CN110886585A - 钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井作业技术领域,是一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法,前者包括节流单元和分流回压补偿单元,节流单元和分流回压补偿单元之间固定连通有第八管线,节流单元包括入口五通、出口五通、过滤四通、第一四通,分流回压补偿单元包括第二四通、第三四通、长四通、和入口过滤四通,第三四通上设置有压力传感器。本发明用自动节流管汇集成到一个橇上,解决了分流回压补偿单元的安装问题,且分流补偿回压单元和自动节流单元使用一个控制系统,同一个人员进行操作,可实现压钻井过程中对油气井井口套压的精确控制,在更换钻具时,可保证井底压力稳定,避免井底增大可能导致井漏和井底压力减小造成井壁垮塌和卡钻现象。
Description
技术领域
本发明涉及钻井作业技术领域,是一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法。
背景技术
回压补偿装置是提供一种控压钻井用入立管流量调节系统,实现入立管流量的阶梯式调节,以便控压钻井系统有足够的时间来调节套管回压来补偿因停/开泵导致的井底压力变化,实现使用停/开泵过程中井底压力的恒定控制。它通常都需要接到钻井队高压闸门组出口端;由于作业现场空间有限导致大部分井场都不能安装分流补偿回压装置。
回压补偿装置和控压钻井用自动节流管汇都属于控压钻井系统的不同组成部分,需要由不同的人员和不同的控制系统进行控制,由于个人的操作习惯不同,致使控压钻井控制精度下降。
当更换钻具时,钻井压力会产生波动,钻具上提时造成井底减小可能导致地层流体进入环空,污染钻井液,就是我们常说的井侵,如井侵严重会造成溢流乃至井喷。井底压力减小可能造成井壁垮塌,严重时会造成卡钻。当钻具下放时,造成井底增大可能导致井漏,损失钻井液和耽搁工期;一定条件下会由漏转喷。
发明内容
本发明提供了一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决钻井作业中更换钻具时现有存在井底压力不稳,造成井漏、井壁垮塌和卡钻的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置,包括节流单元和分流回压补偿单元,节流单元和分流回压补偿单元之间固定连通有第八管线,节流单元包括入口五通、出口五通、过滤四通、第一四通,入口五通左端进口固定连通有第一管线,入口五通右端与出口五通左端进口之间固定连通有第二管线,入口五通顶端第一出口与出口五通顶端第一进口之间固定连通有第四管线,入口五通顶端第二出口与出口五通顶端第二进口之间固定连通有第三管线,出口五通右端出口与过滤四通左端进口之间固定连通有第五管线,过滤四通顶端出口与第一四通顶端进口之间固定连通有第六管线,过滤四通右端出口与第一四通左端进口之间固定连通有第七管线,第一四通右端出口固定连通有第十六管线,分流回压补偿单元包括第二四通、第三四通、长四通和入口过滤四通,入口五通底端出口和第二四通顶端进口之间固定连通有第八管线,第三四通左端出口固定连通有第十管线,第三四通右端进口与长四通左端出口之间固定连通有第十一管线,长四通底端第一进口与第二四通右端出口之间固定连通有第九管线,长四通右端进口与入口过滤四通左端出口之间固定连通有第十三管线,长四通底端第二进口与入口过滤四通底端出口之间固定连通有第十二管线,入口过滤四通右端进口固定连通有第十四管线。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述第四管线上依次串接有液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀;或/和,第三管线上依次串接有液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀;或/和,第二管线上串接有手动闸阀;或/和,第六管线上依次串接有手动闸阀、质量流量计和手动闸阀;或/和,第七管线上串接有手动闸阀;或/和,第九管线上依次串接有手动闸阀、自动节流阀和液动闸阀;或/和,第十二管线上依次串接有手动闸阀、高压质量流量计和手动闸阀;或/和,第十一管线上串接有液动闸阀;或/和,第十三管线上串接有手动闸阀。
上述节流单元和分流回压补偿单元均固定座在同一橇装底座上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种实施钻井作业中回压补偿自动节流控制装置的方法,按照下述方法进行:第一步,钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通后,由第十二管线上手动闸阀进入高压质量流量计,再经手动闸阀至长四通,再经第十管线上液动闸阀至第三四通后进入钻具;第二步,钻井液在钻具内经环空上返至节流单元入口端,经入口五通后,由第二管线依次经液动闸阀、自动节流阀、手动闸阀至出口五通,再经过滤四通后,由第六管线依次经手动闸阀、质量流量计、手动闸阀至第一四通,再经第十六管线由出口端排出至泥浆罐,完成钻井液循环作业。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述当需要钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具时,按照下述方法进行:钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通后,由第十二管线上手动闸阀进入高压质量流量计,再经手动闸阀至长四通,其中,长四通排出的钻井液改为两部分,一部分钻井液经第十管线上液动闸阀至第三四通后进入钻具,另一部分钻井液由第九管线依次经液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀至第二四通,直至第九管线上自动节流阀全开后,关闭第十管线上液动闸阀,完成钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具。
本发明用自动节流管汇集成到一个橇上,解决了分流回压补偿单元的安装问题,且分流补偿回压单元和自动节流单元使用一个控制系统,同一个人员进行操作,可实现压钻井过程中对油气井井口套压的精确控制,在更换钻具时,可保证井底压力稳定,避免井底增大可能导致井漏和井底压力减小造成井壁垮塌和卡钻现象。
附图说明
附图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
附图中的编码分别为:1为入口五通,2为液动闸阀,3为自动节流阀,4为出口五通,5为手动闸阀,6为第一四通,7为过滤四通,8为质量流量计,9为入口过滤四通,10为泄压闸阀,11为高压质量流量计,12为长四通,13为第二四通,14为第三四通,15为第十五管线,16为第一管线,17为第二管线,18为第三管线,19为第四管线,20为第五管线,21为第六管线,22为第七管线,23为第八管线,24为第九管线,25为第十管线,26为第十一管线,27为第十二管线,28为第十三管线,29为第十四管线,30为第十六管线。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明,均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。
下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:如附图1所示,该钻井作业中回压补偿自动节流控制装置,包括节流单元和分流回压补偿单元,节流单元和分流回压补偿单元之间固定连通有第八管线23,节流单元包括入口五通1、自动出口五通4、过滤四通7、第一四通6,入口五通1左端进口固定连通有第一管线16,入口五通1右端与自动出口五通4左端进口之间固定连通有第二管线17,入口五通1顶端第一出口与自动出口五通4顶端第一进口之间固定连通有第四管线19,入口五通1顶端第二出口与自动出口五通4顶端第二进口之间固定连通有第三管线18,自动出口五通4右端出口与过滤四通7左端进口之间固定连通有第五管线20,过滤四通7顶端出口与第一四通6顶端进口之间固定连通有第六管线21,过滤四通7右端出口与第一四通6左端进口之间固定连通有第七管线22,第一四通6右端出口固定连通有第十六管线30,分流回压补偿单元包括第二四通13、第三四通14、长四通12和入口过滤四通9,入口五通1底端出口和第二四通13顶端进口之间固定连通有第八管线23,第三四通14左端出口固定连通有第十管线25,第三四通14右端进口与长四通12左端出口之间固定连通有第十一管线26,长四通12底端第一进口与第二四通13右端出口之间固定连通有第九管线24,长四通12右端进口与入口过滤四通9左端出口之间固定连通有第十三管线28,长四通12底端第二进口与入口过滤四通9底端出口之间固定连通有第十二管线27,入口过滤四通9右端进口固定连通有第十四管线29。
可根据实际需要,对上述钻井作业中回压补偿自动节流控制装置作进一步优化或/和改进:
如附图1所示,第四管线19上依次串接有液动闸阀2、自动节流阀3和手动闸阀5;或/和,第三管线18上依次串接有液动闸阀2、自动节流阀3和手动闸阀5;或/和,第二管线17上串接有手动闸阀5;或/和,第六管线21上依次串接有手动闸阀5、质量流量计8和手动闸阀5;或/和,第七管线22上串接有手动闸阀5;或/和,第九管线24上依次串接有手动闸阀5、自动节流阀3和液动闸阀2;或/和,第十二管线27上依次串接有手动闸阀5、高压质量流量计11和手动闸阀5;或/和,第十一管线26上串接有液动闸阀2;或/和,第十三管线28上串接有手动闸阀5;或/和,第十五管线15上串接有泄压闸阀10。
质量流量计8和高压质量流量计11能够精确的测量钻井液出口流量及密度,便于快速判断溢流和漏失,及时处理,增强钻井安全。
如附图1所示,节流单元和分流回压补偿单元均固定座在同一橇装底座上。
节流单元和分流回压补偿单元汇集成到一个橇装底座,解决了分流回压补偿单元的安装问题,且可以使用一个控制系统,由同一个人进行操作,避免了操作习惯不同导致的控压精度降低等问题。
实施例2:如附图1所示,该实施钻井作业中回压补偿自动节流控制装置的方法,按照下述方法进行:第一步,钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通9后,由第十二管线27上手动闸阀5进入高压质量流量计11,再经手动闸阀5至长四通12,再经第十一管线26上液动闸阀2至第三四通14后由第十管线25进入钻具;第二步,钻井液在钻具内经环空上返至节流单元入口端,经入口五通1后,由第二管线17依次经液动闸阀2、自动节流阀3、手动闸阀5至出口五通4,再经过滤四通7后,由第六管线21依次经手动闸阀5、质量流量计8、手动闸阀5至第一四通6,再经第十六管线30由出口端排出至泥浆罐,完成钻井液循环作业。
实施例3,如附图1所示,作为上述实施例的优化,当需要钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具时,按照下述方法进行:钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通9后,由第十二管线27上手动闸阀5进入高压质量流量11计,再经手动闸阀5至长四通12,其中,长四通12排出的钻井液改为两部分,一部分钻井液经第十一管线26上液动闸阀2至第三四通14后由第十管线25进入钻具,另一部分钻井液由第九管线24依次经液动闸阀2、自动节流阀3和手动闸阀5至第二四通13,直至第九管线24上自动节流阀3全开后,关闭第十一管线26上液动闸阀2,完成钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具。
综上所述,本发明将流单元和分流回压补偿单元汇集成到一个橇装底座,了解决了分流回压补偿单元的安装问题,且分流补偿回压单元和自动节流单元使用一个控制系统,同一个人员进行操作,可实现压钻井过程中对油气井井口套压的精确控制,在更换钻具时,可保证井底压力稳定,避免井底增大可能导致井漏和井底压力减小造成井壁垮塌和卡钻现象。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (5)
1.一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置,其特征在于包括节流单元和分流回压补偿单元,节流单元和分流回压补偿单元之间固定连通有第八管线,节流单元包括入口五通、出口五通、过滤四通、第一四通,入口五通左端进口固定连通有第一管线,入口五通右端与出口五通左端进口之间固定连通有第二管线,入口五通顶端第一出口与出口五通顶端第一进口之间固定连通有第四管线,入口五通顶端第二出口与出口五通顶端第二进口之间固定连通有第三管线,出口五通右端出口与过滤四通左端进口之间固定连通有第五管线,过滤四通顶端出口与第一四通顶端进口之间固定连通有第六管线,过滤四通右端出口与第一四通左端进口之间固定连通有第七管线,第一四通右端出口固定连通有第十六管线,分流回压补偿单元包括第二四通、第三四通、长四通和入口过滤四通,入口五通底端出口和第二四通顶端进口之间固定连通有第八管线,第三四通左端出口固定连通有第十管线,第三四通右端进口与长四通左端出口之间固定连通有第十一管线,长四通底端第一进口与第二四通右端出口之间固定连通有第九管线,长四通右端进口与入口过滤四通左端出口之间固定连通有第十三管线,长四通底端第二进口与入口过滤四通底端出口之间固定连通有第十二管线,入口过滤四通右端进口固定连通有第十四管线。
2.根据权利要求1所述的钻井作业中回压补偿自动节流控制装置,其特征在于第四管线上依次串接有液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀;或/和,第三管线上依次串接有液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀;或/和,第二管线上串接有手动闸阀;或/和,第六管线上依次串接有手动闸阀、质量流量计和手动闸阀;或/和,第七管线上串接有手动闸阀;或/和,第九管线上依次串接有手动闸阀、自动节流阀和液动闸阀;或/和,第十二管线上依次串接有手动闸阀、高压质量流量计和手动闸阀;或/和,第十一管线上串接有液动闸阀;或/和,第十三管线上串接有手动闸阀。
3.根据权利要求1或2所述的钻井作业中回压补偿自动节流控制装置,其特征在于节流单元和分流回压补偿单元均固定座在同一橇装底座上。
4.一种实施根据权利要求1或2或3所述的钻井作业中回压补偿自动节流控制装置的方法,其特征在于按照下述方法进行:第一步,钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通后,由第十二管线上手动闸阀进入高压质量流量计,再经手动闸阀至长四通,再经第十管线上液动闸阀至第三四通后进入钻具;第二步,钻井液在钻具内经环空上返至节流单元入口端,经入口五通后,由第二管线依次经液动闸阀、自动节流阀、手动闸阀至出口五通,再经过滤四通后,由第六管线依次经手动闸阀、质量流量计、手动闸阀至第一四通,再经第十六管线由出口端排出至泥浆罐,完成钻井液循环作业。
5.根据权利要求4所述方法,其特征在于当需要钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具时,按照下述方法进行:钻井液从钻井泵出来经过分流回压补偿单元入口端进入,经入口过滤四通后,由第十二管线上手动闸阀进入高压质量流量计,再经手动闸阀至长四通,其中,长四通排出的钻井液改为两部分,一部分钻井液经第十管线上液动闸阀至第三四通后进入钻具,另一部分钻井液由第九管线依次经液动闸阀、自动节流阀和手动闸阀至第二四通,直至第九管线上自动节流阀全开后,关闭第十管线上液动闸阀,完成钻具内停止钻井液循环作业并进行接单根钻具。
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