CN108374643A - 井口回压控制系统和方法 - Google Patents
井口回压控制系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108374643A CN108374643A CN201810205110.XA CN201810205110A CN108374643A CN 108374643 A CN108374643 A CN 108374643A CN 201810205110 A CN201810205110 A CN 201810205110A CN 108374643 A CN108374643 A CN 108374643A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- back pressure
- valve
- pressure
- wellhead back
- throttling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 159
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 132
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 40
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 27
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/067—Separating gases from drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本申请实施例提供了一种井口回压控制系统和方法，其中，该系统包括：节流通道和第一直通通道，节流通道与第一直通通道并联，设置于井口与泥浆罐之间；第一气控平板阀、第一手动节流阀和液控节流阀依次串联设置在节流通道上，第一气控平板阀用于开启或关闭节流通道，第一手动节流阀用于对井口回压进行第一次压力调整，液控节流阀用于对井口回压进行第二次压力调整；第一直通通道包括第二气控平板阀，第二气控平板阀用于开启或关闭第一直通通道，由于该系统的节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀，达到可以先对井口回压进行粗调，再对井口回压进行微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及油气开发技术领域，特别涉及一种井口回压控制系统和方法。
背景技术
在油气开发的过程中，例如，对深层复杂油气藏进行钻井开发时，由于地层压力较高、温度梯度较大、流体物性变化较大、介质组成较为复杂等因素，随着裸眼井段的增加，容易出现压力梯度的变化，进而引起涌、漏、卡等钻井安全问题。为了保证钻井安全，保证钻井过程中钻井液循环系统的可靠、稳定，往往需要实时对井口回压进行控制。
目前，现有的井口回压控制系统，例如动态环空压力控制系统，设备成本相对较高，实施过程相对复杂，且往往不能达到精确控制井口回压的效果。综上可知，现有的井口回压控制系统往往存在实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种井口回压控制系统和方法，以解决现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果。
本申请实施例提供了一种井口回压控制系统，包括：节流通道和第一直通通道，其中，所述节流通道与所述第一直通通道并联，所述节流通道和所述第一直通通道设置于井口与泥浆罐之间；
所述节流通道包括：第一气控平板阀、第一手动节流阀和液控节流阀，其中，所述第一气控平板阀、所述第一手动节流阀和所述液控节流阀依次串联设置在所述节流通道上，所述第一气控平板阀用于开启或关闭所述节流通道，所述第一手动节流阀用于对井口回压进行第一次压力调整，所述液控节流阀用于对所述井口回压进行第二次压力调整；
所述第一直通通道包括第二气控平板阀，所述第二气控平板阀用于开启或关闭所述第一直通通道。
在一个实施方式中，在所述井口回压控制系统与所述井口之间还连接有第一压力表，所述第一压力表用于测量井口回压。
在一个实施方式中，所述节流通道还包括过滤器，所述过滤器与所述液控节流阀相连，所述过滤器用于过滤所述节流通道中尺寸大于阈值尺寸的物质。
在一个实施方式中，在所述过滤器上还设有第一针阀，所述第一针阀用于调节所述节流通道中的圈闭压力。
在一个实施方式中，在所述节流通道靠近所述井口的一端还设置有第一流量计，在所述节流通道靠近所述泥浆罐的一端还设置有第一手动平板阀。
在一个实施方式中，所述系统还包括泄压通道，所述泄压通道与所述节流通道并联，所述泄压通道设置于所述井口与所述泥浆罐之间。
在一个实施方式中，所述泄压通道上依次设置手动旋塞阀和弹簧式泄压阀，其中，所述弹簧式泄压阀用于在井口回压大于第一阈值的情况下进行泄压保护。
在一个实施方式中，在所述井口回压控制系统和所述泥浆罐之间还连接有第二直通通道和测量通道，所述第二直通通道与所述测量通道并联，其中：
所述测量通道包括：第二手动平板阀、质量流量计，其中，所述第二手动平板阀、所述质量流量计依次设置在所述测量通道上，所述第二手动平板阀用于开启或关闭所述测量通道，所述质量流量计用于测量井口返回钻井液的流量；
所述第二直通通道包括第三手动平板阀，所述第三手动平板阀用于开启或关闭所述第二直通通道。
在一个实施方式中，在所述测量通道与所述泥浆罐之间，还依次连接有气液分离器、第二流量计，其中，所述气液分离器用于分离排出的钻井液的气体和液体，所述第二流量计用于测量所述排出的钻井液的液体流量。
在一个实施方式中，在所述气液分离器与所述测量通道之间还设有第二手动节流阀，用于提供背压。
本申请实施例还提供了一种通过所述井口回压控制系统，进行井口回压控制的方法，包括：
通过第一压力表测量井口回压，并将所述井口回压分别与第一阈值、第二阈值作比较；
在所述井口回压小于等于第一阈值，且大于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；通过调整第一手动节流阀的开度，对井口回压进行第一次压力调整；通过液控节流阀对经过第一次压力调整的井口回压进行第二次压力调整，以获得符合要求的井口回压；
在所述井口回压小于等于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；调整所述第一手动节流阀的开度至最大值，通过液控节流阀对所述井口回压进行压力调整，以获得符合要求的井口回压。
本申请实施例还提供了一种通过所述井口回压控制系统，进行井口回压控制的方法，包括：
在所述井口回压大于第一阈值的情况下，通过手动旋塞阀开启所述泄压通道；通过所述弹簧式泄压阀进行泄压保护。
在本申请实施例中，由于在节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀两种不同类型的节流阀，通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施方式提供的井口回压控制系统的组成结构示意图；
图2是应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统进行井口回压控制的处理流程图；
图3是应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统以及测量通道进行钻井液循环系统状况的监控方法的流程图；
图4是在一个场景示例中应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统和方法的流程示意图；
附图说明：
1、泥浆泵，2、第三流量计，3、第二压力表，4、旋转控制头，5、第一压力表，6、第一气控平板阀，7、第一流量计，8、第一手动节流阀，9、第三压力表，10、第二气控平板阀，11、手动旋塞阀，12、弹簧式泄压阀，13、液控节流阀，14、过滤器，15、第一针阀，16、第一手动平板阀，17、第四压力表，18、第五压力表，19、第二手动平板阀，20、质量流量计，21、第三手动平板阀，22、第二针阀，23、第四手动平板阀，24、手动节流阀，25、气液分离器，26、排气口，27、第二流量计，28、振动筛，29、泥浆罐，30、井口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
考虑到现有的井口回压控制系统，大多都是利用单一的节流阀结合较为复杂的自动控制系统进行压力控制，导致具体实施时，往往存在回压控制不精确、实施成本相对较高的技术问题。针对产生上述问题的根本原因，本申请考虑可以利用不同类型节流阀的压力控制特点，设计在节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀两种不同类型的节流阀，通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果。
基于上述思考思路，本申请实施例提供了一种井口回压控制系统。具体请参阅图1所示的根据本申请实施方式提供的井口回压控制系统的组成结构示意图。本申请实施例提供的井口回压控制系统，具体可以包括以下结构：节流通道和第一直通通道，其中，所述节流通道具体可以与所述第一直通通道并联，所述节流通道和所述第一直通通道具体可以设置于井口30与泥浆罐29之间；
所述节流通道具体可以包括：第一气控平板阀6、第一手动节流阀8和液控节流阀13，其中，所述第一气控平板阀6、所述第一手动节流阀8和所述液控节流阀13沿从井口至泥浆罐的方向依次串联地设置在所述节流通道上，所述第一气控平板阀6具体可以用于开启或关闭所述节流通道，所述第一手动节流阀8具体可以用于对井口回压进行第一次压力调整，所述液控节流阀13具体可以用于对所述井口回压进行第二次压力调整；
所述第一直通通道具体可以包括第二气控平板阀10，所述第二气控平板阀10具体可以用于开启或关闭所述第一直通通道。
在本实施方式中，在进行具体的钻井施工时，通常需要将钻井液经泥浆泵1由地面泵入井底，钻井液再沿钻井中的环空经旋转控制头4返回至地面管汇，形成一种钻井液循环系统，以便进行具体的钻井施工。其中，上述钻井液循环系统会影响井口回压的值，因此可以通过调节返回地面的钻井液的流量达到对井口回压进行调控的目的。
在本实施方式中，上述节流通道和第一直通通道之间相互并联，再一同接入钻井的钻井液循环系统，即将并联的节流通道和第一直通通道的一端与井口30连接，将并联的节流通道和第一直通通道的另一端与泥浆罐29连接。其中，上述将并联的节流通道和第一直通通道的一端与井口30连接具体可以是指将并联的节流通道和第一直通通道的一端与井口30上的转换控制头4连接。按照上述的连接方式，具体钻井施工时，钻井液可以通过泥浆泵1由地面的泥浆罐29泵入井底，再沿井中的环空由旋转控制头4返回地面，最后通过上述井口回压控制系统的调节厚返回泥浆罐29。具体的，在不需要对井口回压进行调控的情况下，节流通道关闭，第一直通通道开启，钻井液可以直接通过第一直通通道返回泥浆罐29；在需要对井口回压进行调控的情况下，节流通道开启，通过节流通道的调控作用，调整井口回压，使得钻井液可以在符合要求的井口回压下返回泥浆罐29。
在本实施方式中，需要说明的是，现有的井口回压控制系统，由于没有深入分析钻井过程中具体的施工特点以及相应的压力特征，往往只是通过使用单一类型的节流阀，依赖较为复杂的自动控制系统进行井口回压控制。因此，导致存在回压控制不精确、实施成本相对较高的问题。正是考虑到了上述问题，本申请实施例针对具体的钻井施工过程，结合不同类型的节流阀的特点，在保证精确进行回压控制的前提下，兼顾实施成本，设计了上述包括了串联两种不同类型节流阀的井口回压控制系统。
在本实施方式中，上述第一手动节流阀8具体可以是一种针型或者笼型的手动节流阀，上述液控节流阀13具体可以是一种高精度筒形、液压涡轮蜗杆驱动的节流阀。
在本实施方式中，具体实施时，上述第一手动节流阀8通常适于在较大的压差范围下进行精度相对不高的压力调整。具体的，可以利用第一手动节流阀8对井口回压进行粗调，即第一次压力调整。其中，上述粗调具体可以是指通过调节手动节流阀的开度调整经过该手动节流阀的钻井液流量，以对井口回压进行精度要求较低、压差范围较大的压力调整。上述液控节流阀13通常适于在较小的压差范围下进行精度相对较高的压力调整。具体的，可以利用上述液控节流阀13对粗调后的井口回压进行微调，即第二次压力调整。其中，上述微调具体可以是指通过调节液控节流阀的开度调整经过液控节流阀的钻井液的流量，以对井口回压进行精度要求较高、压差范围较小的压力调整。
在本实施方式中，需要说明的是，上述液控节流阀相对于手动节流阀压力控制价精度相对较高，成本也相对较高。在本申请实施例中，综合考虑到了手动节流阀和液控节流阀在进行压力调整、成本等方面的特点，结合具体钻井施工过程中的施工要求、工艺情况，通过将第一手动节流阀8和液控节流阀13串联，作为节流通道，以综合上述两种不同类型的节流阀的优点，利用上述节流通道，能够根据具体情况和施工要求，有效、精确地进行对应的井口回压控制；同时相对于现有的井口回压控制系统，本申请实施例提供的井口回压控制系统较好地降低了实施的成本。
在一个实施方式中，具体实施时，可以在所述井口回压控制系统与所述井口30之间连接第一压力表5，所述第一压力表5具体可以用于实时测量井口回压，记为PS。以便后续具体进行压力调控时，可以根据上述第一压力表5所测得的压力值，调整节流通道中的第一手动节流阀8、液控节流阀13的开度，使得井口回压符合相应的施工要求。
在一个实施方式中，上述节流通道具体还可以包括过滤器14，其中，所述过滤器14与所述液控节流阀13相连，所述过滤器14具体可以用于过滤所述节流通道中尺寸大于阈值尺寸的物质，以防止由于节流通道通过尺寸较大的物质堵塞后面的仪器或装置。其中，上述阈值尺寸具体可以根据具体施工情况和施工要求确定。对此，本申请不作限定。
在一个实施方式中，具体实施时，可以在上述过滤器14处设置第一针阀15，所述第一针阀15具体可以用于调节所述节流通道中的圈闭压力。其中，上述圈闭压力具体是一种由于节流通道堵塞，节流压力无法正常释放而留在节流通道内的压力。具体的，例如，在节流通道中的压力大于正常值，且与正常值的差异相对较小时，可以通过调整第一针阀15，卸掉节流通道中的圈闭压力，以维护节流通道中的压力稳定，保证系统工作安全。
在一个实施方式，具体实施时，可以在所述节流通道靠近所述井口30的一端设置有第一流量计7，所述第一流量计具体可以用于监测进入节流通道的钻井液的流量，以便后续可以将第一流量计7测得的进入节流通道的流量值作为参考有效地监控钻井液循环系统的钻井液流动情况，更加准确地进行井口回压的调控。具体的，例如，在高节流压力条件下，可以利用所述第一流量计7进行流量监控。
在一个实施方式中，具体实施时，还可以在上述第一手动节流阀8和液控节流阀13之间设置第三压力表9以便可以监测经第一手动节流阀8第一次压力调整后的压力值，进而可以将该压力值作为参考依据，调整液控节流阀13的开度，以基于第一次压力调整后的压力值，更加精确地进行第二压力调整，得到更加准确的井口回压调控效果。
在一个实施方式中，具体实施时，可以在所述节流通道靠近所述泥浆罐29的一端还设置第一手动平板阀16。其中，所述第一手动平板阀16具体使用时，可以处于常开状态，当节流通道发生堵塞时，可以通过先打开第二气控平板阀10，然后关闭第一气控平板阀6及第一手动平板阀16，使得节流通道与钻井液循环系统发生隔离，以便打开第一针阀15进行泄压，然后打开过滤器进行堵塞物的清理。
在一个实施方式中，具体实施时，上述井口回压控制系统具体还可以包括泄压通道，其中，上述泄压通道与节流通道、第一直通通道并联，且所述泄压通道与节流通道、第一直通通道相同，设置于所述井口30的旋转控制头4和泥浆罐29之间。具体实施时，在井口回压大于第一阈值的情况下，通过开启泄压通道进行泄压，以保证钻井施工安全。
在一个实施方式中，具体实施时，在上述泄压通道上，沿着井口30至泥浆罐29的方向依次设置有手动旋塞阀11、弹簧式泄压阀12。具体实施时，可以根据具体施工要求和工况情况，通过开启手动旋塞阀11，使得泄压通道处于开启待命的状态。上述弹簧式泄压阀12具体可以是一种弹簧自动式泄压阀，当泄压通道中的压力值大于第一阈值时，上述弹簧式泄压阀12会自动泄压进行泄压保护，以保护上述井口回压控制系统工作过程的安全、稳定。上述第一阈值的数值可以根据具体的施工情况和系统内设备器件的耐压情况确定。在本实施方式中，具体的，可以根据钻井工艺及旋转控制装置的压力级别，将上述第一阈值设置为14MPa。
在一个实施方式中，具体实施时，可以将上述井口回压控制系统接入井口30的旋转控制头4和泥浆泵29之间的线路中，具体实施时，可以先保持第二气控平板阀10保持处于开启状态，通过第一压力表5实时监测井口回压。在井口回压不符合施工要求的情况下，例如，井口回压小于第二阈值时，可以通过打开第一气控平板阀6开启节流通道，通过调整第一手动节流阀8的开度，对井口回压进行第一次压力调整，即粗调；再通过调整液控节流阀13的开度，对经第一次压力调整后的井口回压进行精度更高的第二次压力调整，即微调，使得井口回压符合施工要求，以保证钻井过程中钻井液循环系统的安全、稳定。上述过程中，具体实施时，还可以打开手动旋塞阀11，以使得泄压通道处于开启待命的状态，当井口回压值大于第一阈值时，泄压通道中的弹簧式泄压阀12会自动泄压，对系统进行泄压保护，以保证系统工作安全、稳定。上述过程中，需要补充的是，在调整第一手动节流阀8的开度、液控节流阀13的开度时，可以通过第一流量计7获取流经节流通道的钻井液流量，通过第三压力表9获取经第一次压力调整后的压力值，进而可以以上述流经节流通道的钻井液流量为指导依据，更加准确地调整第一手动节流阀8的开度；以上述经第一次压力调整后的压力值为指导依据，更加精确地调整液控节流阀13的开度，从而达到对井口回压更加精准的调控。
在本申请实施例中，相较于现有系统，由于在节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀两种不同类型的节流阀，通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果。
在一个实施方式中，为了更好地进行井口回压的控制，具体实施时，还可以在第一直流通道和节流通道的连接处设置第四压力表17，用于测量经节流通道调整后的钻井液压力，以便可以根据调整后的压力值，反向指导对第一手动节流阀8、液控节流阀13的开度的调整，达到更加精准的井口回压的调控。
在一个实施方式中，为了能够实时监控钻井施工中的钻井液循环系统的工作情况，例如流量、压力等参数，以确定钻井液循环系统是否发生溢流或漏失等状况，同时也为了提供进行井口回压控制的参考依据，具体实施时，还可以在所述井口回压控制系统和所述泥浆罐29之间连接测量通道和第二直通通道，所述第二直通通道与所述测量通道并联。其中，上述测量通道具体可以用于测量钻井液的出口参数的测量，上述测量通道具体可以包括：第二手动平板阀19、质量流量计20，所述第二手动平板阀19、质量流量计20沿井口30至泥浆罐29的方向依次设置在上述测量通道上，上述第二手动平板阀19具体可以用于开启或关闭所述测量通道，上述质量流量计20具体可以用于测量流经测量通道的钻井液流量，即井口返回钻井液的流量(也可以称为钻井液的出口流量)，以便后续可以根据上述井口返回钻井液的流量分析钻井液循环系统的状况，以确定上述钻井液循环系统是否正常；也可以利用上述井口返回钻井液的流量指导进行对第一手动节流阀8、液控节流阀13的调整，以更好地进行井口回压的控制，保证钻井施工的安全。上述第二直通通道具体可以包括第三手动平板阀21，所述第三手动平板阀用于开启或关闭所述第二直通通道。所述第二直通通道与第一直通通道、泥浆罐29相连，具体实施时，钻井液可以通过第二直通通道返回泥浆罐29。
在一个实施方式中，为了更加精细地分析返回地面的钻井液中气体流量和液体流量，以便对钻井液循环系统的运行状况进行更加精细的分析，具体实施时，还可以在所述测量通道和所述泥浆罐29之间，沿井口30至泥浆罐29的方向，依次连接气液分离器25、第二流量计27。其中，上述气液分离器25具体可以用于分离排出的钻井液的气体和液体，上述第二流量计27具体可以用于测量排出的钻井液的液体流量。在本实施方式中，具体实施时，上述气液分离器25上还设置有排气口26，其中上述排气口26具体可以用于排掉分离出的钻井液的气体。
在一个实施方式中，具体实施时，还可以在所述测量通道与所述气液分离器25之间设置手动节流阀24。具体测量时，可以根据具体施工情况和施工要求，调整手动节流阀24提供背压，以便可以通过质量流量计20测取更为准确的井口返回钻井液的流量。上述背压的具体数值可以根据施工要求和施工情况确定。在本实施方式中，上述背压可以设置为2MPa。
在一个实施方式中，为了更加全面、准确地监控、分析井下钻井液的循环中的流量情况，具体实施时，还可以在井口30与泥浆泵25之间设置第三流量计2。其中，上述第三流量计2具体可以用于测量钻井液的入口流量，以便后续可以结合测量的钻井液的处理流量，以及其他参数，更加精确地分析钻井液循环系统的状况。
在一个实施方式中，具体实施时，还可以在井口30与泥浆泵25之间设置第二压力表3。其中，上述第二压力表3具体可以用于测量钻井液入口处的压力，以便后续可以将该压力作为参考依据之一，更加准确地分析钻井液循环系统的压力情况，有效地进行井口回压的调控。
在一个实施方式中，还可以在第一直通通道和第二直通通道之间设置第五压力表18。其中，上述第五压力表18具体可以用测量第一直通通道和第二直通通道之间的钻井液的压力值，以便后续可以更加准确地监控钻井液循环系统。
在一个实施方式中，具体实施时，还可以在测量通道上设置第二针阀22和第四手动平板阀23。其中，上述第二针阀22可以在测量通道的压力值较大的情况下，进行泄压处理。上述第四手动平板阀23具体可以用于在维修或者不需要使用质量流量计20时，进行测量通道的隔离。
在一个实施方式中，具体实施时，还可以在第二流量计27和泥浆罐29之间设置振动筛28。其中，上述振动筛28具体可以用于对井口返回钻井液进行过滤，使得过滤后的钻井液返回泥浆罐29，过滤得到固体排放到污水池。
从以上的描述中，可以看出，本申请实施例提供的井口回压控制系统，由于在节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀两种不同类型的节流阀，通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果；又通过在节流通道两端并联泄压通道，达到能够在井口回压大于第一阈值的情况下进行泄压保护，提高了钻井液循环系统安全性和可靠性；还通过在井口回压控制系统和泥浆罐之间并联连接测量通道和第二直通通道，利用测量通道对井口返回钻井液的流量进行实时监测，以便确定钻井液循环系统的工况，进一步提高了钻井液循环系统的安全性和可靠性。
本申请实施例中还提供了一种利用井口回压控制系统进行井口回压控制的方法，如下面的实施例所述。由于井口回压控制方法解决问题的原理井口与回压控制系统相似，因此井口回压控制方法的实施可以参见井口回压控制系统的实施，重复之处不再赘述。具体请参阅图2所示的应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统进行井口回压控制的处理流程图，应用上述井口回压控制系统进行井口回压控制具体可以包括以下内容。
S21：通过第一压力表测量井口回压，并将所述井口回压分别与第一阈值、第二阈值作比较；
S22：在所述井口回压小于等于第一阈值，且大于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；通过调整第一手动节流阀的开度，对井口回压进行第一次压力调整；通过液控节流阀对经过第一次压力调整的井口回压进行第二次压力调整，以获得符合要求的井口回压；
S23：在所述井口回压小于等于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；调整所述第一手动节流阀的开度至最大值，通过液控节流阀对所述井口回压进行压力调整，以获得符合要求的井口回压；
S24：在所述井口回压大于第一阈值的情况下，通过手动旋塞阀开启所述泄压通道；通过所述弹簧式泄压阀进行泄压保护。
在本实施方式中，上述第一阈值具体可以是14MPa，上述第二阈值具体可以是7MPa。当然，需要说明的是，具体实施时，也可以根据具体情况和施工要求，选择其他合适的数值作为上述第一阈值、第二阈值。对此，本申请不作限定。
本申请实施例还提供了一种利用井口回压控制系统以及测量通道进行钻井液循环系统状况进行实时监控的方法，如下面的实施例所述。具体请参阅图3所示的应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统以及测量通道进行钻井液循环系统状况的监控方法的流程图，具体实施过程可以包括以下内容。
S31：通过质量流量计测量井口返回钻井液的流量；
S32：通过第三流量计测量钻井液的入口流量；
S33：根据所述井口返回钻井液的流量和所述钻井液的入口流量，确定钻井液的出入口流量差；
S34：根据所述钻井液的出入口流量差，确定所述钻井的钻井液循环系统状况。
在一个实施方式中，具体实施时，也可以根据所述井口返回钻井液的流量，计算得到上述钻井液的入口流量。具体的，可以按照以下公式，先利用上述井口返回钻井液的流量计算泥浆泵的上水效率校核系数，再根据泥浆泵的上水效率校核系数计算钻井液的入口流量：
Q3＝α*SPM*Vstroke/60
其中，α具体可以为泥浆泵的上水效率，SPM具体可以为泥浆泵每分钟的泵冲数(单位：次/分)，Vstroke为泥浆泵每泵一次的排量(单位：L/次)，Q质量流量计具体可以为通过质量流量计测得井口返回钻井液的流量，Q3具体可以为钻井液的入口流量。
在一个实施方式中，上述根据所述井口返回钻井液的流量和所述钻井液的入口流量，确定钻井液的出入口流量差，具体实施时，可以包括以下内容：
按照以下公式，计算钻井液的出入口流量差：
其中，ΔQ具体可以为钻井液的出入口流量差，Q3具体可以为钻井液的入口流量，Q质量流量计具体可以为通过质量流量计测得井口返回钻井液的流量，t1具体可以为积分起始时间，t2具体可以为积分结束时间。
在一个实施方式中，上述积分结束时间与积分起始时间之间的差值，即Δt＝t2-t1的数值具体可以为20-30秒。利用满足上述关系的积分起始时间和积分结束时间计算得到的井口返回钻井液的流量差较为准确。当然，具体实施时也可以根据具体情况和施工要求，选择其他合适数值作为积分结束时间与积分起始时间的差值以求解对应的钻井液的出入口流量差。对此，本申请不作限定。
在一个实施方式中，上述根据所述钻井液的出入口流量差，确定所述钻井的钻井液循环系统状况具体实施时，可以包括以下内容：
将所述钻井液的出入口流量差的绝对值与第三阈值作比较，根据比较结果，确定所述钻井液循环系统的状况。
在一个实施方式中，具体实施时，在上述钻井液的出入口流量差的绝对值大于所述第三阈值的情况下，可以确定上述钻井液循环系统出现了溢流或漏失。其中，上述第三阈值的数值具体可以为100L。当然，需要说明的是，上述所列举的第三阈值只是为了更好地说明本申请实施方式。具体实施时，也可以根据具体情况和施工要求，选择其他合适的数值作为上述第三阈值。对此，本申请不作限定。
在一个实施方式中，在确定所述钻井液循环系统出现溢流或漏失的情况上，具体实施时，可以按照以下方式进一步确定溢流或漏失的强度：根据所述钻井液的出入口流量差，确定钻井液的出入口流量差变化速度；根据所述钻井液的出入口流量差变化速度，确定溢流或漏失的强度。其中，具体的，可以按照以下公式计算上述钻井液的出入口流量差变化速度：
其中，上述v为钻井液的出入口流量差变化速度，ΔQ具体可以为钻井液的出入口流量差。
在本申请实施例中，还可以利用上述系统测量排出的钻井液的气体的流量，具体实施时，可以按照以下步骤执行：
S1：通过第一流量计测得排出的钻井液的流量；
S2：通过第二流量计测得排出的钻井液的液体流量；
S3：根据所述排出的钻井液的流量和所述排出的钻井液的液体流量，计算出排出的钻井液的气体流量。
在本实施方式中，具体可以按照以下公式计算排出的钻井液的气体流量：
Qg＝Q1-Q2
其中，Qg具体可以为排出的钻井液的气体流量，Q1具体可以为排出的钻井液的流量，Q2具体可以为排出的钻井液的流量的液体流量。
在本实施方式中，需要说明的是，上述排出的钻井液的流量具体指的可以是从井底返回地面的钻井液的流量，上述排出的钻井液的液体流量具体指的可以是返回地面的钻井液中纯液相流量，上述排出的钻井液的气体流量具体指的可以是返回地面的钻井液中纯气相流量。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，上述实施方式阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，在本说明书中，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
此外，在本说明书中，诸如第一和第二这样的形容词仅可以用于将一个元素或动作与另一元素或动作进行区分，而不必要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在环境允许的情况下，参照元素或部件或步骤(等)不应解释为局限于仅元素、部件、或步骤中的一个，而可以是元素、部件、或步骤中的一个或多个等。
从以上的描述中，可以看出，本申请实施例提供的应用井口回压控制系统进行井口回压控制的方法，由于在节流通道中通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，从而解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果；又通过在井口回压大于第一阈值的情况下利用泄压通道进行泄压保护，提高了钻井液循环系统安全性和可靠性；还通过利用在井口回压控制系统和泥浆罐之间的测量通道对井口返回钻井液的流量进行实时监测，以便确定钻井液循环系统的工况，进一步提高了钻井液循环系统的安全性和可靠性。
在一个具体实施场景示例中，应用本申请实施例提供的井口回压控制系统和方法对某工区钻井过程中的井口回压进行调控，并对钻井液循环系统的工况进行监测。具体实施过程可以参阅以下内容执行。
在本实施方式中，具体的，可以参阅图1的相关内容组装并连接节流通道、第一直通通道、第二直通通道、泄压通道和测量通道。根据图1可知钻井施工的钻井液循环系统中的钻井液通常经泥浆泵1泵入井底，沿钻井环空经旋转控制头4返回至地面管汇，再经组合式自动节流系统(相当于井口回压控制系统的主体，即第一直通通道、节流通道和泄压通道的组合)、流量监测系统(即第二直通通道和测量通道的组合)后，经气液分离器25分离，分离出的钻井液的气体通过排气口26由燃烧管线引出点燃，钻井液的液体经过振动筛28振动后返回泥浆罐29。其中，上述组合式自动节流系统可以用于对从井筒返回地面的钻井液进行节流以施加井口回压，从而控制井底压力。上述流量监测系统可以用于监测钻井液循环系统的入口、出口流量，以便后续分析确定钻井液循环系统的状况。需要补充的是，上述组合式自动节流系统与流量监测系统具体使用时，可以两者串联使用，也可以根据施工要求单独使用其中的一种。例如，可以仅连接流量监测系统以监控钻井液循环系统的出入口流量情况；也可以仅连接组合式自动节流系统控制钻井的井口回压；还可以在组合式自动节流系统后串联流量监测系统，以达到在进行井口回压控制的同时，监控钻井液循环系统的流量情况，以更加准确地监控钻井液循环系统状况。
在本实施方式中，上述组合式自动节流系统具体可以由节流通道、第一直通通道和泄压通道等3条通道以及第二压力表3组成。其中，在节流通道从钻井液入口至出口方向依次安装有第一气控平板阀6、第一流量计7、第一手动节流阀8、第三压力表9、液控节流阀13、过滤器14、第一针阀15和第一手动平板阀16。具体实施时，第一流量计7具体可以用于高节流压力条件下流量监控；过滤器14和第一针阀15具体可以安装在一起，过滤器14具体可以用于防止节流通道通过较大物体堵流量监测系统中低压端质量流量计20，赌徒针阀15具体可以用于在维护节流通道时卸载圈闭压力。第一直通通道具体可以由第一压力表5、第二气控平板阀10和第四压力表17组成。泄压通道具体可以由手动旋塞阀11、弹簧式自动卸压阀(即弹簧是泄压阀)12组成。此外，将第二压力表3安装在与井口相连的立管管汇上，且将第二压力表3的信号线、电源线连接到组合式自动节流系统的电控柜上。
在本实施方式中，上述流量监测系统具体可以由流量测量通道、第二直通通道两条通道以及第三流量计2、第二流量计27组成。其中，流量测量通道具体可以由第二手动平板阀19、质量流量计20、第二针阀22、第四手动平板阀23组成。具体的，第二针阀22具体可以用于在维护流量测量通道时，进行卸压保护。第二直通通道具体可以由第五压力表18、第三手动平板阀21及手动节流阀24组成。具体的，质量流量计20具体可以用于对地面钻井液返回流量(即返回地面的钻井液流量)进行精确测量。此外，还可以将第三流量计2安装在与井口相连的立管处，用于测量泥浆泵1的排量；将第二流量计27安装在气液分离器25连接的液相返回管的垂直段处，用于测量钻井液返回泥浆罐29的纯液相流量，其中，上述两个流量计的信号线、电源线可以连接到流量监测系统的电控柜上。
在本实施方式中，具体实施时，可以参阅图4所示的在一个场景示例中应用本申请实施方式提供的井口回压控制系统和方法的流程示意，按照以下方式操作，以对井口回压进行双级节流控制：通过打开第一气控平板阀6、手第一动节流阀8打开节流通道；通过关闭第二气控平板阀10，关闭第一直通通道；通过打开手动旋塞阀11，打开泄压通道，弹簧式自动泄压阀12进入待命状态。需要说明的是，上述组合式自动节流系统的节流控制具体可以由一个第一手动节流阀8与一个高精度液控节流阀13串联的双级节流通道实现了高节流压力的精确控制。具体的，可以根据钻井工艺及旋转控制装置压力级别确定井口回压Ps的限定值(即第一阈值、第二阈值)。当井口回压≤7MPa(即第二阈值)时，可以调整第一手动节流阀8开度为全开，再使用高精度的液控节流阀13调整，使得Ps在指定精度区间(例如0.2-0.5MPa)内浮动；在7MPa≤井口回压≤14MPa(即第一阈值)时，可以通过使用第一手动节流阀8调节井口回压至[5,7]MPa，再利用液控节流阀13再进行叠加调整，以提供满足[7,9]MPa的控制压力，使得Ps在指定精度区间内浮动，达到对[7,14]MPa高节流压力的精确控制。并且还可以根据井口设备及钻井工艺的安全需要设定两级压力：低压级和高压级。具体的，对于低压级：当井口回压≥7MPa时，自动打开第二气控平板阀10，通过第一直通通道泄压。对于高压级：当井口回压≥14MPa时，通过弹簧式自动泄压阀12进行自动泄压；当井口压力降低至7MPa以下时，迅速开启第二气控平板阀10，然后切换至第一直通通道，再进行相关问题的检修与排查。
在本实施方式中，上述流量监测系统的流量监测主要通过立管处的第三流量计2、质量流量计20、气液分离器25的液相返回管处的第二流量计27实现对钻井液循环系统入口、出口的流量监测。具体操作时，在正常工作的情况下，打开第二手动平板阀19和第四手动平板阀23，并关闭第二针阀22，以打开测量通道；关闭第三手动平板阀21，以关闭直通通道，进而可以开始(对钻井液循环系统的)流量监控。具体的，可以利用居于中部的质量流量计20实现对立管处第三流量计2及组合式自动节流系统上的第一流量计7、气液分离器25处的第二流量计27三处流量计进行校核，并且可以通过手动节流阀24施加不超过2MPa的背压，以提高质量流量计20在出气情况的测量精度，以便实现对钻进、起下钻、接单根、出气、流量计堵塞等多种工况的流量监测。
在本实施方式中，具体实施时，钻井液的出入口流量差ΔQ可以按照以下方式确定：
其中，ΔQ具体可以为钻井液的出入口流量差，Q3具体可以为钻井液的入口流量(单位为L/s)，具体可以通过第三流量计2测得；Q质量流量计具体可以为通过质量流量计测得井口返回钻井液的流量(单位为L/s)，具体可以通过质量流量计20测得；t1具体可以为积分起始时间，t2具体可以为积分结束时间。
Q3如果是使用流量校核值，则可以先按照以下公式计算泥浆泵1)上水效率校核系数：
其中，α具体可以为泥浆泵的上水效率，无因次；SPM具体可以为泥浆泵每分钟的泵冲数(单位：次/分)，Vstroke为泥浆泵每泵一次的排量(单位：L/次)，Q质量流量计具体可以为通过质量流量计测得井口返回钻井液的流量，Q3具体可以为钻井液的入口流量。
再根据计算出的泥浆泵1的上水效率，按照以下公式计算钻井液的入口流量：
Q3＝α*SPM*Vstroke/60 (3)。
在计算出钻井液的出入口流量差ΔQ后，可以根据ΔQ的正负及大小进一步判断钻井液循环系统是否发生溢流或者漏失，以及在钻井液循环系统发生溢流或漏失的强度。
在本实施方式中，具体实施时，可以选择Δt＝t2-t1(即积分结束时间与积分起始时间的差值)为20-30秒进行时间积分以确定较为准确的ΔQ。具体进行溢流或漏失分析时，可以在ΔQ的绝对值大于100升的情况下，确定钻井液循环系统发生了溢流或者漏失。
在钻井液循环系统出气的情况，可以按照以下公式测量、计算返回地面的钻井液的液相和气相的流量：
Ql＝Q2 (4)
Qg＝Q1-Q2 (5)
其中，Qg具体可以为地面返回的钻井液中纯气相流量(即排出的钻井液的气体流量)，Q1具体可以为排出的钻井液的流量(单位：L/s)，具体可以通过第一压力计7测得；Q2具体可以为排出的钻井液的流量的液体流量(单位：L/s)，具体可以通过第二压力计27测得；Ql具体可以为地面返回的钻井液中纯液相流量(即排出的钻井液的流量的液体流量)。
需要补充的是，上述计算的Qg的为第一压力表5所测压力PS下的流量，可以按照以下公式进一步换算为一个大气压条件下的出气量：Q出气量＝10PS*Qg。
总结实施过程，可以发现利用本申请实施例提供的系统可以达到以下效果：首先，可实现对[0,14]MPa范围的精确井口回压控制，且较大程度地实现降低装备成本，降低高井口回压压力的控制难度的目的。具体的，当需控制井口压力在[0,7]MPa时，可全开第一手动节流阀，通过自动的液控节流阀控制井口回压；当需控制井口压力在[7,14]MPa时，可先调节第一手动节流阀，使井口回压达到[5,7]MPa之间，然后通过自动的液控节流阀精确地实现高压力级别井口回压控制。其次，可以实现双级安全保障。具体的，在井口压力(即井口回压)超过14MPa时，可以通过弹簧式自动泄压阀实现安全保障；在仅超过7MPa时，可以通过气控平板阀实现安全保障。然后，上述组合式自动节流控制系统与流量监测系统可独立运行，组合使用，应用范围广。最后，还可以通过质量流量计校核多个超声波或者电磁流量计，也可用高压测量的与低压测量的流量差，估算出气量，以监控钻井液循环系统状况。
通过上述场景示例，验证了本申请实施例提供的井口回压控制系统和方法，由于在节流通道中依次串联连接了第一手动节流阀和液控节流阀两种不同类型的节流阀，通过第一手动节流阀先对井口回压进行第一次压力调整，即粗调，再通过液控节流阀对井口回压进行第二次压力调整，即微调，确实解决了现有系统中存在的实施成本较高、井口回压控制不精确的技术问题，达到能够在较大的压力范围内，对钻井液循环系统中的井口回压进行精确控制，保证钻井安全的技术效果。
尽管本申请内容中提到不同的具体实施例，但是，本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等，某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。
Claims (12)
1.一种井口回压控制系统，其特征在于，包括：节流通道和第一直通通道，其中，所述节流通道与所述第一直通通道并联，所述节流通道和所述第一直通通道设置于井口与泥浆罐之间；
所述节流通道包括：第一气控平板阀、第一手动节流阀和液控节流阀，其中，所述第一气控平板阀、所述第一手动节流阀和所述液控节流阀依次串联设置在所述节流通道上，所述第一气控平板阀用于开启或关闭所述节流通道，所述第一手动节流阀用于对井口回压进行第一次压力调整，所述液控节流阀用于对所述井口回压进行第二次压力调整；
所述第一直通通道包括第二气控平板阀，所述第二气控平板阀用于开启或关闭所述第一直通通道。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述井口回压控制系统与所述井口之间还连接有第一压力表，所述第一压力表用于测量井口回压。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述节流通道还包括过滤器，所述过滤器与所述液控节流阀相连，所述过滤器用于过滤所述节流通道中尺寸大于阈值尺寸的物质。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述过滤器上还设有第一针阀，所述第一针阀用于调节所述节流通道中的圈闭压力。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述节流通道靠近所述井口的一端还设置有第一流量计，在所述节流通道靠近所述泥浆罐的一端还设置有第一手动平板阀。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括泄压通道，所述泄压通道与所述节流通道并联，所述泄压通道设置于所述井口与所述泥浆罐之间。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述泄压通道上依次设置手动旋塞阀和弹簧式泄压阀，其中，所述弹簧式泄压阀用于在井口回压大于第一阈值的情况下进行泄压保护。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述井口回压控制系统和所述泥浆罐之间还连接有第二直通通道和测量通道，所述第二直通通道与所述测量通道并联，其中：
所述测量通道包括：第二手动平板阀、质量流量计，其中，所述第二手动平板阀、所述质量流量计依次设置在所述测量通道上，所述第二手动平板阀用于开启或关闭所述测量通道，所述质量流量计用于测量井口返回钻井液的流量；
所述第二直通通道包括第三手动平板阀，所述第三手动平板阀用于开启或关闭所述第二直通通道。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述测量通道与所述泥浆罐之间，还依次连接有气液分离器、第二流量计，其中，所述气液分离器用于分离排出的钻井液的气体和液体，所述第二流量计用于测量所述排出的钻井液的液体流量。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述气液分离器与所述测量通道之间还设有第二手动节流阀，用于提供背压。
11.一种井口回压控制方法，其特征在于，包括：
通过权利要求1至10中任一项所述井口回压控制系统的第一压力表测量井口回压，并将所述井口回压分别与第一阈值、第二阈值作比较；
在所述井口回压小于等于第一阈值，且大于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；通过调整第一手动节流阀的开度，对井口回压进行第一次压力调整；通过液控节流阀对经过第一次压力调整的井口回压进行第二次压力调整，以获得符合要求的井口回压；
在所述井口回压小于等于第二阈值的情况下，通过第一气控平板阀开启节流通道；调整所述第一手动节流阀的开度至最大值，通过液控节流阀对所述井口回压进行压力调整，以获得符合要求的井口回压。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述井口回压大于第一阈值的情况下，通过手动旋塞阀开启泄压通道；通过弹簧式泄压阀进行泄压保护。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810205110.XA CN108374643B (zh) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | 井口回压控制系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810205110.XA CN108374643B (zh) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | 井口回压控制系统和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108374643A true CN108374643A (zh) | 2018-08-07 |
| CN108374643B CN108374643B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=63018631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810205110.XA Active CN108374643B (zh) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | 井口回压控制系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108374643B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109779568A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-21 | 中国石油天然气集团有限公司 | 自动化控制压力实施压井的闭环控制方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201778801U (zh) * | 2010-07-22 | 2011-03-30 | 中国石油天然气集团公司 | 一种组合式多级压力控制装置 |
| CN202280435U (zh) * | 2011-09-22 | 2012-06-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 油气井用电动控制自动节流系统 |
| CN103510893A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 中国石油天然气集团公司 | 一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井装备与方法 |
| CN104100219A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 中国石油天然气集团公司 | 一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装置 |
| WO2016062314A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Maersk Drilling A/S | Apparatus and methods for control of systems for drilling with closed loop mud circulation |
| CN208073386U (zh) * | 2018-03-13 | 2018-11-09 | 中国石油天然气集团有限公司 | 井口回压控制系统 |
-
2018
- 2018-03-13 CN CN201810205110.XA patent/CN108374643B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201778801U (zh) * | 2010-07-22 | 2011-03-30 | 中国石油天然气集团公司 | 一种组合式多级压力控制装置 |
| CN202280435U (zh) * | 2011-09-22 | 2012-06-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 油气井用电动控制自动节流系统 |
| CN103510893A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 中国石油天然气集团公司 | 一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井装备与方法 |
| CN104100219A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 中国石油天然气集团公司 | 一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装置 |
| WO2016062314A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Maersk Drilling A/S | Apparatus and methods for control of systems for drilling with closed loop mud circulation |
| CN208073386U (zh) * | 2018-03-13 | 2018-11-09 | 中国石油天然气集团有限公司 | 井口回压控制系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109779568A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-21 | 中国石油天然气集团有限公司 | 自动化控制压力实施压井的闭环控制方法及系统 |
| CN109779568B (zh) * | 2018-12-14 | 2022-01-04 | 中国石油天然气集团有限公司 | 自动化控制压力实施压井的闭环控制方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108374643B (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10907458B2 (en) | Frac flow-back control and/or monitoring system and methods | |
| US20230235635A1 (en) | Remote intelligent active drilling pressure control system and method | |
| RU2301319C2 (ru) | Устройство и способ динамического регулирования давления в кольцевом пространстве | |
| CN104100219B (zh) | 一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装置 | |
| RU2592583C2 (ru) | Использование результатов измерения давления в скважине во время бурения для выявления притоков и для их уменьшения | |
| US9376875B2 (en) | Wellbore annular pressure control system and method using gas lift in drilling fluid return line | |
| EA015325B1 (ru) | Способ определения существования события управления скважиной | |
| CN203285370U (zh) | 一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井装置 | |
| CN103510893A (zh) | 一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井装备与方法 | |
| CN104653157B (zh) | 多级分层注水管柱及其工作方法 | |
| US4036297A (en) | Subsurface flow control apparatus and method | |
| CN113153190A (zh) | 一种多相流节流压力控制装置及方法 | |
| CN208073386U (zh) | 井口回压控制系统 | |
| CN105672927A (zh) | 一种气体钻井井喷后的压井方法 | |
| CN108374643A (zh) | 井口回压控制系统和方法 | |
| CN110397425A (zh) | 煤层气生产井井底流压控制系统及控制方法 | |
| CN105937375B (zh) | 气液两相流流量分段实时监测的欠平衡钻井装置和方法 | |
| WO2019226595A9 (en) | Gas lift optimization process | |
| CN105715220A (zh) | 一种钻井控压系统 | |
| CN109339768B (zh) | 一种钻井微溢流随钻监测方法 | |
| CN203412535U (zh) | 分步启泵停泵的钻井液分流装置 | |
| CN104405346A (zh) | 一种水力喷砂射孔节流管汇 | |
| US20230235636A1 (en) | Active intelligent wellbore pressure control system | |
| CN209293774U (zh) | 一种同心双级水嘴可调配水装置 | |
| CN107355204B (zh) | 一种免测调恒流配水调节阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |