场重复安装传感器造成浪费，并为工况判断、作业风险预警和压力控制提供基础数据，并能共享PWD系统工控机软件中的实时数据；工控机的监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接，这样可以避免自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元的众多的数据连接线都直接连接到上位工控机，也使自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元分别可以作为一个独立单元应用。

十二、本发明中，所采用的自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元都可以分别作为一个独立的单元进行本地自动与手动控制，并能实时监控设备控制参数，可以与上位工控机连接形成远程自动控制模式，达到上位工控机集中控制的目的。

十三、本发明中，实行独立模块化监测控制策略，自动节流控制系统与回压补偿系统均各自作为一个独立的控制系统，有独立的监测控制单元，便于数据采集与控制，实行分层监测与控制，可靠性高，解决了由于现场数控房和控制设备之间通信可能的中断不能进行自动控制的问题，大大降低了作业风险和劳动强度。

十四、本发明中，采用独立模块分层监测控制逻辑结构，减少了数控房这个装备，只需要上位工控计算机，大大降低了设备制造、运输和保养成本，也降低控压钻井系统的井场选择性。

十五、本发明中，根据所有实时工程参数和设备参数，可以判断是否节流阀被堵、节流阀及节流管汇刺漏损坏、是否微溢漏情况发生，以及控制机构损坏等，也可以判定回压补偿系统是否超出安全压力需要过压保护、设备是否完好；上位机和本地监控单元可以判断和预警各种复杂、设备是否完好，通信是否畅通等。

十六、本发明中具有报警功能，能根据实时工程参数和设备参数作出工艺和装备故障预警和报警，降低了作业风险，提高了钻井安全性。

十七、本发明，还可以把所有系统的数据实时远传至基地决策中心，为后方基地提供实时数据，后方基地可以根据实时数据为现场作业提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明控制逻辑结构示意图

图3为本发明自动节流控制系统的监测与控制逻辑结构图

图4为本发明回压补偿系统的监测与控制逻辑结构图

图5为本发明自给式局部循环系统结构图

图6为本发明自给式局部循环系统控制方法连接示意图

图7为本发明电控自动节流控制系统连接示意图

图8为本发明电控自动节流控制系统监控中心示意图

图9为本发明节流装置连接示意图

图中标记：1、闸阀一，2、砂泵一，3、闸阀二、4、泥浆储备罐，5、闸阀三，6、闸阀四，7、流量计，8、闸阀五，9、泥浆泵，10、变速箱与减速机构，11、发动机，12、闸阀六，13、安全溢流阀，14、闸阀七，15、单流阀，16、泵冲传感器，17、压力传感器，18、本地监测及控制中心，19、现场远程上位系统，20、四通，21、搅拌器，22、液位传感器，23、人机交互界面，24、砂泵二，25、回压泵电机系统，26、电机砂泵，27、控制箱，A、砂泵停止点，B、砂泵启动点，C、报警点，28、电动平板阀一，29、电动节流阀一，30、手动平板阀一，31、手动平板阀二，32、手动平板阀三，33、电动平板阀二，34、电动节流阀二，35、手动平板阀四，36、手动平板阀五，37、手动平板阀六，38、手动节流阀，39、手动平板阀七，40、手动平板阀七，41、手动平板阀八，42、电控自动节流控制系统压力传感器，43、电动平板阀三，44、监控系统，45、防暴箱，46、控制器，47、电控自动节流控制系统工控机，48、驱动器，49、伺服电机，50、远程基地，51、现场上位工控机及上位机控制模块，52、井场数据采集系统，53、PWD系统，54、自动节流系统监控单元，55、回压补偿系统监控单元，56、工控机，57、压力、阀位、流量传感器，58、节流阀调节执行控制机构，59、本地人机交互界面手柄、按钮，60、压力、液位、流量和温度传感器，61、回压泵、灌注泵启停控制机构，62、泥浆罐，63、钻机泥浆泵，64、钻机数据采集或综合录井系统，65、监测与控制系统，66、回压补偿系统，67、自动节流控制系统，68、液气分离系统，69、PWD测量传输仪器，70、控制开关，71、减速器，72、手动控制区。

具体实施方式

实施例1

一种闭环控压钻井系统，包括环空压力监测系统、旋转控制头和液气分离系统，还包括监测与控制系统、自动节流控制系统和回压补偿系统，监测与控制系统分别与自动节流控制系统和回压补偿系统连接；所述监测与控制系统包括上位工控检测机构、自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元，所述上位工控检测机构分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接。

以下对本发明中的监测与控制系统进行说明：

所述的上位工控监测机构包括工控机、网络通信设备和通信接口，工控机分别与井场数据采集系统、井下随钻环空压力监测系统通过网络通信设备连接在一起组建成工业局域网，工控机的监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接。

    所述的自动节流系统监控单元包括节流系统用传感器、流量计、节流阀调节控制装置和本地数据采集与控制器，节流系统传感器、流量计、节流阀调节控制装置由数据线连接至本地数据采集与控制器。

    所述的回压补偿系统监控单元包括补偿系统用传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构和本地数据采集与控制器，传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构由数据线连接至本地数据采集与控制器。

    所述的节流系统用传感器至少包括压力传感器、温度传感器和阀位传感器，压力传感器装在节流管汇进口端与节流阀前后端，流量计安装于节流管汇出口端，阀位传感器安装于节流阀上。

    所述的补偿系统用传感器至少包括压力传感器和泵冲传感器，压力传感器安装在高压泥浆泵的出口处，泵冲传感器安装于高压泥浆泵上，流量计安装于高压泥浆泵的入口处。

    所述的井场数据采集系统包括综合录井系统和钻机本身自带的数据采集监控系统。

    所述节流系统用传感器中，压力传感器的个数为1-10个，阀位传感器的个数为1-4个。

    所述工控机与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元的通信连接方式应用TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议中的任意一种，数据格式符合井场数据传输规范格式。

    所述工控机与综合录井系统的通信方式兼容，通信连接方式包括TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议。

    所述工控机与随钻环空压力监测系统的通信方式兼容，通信连接方式包括TCP/IP、OPC或MODBUS通信协议。

以下对本发明中的自动节流控制系统进行说明：

所述自动节流控制系统为电控自动节流控制系统，包括节流管汇、节流装置和监控单元，所述节流管汇包括并联的两条自动节流控制通道，第一自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀、两个手动平板阀、流量计和又一手动平板阀，电动平板阀、电动节流阀和流量计分别与控制装置连接；第二自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀和两个手动平板阀，并通过管汇连接到第一条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，电动平板阀与控制装置连接；所述控制装置包括控制器和设置在节流管汇入口处的传感器，传感器与控制器连接；所述节流装置包括减速器、防爆控制箱、伺服电机和驱动器，所述第一自动节流控制通道中的电动节流阀连接减速器，减速器另一端连接防爆控制箱，防爆控制箱内设置有伺服电机和驱动器，伺服电机的输出端与减速器连接，驱动器一端与伺服电机连接，另一端与控制装置连接；所述监控单元包括用于实时观察井口压力的压力表、用于监测井口压力的压力变送器、用于报警和提示的报警系统和操作控制机构，所述操作控制机构包括现场工控机、控制器和驱动器。

所述节流管汇还包括与自动节流控制通道并联的手动控制通道，所述手动控制通道包括通过管汇依次连接的手动平板阀、手动节流阀和又一手动平板阀，并通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间。

所述节流管汇还包括备用通道，备用通道一端通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，另一端通过管汇连接到流量计；所述备用通道包括通过管汇依次连接的两个手动平板阀。

所述节流管汇还包括与自动节流控制通道和手动控制通道并联的应急通道，应急通道通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，应急通道包括电动平板阀，电动平板阀与控制装置连接。

以下对本发明中的自给式局部循环系统进行说明：

所述回压补偿系统为自给式局部循环系统，但并不局限于自给式局部循环系统，也可以为电动回压补偿系统。

自给式局部循环系统包括灌浆子系统、上水子系统、动力子系统和本地监控子系统，其中：所述的灌浆子系统包括泥浆泵、单流阀、闸阀六、闸阀七、四通、安全溢流阀和流量计，所述四通分别连接闸阀六、闸阀七、安全溢流阀和泥浆泵的出口，闸阀七与单流阀连接，泥浆泵的进口连接有本地监控子系统的流量计，四通上还连接有本地监控子系统的压力传感器；所述的上水子系统包括泥浆储备罐、砂泵一、砂泵二、闸阀三、闸阀一、闸阀二、闸阀四和闸阀五，所述闸阀一连接砂泵一的入口，砂泵一的出口连接闸阀二，泥浆储备罐分别连接闸阀二、闸阀三、闸阀四、灌浆子系统的闸阀六和灌浆子系统的安全溢流阀，本地监控子系统的流量计，流量计进口连接闸阀五，流量计的出口连接灌浆子系统的的泥浆泵，砂泵二进口连接闸阀四、砂泵二的出口连接闸阀五；所述动力子系统包括发动机和与发动机连接的变速箱与减速机构，所述泥浆泵与变速箱与减速机构连接；所述本地监控子系统包括流量计、泵冲感应器、压力传感器、本地监测及控制中心、液位传感器、现场远程上位系统和人机交互界面，本地监测及控制中心通过数据线与液位传感器、压力传感器、泵冲传感器、流量计、所述变速箱与减速机构、所述发动机、所述砂泵一、所述砂泵二、现场远程上位系统和人机交互界面连接，所述泵冲传感器安装在所述泥浆泵上，液位传感器安装于泥浆储备罐上。

    所述回压补偿系统还包括有撬装底座，所述本地检测及控制中心安装与撬装底座上。

    所述上水子系统还包括有搅拌器，搅拌器设置在泥浆储备罐中。

结合附图对自给式局部循环系统说明如下：

灌浆子系统主要包括了一台专用高压泥浆泵9，提供灌浆系统所需的高压泥浆；安全溢流阀13，用于泵出口压力超过设定安全值自动泄压，确保安全；单流阀15，确保井内流体不会逆向进入该系统，确保生产安全；闸阀组14、12，流程需要开关管线；四通20连接闸阀14、闸阀12、安全溢流阀13、高压泥浆泵9的出口；闸阀14与单流阀15连接，高压泥浆泵9进口连接流量计7，高压泥浆泵9与变速箱与减速机构10连接。

上水子系统主要包括了一台泥浆储备罐4，用储备存放泥浆，供系统泥浆循环使用；一台砂泵2，用于远距离从井队泥浆罐抽吸泥浆至泥浆储备罐；一台砂泵24，用于向专用高压泥浆泵9灌注泥浆储备罐4中的泥浆，提高高压泥浆泵9的上水效率；搅拌器21，用于罐内泥浆搅拌防止沉降；排污闸阀5用于施工结束或者检修设备需要排除泥浆储备罐4中的剩余泥浆；闸阀组1、3、6、8，用于流程需要开关管线，并方便检修、更换其它设备。闸阀1连接砂泵单元2的入口，砂泵单元2出口用连接管线连接闸阀3；泥浆储备罐4连接闸阀3、闸阀5、闸阀12、安全溢流阀13，流量计7进口连接闸阀8、出口连接高压泥浆泵9；砂泵24进口连接闸阀6，出口连接闸阀8；搅拌器安置于泥浆储备罐4内。

动力子系统主要包括柴油发动机11，给高压泥浆泵和局部循环系统提供转速动能，确保高压泥浆泵运转；变速箱与减速机构10，用于减低柴油发动机11的高转速到目标转速以适合高压泥浆泵正常运转，确保输出目标的流量。高压泥浆泵9与变速箱与减速机构10连接，柴油发动机11与变速箱与减速机构10连接。 

本地监控子系统主要包括流量计7，用于计量灌入钻井液量；泵冲感应器16，用于监测高压泥浆泵工作状况及计量；压力传感器17，用于监测泵出口压力；液位传感器22，用于监测泥浆储备罐内液面高低；本地监测及控制中心18，包括各种控制处理器、数据连接接口和网络接口，负责现场所有信号采集、处理、执行控制命令、驱动执行机构，即根据传感器采集的数据、上位系统19或者本地人机交互界面23的指令，进行分析决策和下达指令给砂泵单元2、24启停动作、柴油发动机11启停动作与转速、变速箱与减速机构10变速档位动作，达到控制自给式局部循环系统的目的。本地监测及控制中心18安装于撬装底座，通过数据线液面传感器22、压力传感器17与泵冲传感器16、流量计7、变速箱与减速机构10、柴油发动机11、砂泵单元2、24、本地人机交互界面23与本地监测及控制中心18通过数据线连接。泵冲传感器16与专用高压泥浆泵9连接，压力传感器17连接在泵出口四通20或者出口管线上，液位传感器22安放于泥浆储备罐。

实施例2

以下对本发明进行详细说明：

1、闭环压力控制钻井系统具体实施步骤如下：

1）、上位工控检测机构包括：工控机、网络通信设备与通信接口，工控机与井场数据采集系统局域网、PWD系统地面解码软件工控机通过网络通信设备组建工业局域网，工控机监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接；井场数据采集系统主要包括综合录井系统与钻机本身自带的数据采集监控系统；通过网络接口和上位机软件及接口可以实时共享已有采集系统采集的工程参数，主要包括但不限于：井深、钻头位置、排量、立压、套压、大钩位置、大钩负荷、钻盘转速、钻压、扭矩、上米钻时、全烃含量及各组分含量、H₂S含量、CO₂含量、进口钻井液密度、出口钻井液密度、进口钻井液粘度、出口钻井液粘度等参数，这样避免了在井场重复安装传感器造成浪费；为工况判断、作业风险预警和压力控制提供基础数据；以及共享PWD系统工控机软件中的实时数据，主要包括：井斜、方位、环空井底压力、钻柱内压力、钻柱内关泵平均压力、环空关泵平均压力、温度等参数，为轨迹计算、作业风险预警和压力控制提供基础数据；工控机监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接,这样可以避免自动节流控制系统单元和回压补偿单元的众多的数据连接线都直接连接到上位工控机，也使自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元可以作为一个独立单元应用。

2）、自动节流系统监控单元的压力传感器、流量计、节流阀调节控制装置由数据线连接至本地数据采集与控制器；1至10个压力传感器装在节流管汇进口端与节流阀前后端，流量计安装于节流管汇出口端，1至20个阀位传感器安装于节流阀与平板阀；自动节流系统监控单元可以作为一个独立单元进行本地自动与手动控制，并能实时监控设备控制参数：节流压力、节流阀位开度、平板阀开关位置、出口质量流量、出口密度、出口体积流量，且可以上位工控机连接形成远程自动控制模式，达到上位工控机集中控制的目的。

3）、回压补偿系统监控单元压力传感器、泵冲传感器、流量计、泵启停控制机构、发动机启停控制机构由数据线连接至本地数据采集与控制器；压力传感器安装在高压泥浆泵出口和设备油泵上，泵冲传感器安装于高压泥浆泵上，流量计安装于高压泥浆泵的入口近端靠近泵位置；回压补偿系统监控单元可以作为一个独立单元进行本地自动与手动控制，并能实时监控设备控制参数：设备油压力、泵出口压力、出口流量、泵启停状态、发动机启停状态等，且可以上位工控机连接形成远程自动控制模式，达到上位工控机集中控制的目的。

4）、监测与控制逻辑策略是：上位工控机决策分析模块接收到的工程和设备参数后，计算分析和决策井口控制套压值和回压泵开停动作指令，并下达套压值控制指令和开停回压补偿系统动作指令：

（1）在系统开始进行自动监测与控制前，人工录入井身结构、钻具组合、钻井液性能、地层预测压力系数、设计目标控制井底压力或设计目标当量钻井液密度等不实时变更的参数到上位机决策分析模块并保存至工控机数据库。

（2）在自动节流控制系统与回压补偿系统的监控单元的人机交互界面或者手柄、按钮设置控制模式为远程自动控制模式。

（3）当系统开始进行自动监测与控制时，上位工控机决策分析模块实时获取PWD和井场数据采集系统（综合录井系统或者钻机数据采集系统）以及自动节流控制系统、回压补偿系统上传的工程和设备参数；根据综合录井数据和设备参数综合判断现场工况，利用实时PWD监测的井筒压力及历史数据校核计算模型参数，并实时计算井筒压力剖面，计算实时控制套压，并下达套压值值指令；若监测井筒进口流量持续下降并结合工况判定停止循环，则下达回压补偿系统开始指令，若判定正常循环，则下达回压补偿系统停止指令。报警提示主要包括但不限于：井漏、溢流、卡钻、钻具刺漏报警，其判断策略是若发现进口流量不变，出口流量持续下降，则发出井漏报警；若发现进口流量不变，出口流量持续上涨，则发出井涌报警；若发现转速、钻压、排量参数不变而扭矩不断增高，则发出卡钻预警；若排量、转速、钻压参数不变，而泵压下降，则发出钻具刺漏提示。

（4）当实时套压指令发送至自动节流控制系统，自动节流控制系统接收到套压控制指令后，自动节流控制系统的控制器根据得到套压指令和实时采集的节流管汇上的关键数据（套压、出口流量、阀位），由自动节流控制系统的控制器独自运算和决策是否进行阀位调节，其运算算法为工业自动控制的模型预测控制算法，并完成上位机下达的指令，并实时上传监测到的数据到上位机。

（5）当回压泵得到开停动作指令后，由回压泵的控制器根据检测到的关键数据决策设备的开停动作，并完成上位机指令和实时上传监测的数据到上位机。

5）、当现场需求不需要全过程的非常精确的井底压力控制而不需要上位控制机控制时，或者上位机通信出现问题时候，自动节流控制系统与回压补偿系统均各自作为一个独立的控制系统，有独立的监测控制单元，则可以进行本地的自动控制或者本地手动控制。

2、电控自动节流控制系统具体实施步骤如下：

本发明由电动平板阀一28、电动节流阀一29、手动平板阀一30、手动平板阀二31、流量计7、手动节平板阀三32通过管汇连接形成第一自动节流控制通道；电动平板阀二33、电动节流阀二，34、手动平板阀四35、手动平板阀五36、手动平板阀二31、流量计、手动节平板阀三32通过管汇连接形成第二自动节流控制通道；手动平板阀六37、手动节流阀38、手动平板阀七39、手动平板阀五36、手动平板阀二31、流量计、手动平板阀三32通过管汇连接形成手动控制通道；手动平板阀七40、手动平板阀八41通过管汇连接与流量计连接形成备用通道；电控自动节流控制系统压力传感器42、电动节流阀一29、电动平板阀一28、电动平板阀二33、电动平板阀三43、流量计通过通信线与监控系统44连接，监控系统44与电力防暴箱45相连。

监控系统上设置有控制模式的控制开关，能实现本地自动控制、本地手动控制和远程自动控制的转换，当控制开关处于自动远端控制档位时，远端自动控制系统开启，进入远端自动控制监控状态，同时锁死近地自动控制和手动按钮控制，直接接收并执行来自数控房的控制指令，也可将电动节流阀、电动平板阀的状态、参数上传至数控房，实现双通道通信，在控制间的上位机上设定井口压力控制值命令并确定后，控制装置将监测井口实测压力、电动节流阀开启度，根据压力传感器传来的数据并经过计算后，与设定井口压力值进行对比，再发出调节命令给电动节流阀，从而使井口压力自动稳定在设定值范围内；当控制开关处于自动近地控制档位时，近地自动控制系统开启，进入近地自动控制监控状态，同时锁死远端自动控制与手动按钮控制，在现场控制机柜上设定井口压力控制值命令并确定后，控制装置将监控井口压实测压力、通过基数按处理后与设定压力值进行比较，再发出调节命令给电动节流阀，从而使井口压力自动稳定在设定值范围内。当控制开关处于手动控制档位时，压力控制系统脱离自动状态，系统只做监控使用不参与控制，靠人工操作手动控制区的按钮直接对执行机构实施对压力的控制。

电控自动节流控制系统的具体工作控制过程：

1)、压力调节：

设定电动节流阀关小，井口压力升高，电动节流阀开度增加，井口压力降低。工作时电力防爆箱45对整套系统进行供电，电控自动节流控制系统压力传感器42将采集到的压力信号传输给监测系统44，信号在控制器46内进行分析处理，并将处理后的数据与电控自动节流控制系统工控机47输入的值进行比较，然后对驱动器48发出指令，如：假定设定井口压力=A；实测井口压力=B，设定的允许误差为C）当(A-B)≤|C|时电执行机构不动作，保持稳定状态，当|C|＜(A-B)时伺服电机49带动调节阀按比例连续变化从而达到控制井口压力和稳定井口压力作用，实现电动自动控制。

2）、自动切换：电动控制自动节流系统包括，两条自动节流控制通道，一条手动节流控制通道，一条应急泄压通道。当第一自动节流控制通道在工作时，电动平板阀一28、手动平板阀一30、手动平板阀二31、手动平板阀三32、手动平板阀四35处于开启状态；手动平板阀六37、电动平板阀二33、电动平板阀三43处于关闭状态，电控自动节流控制系统压力传感器42将采集到的压力信号传给监控系统44，监控系统通过运算后发出指令给电动节流阀一29来调整节流阀的开度实现压力的自动控制在设定范围内。系统可实现无扰动自动切换，工作过程中如果监测系统44发现第一自动节流控制通道不能将压力控制在允许的误差范围内，就将启动第二自动节流控制通道，此时监控系统向电动平板阀二33发出开启指令，瞬间实现开启，电控自动节流控制系统压力传感器42将采集到的压力信号传给监控系统44，监控系统通过运算后发出指令给电动节流阀一29、电动节流阀二34，同时指导两个电动节流阀的开关，实现压力的自动控制在设定范围内，当井口压力达到设定允许误范围时，监控系统逐渐增加电动节流阀二34的开度，同时减小电动节流阀一29的开度，直至电动节流阀一29全部关闭，电动节流阀一29关闭的信号反馈给监控系统44后，监控系统立即发出指令关闭电动平板阀一28，至此实现了第一自动节流控制通道向第一自动节流控制通道的无扰动自动切换。

3）应急通道：应急通道由电动平板阀三43实现控制，监控系统44对可根据钻井现场的时间需要对电动平板阀三43设定一个开启压力和关闭压力。当一条自动节流控制通道不能正常控制压力时，优先起动另一条自动控制节流通道，如果两条自动控制节流通道都不能正常工作，或是通道出现被堵的情况，监控系统一旦检测到电控自动节流控制系统压力传感器42的压力超过设定的开启压力时，电动平板阀三43立即自动开启泄压，当压力泄到低于设定的关闭压力时，电动平板阀三43自动实现关闭，避免出现憋泵导致井下复杂或设备损坏，以此来保证现场作业的安全。

3、回压补偿系统具体实施步骤如下：

 下面结合附图对本发明进一步说明：下面结合附图对本发明进一步说明：自给式局部循环系统由灌浆子系统、上水子系统、动力子系统、本地监控子系统及撬装和连接管线构成。本系统连接及达到的技术效果如下：

闸阀1连接砂泵单元2的入口，砂泵单元2出口用连接管线连接闸阀3，便于砂泵单元2检修和灌注泥浆到泥浆储备罐；泥浆储备罐4连接闸阀3、闸阀5、闸阀6、闸阀12、安全溢流阀13，闸阀5用于泥浆储备罐4的清洗排污，闸阀6便于砂泵24检修时候关断来流通道，以免泥浆储备罐4内流体流出造成浪费和环境污染，闸阀12连接高压泥浆泵9和泥浆储备罐4，用于启动泵时候让泵空负荷启动，保护启动部件和泵，溢流阀13用于高压泥浆泵9、闸阀14、单流阀15和出液管线的过压保护，溢流阀流出的流体返回泥浆储备罐，形成自循环，不浪费泥浆且保证设备安全；砂泵24出口连接闸阀8，进口连闸阀6，关断进出口闸阀6、8，便于泵的检修；流量计7进口连接闸阀8、出口连接高压泥浆泵9，便于计量从高压泥浆泵9泵出的泥浆提及流量； 专用高压泥浆泵9进口连接闸阀8，出口连接四通20，高压泥浆泵9与变速箱与减速机构10连接，柴油发动机11与变速箱与减速机构10连接，四通20连接闸阀14、闸阀12、安全溢流阀13高压泥浆泵两端设置闸阀8、14便于流程管线开关和设备检修时候关断进出口，变速箱与减速机构10把柴油发动机11的转速变化为与泥浆泵匹配的设计目标转速，以达到目标出口排量；闸阀14与单流阀15连接，单流阀确保外部流体不能反灌入高压泥浆泵；搅拌器安置于泥浆储备罐4内，防止重泥浆中加重材料沉降造成结饼和密度不均；泵冲传感器16与专用高压泥浆泵9连接，监控泥浆泵的工作状态和计量冲数；压力传感器17连接在泵出口四通20或者出口管线上，监测出口泵压；液位传感器22安放于泥浆储备罐，监测液面高度，为砂泵2启停提供依据，并为砂泵24和高压泥浆泵9开停提供基本参数；液面传感器22、压力传感器17与泵冲传感器16、流量计7、变速箱与减速机构10、柴油发动机11、砂泵单元2与24、本地人机交互界面23与本地监测及控制中心18通过数据线连接，实现本地的数据实时监测与控制，本地监测及控制中心18与远程上位系统19连接，实现上位远程集中监控。

本发明灌浆控制过程如下：

1、实施回压补偿作业前，打开闸阀1、3、6、8、12、14，关闭闸阀5，开启砂泵2先将储液罐灌满，并通过控制机构18或19设定储液罐内钻井液面高度启动/停止大功率砂泵和高压泥浆泵。

2、回压补偿作业时，选择控制模式，即本地手动控制和本地自动控制、远程自动控制模式。

（1）当控制开关在手动位置时，局部循环系统脱离自动状态，系统只做监控使用不参与控制，一切控制全靠手动完成泵的启停和回压补偿灌浆过程。

（2）当控制开关在本地自动位置时，系统出于本地自动控制状态，按照顺序控制模式进行系统控制。即回压补偿作业时，通过高压泥浆泵将储液罐内钻井液注入井筒，同时通过液面监测系统实时监测储液罐内钻井液面高度，当液面低于系统设置低点（B点，取值0.1米至泥浆储备罐高度，取三分之一至二分之一泥浆储备罐体高度较为适宜，0.5-1.5米最适宜，取值时候小于A值）时操作控制机构启动大功率砂泵，将井队循环罐内的钻井液补充到回压补偿系统储液罐中，当储液罐内钻井液面高度高于设定高点（A点，取值0.1米至泥浆储备罐高度，取泥浆储备罐体高度70%-90%较为适宜，1.5-3米最适宜）时停止大功率砂泵，以保证储液罐内钻井液充足。同时，还设定了液位最低点（C点，取值0-0.5米，取泥浆储备罐体高度的10%-20%较为适宜，0.25-0.5米最适宜取值时候小于B点值），当液面降到最低点时，操作控制机构会发出警报并停止高压泥浆泵，以到达防止抽空保护高压泥浆泵的目的。

（3）、当控制开关在远程自动位置时，系统出于远程自动控制状态，在回压补偿作业实施过程中，通过系统远程控制接口将各种参数实时传输至现场远程上位系统或者后方基地，上位系统或者后方基地根据参数变化掌握设备运转状态及现场施工情况，可针对现场情况发出各种施工作业指令，并可对系统进行实时监控，提高了整个施工作业的安全性和系统可靠性。

（4）、单次作业完毕，打开闸阀12、确保下次作业安全。

实施例3

本发明中的自动节流控制系统还可以为液控自动节流控制系统，以下对采用液控自动节流控制系统进行说明：

液控自动节流控制系统包括自动节流管汇、电控液节流控制执行装置和监测控制系统：

节流管汇主要包括：三条道自动节流控制通道，由3个液动控制的节流装置和6个平板阀构成，一条应急手动节流控制通道，由1个节流阀与2个平板阀组成，一条应急泄压直通道由一个平板阀组成，出口前设有两条并联通道，由三个平板阀和U型出口流量计构成，四条通道并联组成一套三自动一手动一直通道的节流管汇。

电控液节流控制执行装置能根据监测控制系统发出的指令调节阀门的开度，实现压，力的精细控制。

监测控制系统主要包括了压力表，用于实时观察井口压力；压力变送器，用于监测井口压力；报警系统，用于报警、提示设备故障。操作控制机构主要包括了现场工控机，是现场采集控制中枢，实施显示系统所处状态，能实现人机通信按输入需要控制的进口压力，能将采集的所有数据及系统工作状态通过网络上传至数控房，也可接受数据房发出的控压指令；控制器，用于采集并处理井口实时压力数据，负责现场所有信号的采集、处理、转发中间指令、实施对驱动的通信；驱动器，执行控制器发出的指令，通过驱动电机和比例调节阀控制节流阀关闭或者开启，实现压力的准确控制并实时对控制器反馈阀门开度参数；操作控制机构还设有出口流量监测装置。

操作控制机构上设置有本地自动控制、本地手动控制和远程自动控制接口，近地自动控制可与数据空房分开而实现自动控制，远程自动控制接口可直接接收并执行来自数控房的控制指令，也可将电动控制自动节流系统的状态、参数上传至数控房，实现双通道通信。

本发明中的电控自动节流控制系统和液控自动节流控制系统任意选择一种均可以完成精细压力控制，两种模式的数据接口均与上位监测与控制系统的监控机构接口兼容。

Claims (5)

1.一种闭环控压钻井系统，包括环空压力监测系统、旋转控制头和液气分离系统，其特征在于：还包括监测与控制系统、自动节流控制系统和回压补偿系统，监测与控制系统分别与自动节流控制系统和回压补偿系统连接；所述监测与控制系统包括上位工控检测机构、自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元，所述上位工控检测机构分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接；所述的上位工控监测机构包括工控机、网络通信设备和通信接口，工控机分别与井场数据采集系统、井下随钻环空压力监测系统通过网络通信设备连接在一起组建成工业局域网，工控机的监控端口通过通信接口分别与自动节流系统监控单元和回压补偿系统监控单元连接；所述的自动节流系统监控单元包括节流系统用传感器、流量计、节流阀调节控制装置和本地数据采集与控制器，节流系统传感器、流量计、节流阀调节控制装置由数据线连接至本地数据采集与控制器；

   所述的回压补偿系统监控单元包括补偿系统用传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构和本地数据采集与控制器，传感器、流量计、泵启停控制机构、动力单元启停控制机构由数据线连接至本地数据采集与控制器；

    所述的节流系统用传感器至少包括压力传感器、温度传感器和阀位传感器，压力传感器装在节流管汇进口端与节流阀前后端，压力传感器的个数为1-10个，流量计安装于节流管汇出口端，阀位传感器安装于节流阀上，阀位传感器的个数为1-4个；所述的补偿系统用传感器至少包括压力传感器和泵冲传感器，压力传感器安装在高压泥浆泵的出口处，泵冲传感器安装于高压泥浆泵上，流量计安装于高压泥浆泵的入口处；

所述自动节流控制系统为电控自动节流控制系统，包括节流管汇、节流装置和监控单元，所述节流管汇包括并联的两条自动节流控制通道，第一自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀、两个手动平板阀、流量计和又一手动平板阀，电动平板阀、电动节流阀和流量计分别与控制装置连接；第二自动节流控制通道包括通过管汇依次连接的电动平板阀、电动节流阀和两个手动平板阀，并通过管汇连接到第一条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，电动平板阀与控制装置连接；所述控制装置包括控制器和设置在节流管汇入口处的传感器，传感器与控制器连接；所述节流装置包括减速器、防爆控制箱、伺服电机和驱动器，所述第一自动节流控制通道中的电动节流阀连接减速器，减速器另一端连接防爆控制箱，防爆控制箱内设置有伺服电机和驱动器，伺服电机的输出端与减速器连接，驱动器一端与伺服电机连接，另一端与控制装置连接；所述监控单元包括用于实时观察井口压力的压力表、用于监测井口压力的压力变送器、用于报警和提示的报警系统和操作控制机构，所述操作控制机构包括现场工控机、控制器和驱动器。

2.根据权利要求1所述的闭环控压钻井系统，其特征在于：所述节流管汇还包括与自动节流控制通道并联的手动控制通道，所述手动控制通道包括通过管汇依次连接的手动平板阀、手动节流阀和又一手动平板阀，并通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间。

3.根据权利要求2所述的闭环控压钻井系统，其特征在于：所述节流管汇还包括备用通道，备用通道一端通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，另一端通过管汇连接到流量计；所述备用通道包括通过管汇依次连接的两个手动平板阀。

4.根据权利要求3所述的闭环控压钻井系统，其特征在于：所述节流管汇还包括与自动节流控制通道和手动控制通道并联的应急通道，应急通道通过管汇连接到第二条自动节流控制通道的两个手动平板阀之间，应急通道包括电动平板阀，电动平板阀与控制装置连接。

5.根据权利要求1、2、3或4 所述的闭环控压钻井系统，其特征在于：所述回压补偿系统为自给式局部循环系统，包括灌浆子系统、上水子系统、动力子系统和本地监控子系统，其中：所述的灌浆子系统包括泥浆泵、单流阀、闸阀六、闸阀七、四通、安全溢流阀和流量计，所述四通分别连接闸阀六、闸阀七、安全溢流阀和泥浆泵的出口，闸阀七与单流阀连接，泥浆泵的进口连接有本地监控子系统的流量计，四通上还连接有本地监控子系统的压力传感器；所述的上水子系统包括泥浆储备罐、砂泵一、砂泵二、闸阀三、闸阀一、闸阀二、闸阀四和闸阀五，所述闸阀一连接砂泵一的入口，砂泵一的出口连接闸阀二，泥浆储备罐分别连接闸阀二、闸阀三、闸阀四、灌浆子系统的闸阀六和灌浆子系统的安全溢流阀，本地监控子系统的流量计，流量计进口连接闸阀五，流量计的出口连接灌浆子系统的的泥浆泵，砂泵二进口连接闸阀四、砂泵二的出口连接闸阀五；所述动力子系统包括发动机和与发动机连接的变速箱与减速机构，所述泥浆泵与变速箱与减速机构连接；所述本地监控子系统包括流量计、泵冲感应器、压力传感器、本地监测及控制中心、液位传感器、现场远程上位系统和人机交互界面，本地监测及控制中心通过数据线与液位传感器、压力传感器、泵冲传感器、流量计、所述变速箱与减速机构、所述发动机、所述砂泵一、所述砂泵二、现场远程上位系统和人机交互界面连接，所述泵冲传感器安装在所述泥浆泵上，液位传感器安装于泥浆储备罐上。